神經系統通過化學物質作為媒介進行信息傳遞的過程稱為化學傳遞。化學傳遞物質即是神經遞質,主要在神經元中合成,而后儲存于突觸前囊泡內,在信息傳遞過程中由突觸前膜釋放到突觸間隙,作用于下一級神經元的突觸后膜,從而產生生理效應。
神經遞質的確定必須具備以下幾條標準:①神經元具有合成神經遞質的前體和酶系統,其遞質存在于該神經末梢的一定部位。②當神經元興奮,沖動傳遞到末梢時,神經遞質從囊泡內釋放出來,進入突觸間隙。③神經遞質作用于突觸后膜的相應受體,產生突觸后電位而發揮興奮性、抑制性的生理作用。④突觸間隙和突觸后膜有該遞質的失活酶或其他失活方式,以實現突觸傳遞的靈活性。⑤用適當的方法使遞質直接作用于突觸后膜(如微電泳法),能引起與刺激神經相同的效應。⑥有特異的受體激動劑或拮抗劑,能模擬或拮抗其生理效應。
神經遞質系統,一般來說它們只影響鄰近的區域。其他系統尤其是NE、5-HT、多巴胺能(DA)系統起源于特定的核團并向遠處腦區輸出信息。目前研究發現,苯二氮卓-GABA能、NE和5-HT神經遞質系統和促腎上腺皮質激素釋放激素通路與焦慮的生物學直接有關。
1 苯二氮卓-GABA復合體
γ-氨基丁酸(GABA)是主要的中樞抑制性神經遞質。它通過GABA膽堿離子載體產生作用,后者是一種環繞膽堿通道的五聚物。受體的亞型是由α、β、γ亞單位形成的聯合體。GABA受體的一個亞群也包含著苯二氮卓類受體,當它們被苯二氮卓類占據時可以增強GABA的抑制效應[1]。苯二氮卓類受體在許多腦區被發現包括皮質、邊緣系統和特定的腦干核團,后者如藍斑核與小腦之類,但各種亞型的分布不同。GABA受體亞單位組成的多樣性可以解釋與受體相結合的復合物所產生的不同效應。一個苯二氮卓類受體罕見的性質是它一方面對增加膽堿流量產生拮抗反應(引起鎮靜和抗焦慮),另一方面卻對降低膽堿流量產生拮抗反應(引起高度喚醒和焦慮)。目前還沒有任何苯二氮卓類受體的天然配體能夠被識別,即無法確知受體的生物學功能是增加GABA的效應從而引起松弛和鎮靜,還是抑制GABA效應使其無法誘導高度的喚醒。
2去甲腎上腺素能(NE)系統
NE神經元主要存在于腦干的藍斑核和旁巨細胞核,后者是控制交感活動的關鍵區域。藍斑核輸送投射于腦皮質、海馬、丘腦、中腦、腦干、小腦、脊索。核團的活動增加了喚醒的水平,增強了信號比。因此,腦區內的相關信號增強而無關的神經活動受到抑制。在藍斑核激發頻率和行為表現之間有確定的關系。激發頻率低的猴子表現為疏忽和嗜睡,激發頻率中等的猴子能集中注意和良好地完成任務,激發頻率高的猴子注意力分散,混亂和行為拙劣。當動物被積極地喚醒,參與照料和喂食之類不要求注意環境的任務會使藍斑核的活動也減少。在定向行為或行為破壞中發現有藍斑核活動的最高水平[2]。
藍斑核神經元易受調控且易對低強度的刺激產生反應。當藍斑核的刺激導致腦內許多區域發生變化時,根據局部的條件這些變化在各區之間表現不同。NE系統與其它系統緊密地互相作用,尤其是5-HT系統會隨其它某個系統的功能改變而變化。因此,藍斑核活動與喚醒相關; 5-HT它增強注意并在活動過度時導致混亂。藍斑核或其結構的異常陣發性活動可能引起驚恐發作。目前研究發現,焦慮的產生與突觸間隙的NE遞質濃度增加有關。育亨賓和可樂定的實驗提示突觸前腎上腺素受體敏感性在驚恐障礙的患者中有所增高。驚恐障礙的患者一直表現出對促腎上腺素受體激動劑和拮抗劑的異常反應。有報道說注入異丙腎上腺素,一種作用于外周的選擇性β-腎上腺素受體激動劑,可以促發驚恐患者的焦慮反應。這與驚恐發作患者腎上腺素受體敏感性增高的假說一致,通常可以通過藥物治療恢復正常。而社會恐怖癥患者對左旋多巴的眨眼頻率沒有改變,這提示在社會恐怖癥中沒有多巴胺能的異常。
