신경전달물질 (Neurotransmitter; Introduction to CNS Pharmacology) 한림대학교의과대학약리학교실, 서홍원
학습목적 중추신경계정보전달기전을학습하므로신경정신질환에사용되는중추신경계치료제들의기본적이고체계적인약리학적응용지식을습득한다.
학습목표 : 1. 신경전달물질, 신경호르몬, 신경조정인자, 신경매개인자, 신경영향인자의정의와각각의예를열거한다. 2. 펩타이드계신경전달물질과비펩타이드계신경전달물질의차이를비교한다. 3. 아미노산계신경전달물질을흥분성과억제성으로나누고각각의예를 2 가지씩열거한다. 4. 흥분성아미노산수용체를분류하고특징을비교한다. 5. Dopamine 수용체를분류하고특징을비교한다. 6. 5-Hydroxytryptamine 수용체를분류하고특징을비교한다. 7. GABA 수용체를분류하고특징을비교한다. 참고도서 : 1) Pharmacology (4rd Edition), edited by Rang, Dale, and Ritter. Churchill Livingstone. 1999.
신경전달물질 (Neurotransmitter) 체내의신경세포에서방출되며인접하는신경세포나근육에정보를전달하는물질. 신경세포내에서합성되어서신경종말의연접소포에저장됨. 자극에의해서연접간극에유리되어서수용체와결합하여정보를다음세포로전함. 전기적으로가아니라화학물질에의해서연접간극을거쳐정보를전하기때문에화학전달물질이라고함. 연접후막 ( 경우에따라서연접전막 ) 을흥분 ( 탈분극 ) 시티는흥분성전달물질과억제 ( 과분극 ) 하는억제성전달물질이있음. 신경조절인자 (Neuromodulator (Neuroregulator)) 신경전달물질처럼뉴런의종말단추에서방출되지만더많은양이분비되고더멀리확산되어특정뇌부위에있는많은뉴런의활동을조절하는화학물질. 자기혼자서는별다른효과를내지못하지만신경전달물질이분비되면그효과를증폭시킴.
단일아민성신경전달물질 From Tyrosine; Catecholamines Noradrenaline Dopamine From Tryptophan 5-HT(Serotonin)
I. Noradrenaline 1. 중추신경계의 noradrenergic 경로들
2. 기능적인특성들 - 일반적으로억제 - beta-adrenoceptors adrenoceptors 의활성 - adenylate cyclase 자극 a) 보상체계와법칙 - locus ceruleus to the limbic system and cortex - Cocaine and amphetamine - Catecholamine hypothesis in Depression b) 흥분 -Amphetamine-like e e drugs increase wakefulness, ess, alertness, ess, c) 혈압조절 and exploratory activity - Clonidine and methyldopa
II. Dopamine 1. 중추신경계에서의 Dopamine 경로 - Nigrostriatal 경로 (Substantia nigra Corpus striatum); 75% - Mesolimbic 경로 (Midbrain nucleus accumbens) - Tubero-infundibular system (arcuate nucleus median eminence of the pituitary)
3. 기능적인특성들 a) Dopamine과운동조절이론 (nigrostriatal system) - Parkinson's disease (D2 receptor) b) 행동효과 (mesolimbic system) - Schizophrenia (D2 receptor) c) 신경내분비적기능 (tuberohypophyseal system) - Suppression of prolactin release ( 예를들면, bromocriptine, dopamine 수용체작용제 ) - 보통의상태에서 growth hormone (GH) 를증가시키는원인이됨. 그러나, bromocriptine 은말단비대증 (acromegaly) 에서 GH의분비를억제함. d) 구토 - D2 receptor in chemoreceptor trigger zone - Dopamine receptor antagonists as anti-emetic drugs (phenothiazines and metoclopramide)
III. 5-HT (serotonin) 1. 중주신경계에서 5-HT 경로와수용체들
2. 기능적인특성들 a) 환각효과 (LSD) - Brain stem 5-HT neuron 들은대뇌피질의뉴런들에억제적영향을미치고, 환각효과의기초가되는이뉴런들에서활성의억제로부터대뇌피질억제결과의손실이생기게됨. b) 수면각성기능 c) 감각전이 - 진통효과에서 5-HT 와모르핀사이의상승효과
IV. Acetylcholine 1. 뇌에서의 Acetylcholine 수용체들 Muscarinic 수용체 : 중추신경계에서 Ach 수용체의 95% - ag-protein protein-coupled 수용체 cholinergic 경로와관련된행동효과의대부분은 nicotinic 수용체보다 muscarinic 수용체에서의 acetylcholine 활성에의해생성됨. acetylcholine 분비억제 Nicotinic 수용체 : 신경근접합부에서 express 됨. -a ligand-gated gated channel nicotine의중추신경계효과는 predominantly excitatory 함. 2. 기능적인특성들 - arousal, learning, motor control에관련됨.
아미노산신경전달물질 Glutamate Aspartate GABA Glycine
V. 흥분성아미노산 1. 중추신경계신경전달물질 : 흥분성아미노산 (EAA) - glutamate, aspartate, 그리고 probably homocysteate
4. NMDA 수용체의특별한특성 a) Calcium에높은투과성 b) Mg2+ 이온에의한철저한통제 c) Channel opening은 glycine과마찮가지로 glutamate가요구됨. d) NMDA-operated channels 로부터물질의선택적인통제 (ketamine, an anesthetic, and phencyclidine, a psychotomimetic agent) 5. NMDA 수용체의기능적인효과들 a) 장기상승작용 (Long-term potentiation, LTP) - 해마체내의회로를전기적으로자극하면장기간지속되는생리적변화가일어나는데, 이러한변화는학습과관련된것으로추측됨. 후내야에서치상회로가는축색에강한전기자극을주면, 시냅스후세포에서흥분성시냅스후전위의크기가장기간증가함. 이러한증가를장기상승작용 ( long-term potentiation ) 이라고한다 b) LTP 은시냅스의전- 후 postsynaptic component 모두에관련됨.
6) EAA 억제제 - 가능성있는임상적인영향들 1) 뇌손상에따른뇌졸증의감소 2) 간질의치료
VI. Amino Acids의억제 : GABA 와 Glycine 1. 합성, 보관, 그리고기능 2. 수용체들
VIII. Nitric oxide 구성 전구체 효소 억제 활성 효과 Nitric oxide (NO) Carbon monoxide (CO) Arginine NO synthase (NOS) L-NMMA L-NAME Heme Heme oxygenase Zn protoporphyrin Intracellular Ca 2+ Not known Activates soluble guanylate cyclase Activates soluble guanylate cyclase 비활성화 관계되는것 Increases cgmp Hemoglobin Vasodilation LTP/LTD Neuroprotection / neurotoxicity Increases cgmp Hemoglobin LTP?