3 5-羥色胺能系統
5-HT系統起源于中縫核投射到黑質紋狀體、邊緣系統和皮質。它是一個高度復雜的系統,包含了至少14個不同受體和載體位點。5-HT的缺失導致動物懲罰反應的大量增加。然而,5-HT減少可以使反應的抑制減少而不是產生抗焦慮性。因此,5-HT神經遞質對行為有一種\"神經化學中斷\"的作用,而且腦內5-HT的低水平與沖動有關。人類研究中,用甲麥角林進行5-HT受體的阻滯會引發焦慮。動物研究文獻提示有各種不同5-HT機制參與焦慮的產生,它們分別由不同的受體亞型介導。另外,5-HT能改變NE和DA在海馬和額葉前部皮質中的釋放[3]。因此,5-HT除了通過改變其它神經遞質系統功能或直接地增強焦慮和沖動以外,也起到降低焦慮的作用。通過對藍斑核的效應,5-HT能夠穩定喚醒狀態防止未控制的焦慮和驚恐發生。5-HT也可以減弱額葉前部的活動來降低心理上的焦慮表現。目前認為突觸間隙5-HT、遞質濃度的增加與焦慮發作有關。
4 促腎上腺皮質激素釋放激素
促腎上腺皮質激素釋放激素與應激反應有關。它來自丘腦中樞,可以刺激ACI、H的分泌并激活下丘腦一垂體一腎上腺軸。促腎上腺皮質激素釋放激素的中樞效應包括了對NE能藍斑核與邊緣系統的刺激。促腎上腺皮質激素釋放激素在動物中引起焦慮樣的行為和生理反應。苯二氮卓類使可以使這些效應減弱。在動物中,促腎上腺皮質激素釋放激素拮抗劑表現出抗焦慮的屬性[4]。由于下丘腦一垂體一腎上腺軸的功能會受到嚴重抑郁的干擾,所以促腎上腺皮質激素釋放激素可能在焦慮和抑郁的病理生物學中存在著聯系。
5 興奮性氨基酸
谷氨酸是一種主要的興奮性神經遞質,它廣泛分布于全腦。它與多巴胺系統互相作用,維持腦內興奮性和抑制性狀態的平衡。這種神經遞質可以引起喚醒和焦慮,因為在動物實驗中,谷氨酸拮抗劑具有抗焦慮作用。此外,它是調控記憶和獲得以及消退條件性情緒反應的必需物質。谷氨酸在獲得恐懼反應中的作用可能是由杏仁核中特定突觸長期強化引起的[5]。這種強化的發生,必須滿足兩個條件:谷氨酸必須存在于突觸中并且刺激必須部分地使突觸后間隙細胞膜去極化。去極化去除一種谷氨酸通道內的鎂阻斷作用,該作用阻礙鈣進入細胞。一旦進入,鈣將促發級聯反應導致突觸長期強化。當被其它更強的輸入同時激活,即使是只能自我維持強化的微弱刺激也可以引起其有效地集中在通道上。這種多樣刺激的短暫聯系可以形成條件性反應的基礎。在動物中和人類一樣,N-甲基-門冬氨酸鹽(NMDA)受體是一種與長期強化形成相關的受體對它進行藥理學的恐懼反應的獲得。突觸前和突觸后的神經生理學變化,它導致了長期強化的形成。阿片也減弱藍斑核的活動及去甲腎上腺素的釋放。值得注意的是,阿片有抗焦慮的屬性。但在有關應激實驗研究中發現微量阿片受體被納絡酮阻滯并不會增加焦慮。因此,內源性阿片對調節焦慮有一些效應,但在焦慮的生物學中并不像看上去那樣重要。
6 腺苷系統
在動物中腺苷是一種具有鎮靜效應的神經調制器。咖啡因作為一種腺苷拮抗劑,可以阻滯腺苷受體,這會導致升高的喚醒和焦慮樣行為。在焦慮的心理生物學中腺苷的重要性目前尚不清楚。
7 組織胺系統
組織胺系統在喚醒中扮演重要角色。在覺醒期間組織胺神經元的活動性最大化,而且應激能夠增加腦內的組織胺水平。組織胺的喚醒效應是通過H受體介導的。抗組織胺藥可以誘導鎮靜并具有抗焦慮作用。
8 結論
神經遞質在中樞神經系統中具有信息傳遞媒介的作用,其中,苯二氮卓--GABA能NE和5-HT神經遞質系統和促腎上腺皮質激素釋放激素通路與焦慮的生物學直接有關。它們分布于腦內各個不同的部位,對焦慮的各個方面,包括注意、喚醒、恐懼反應、鎮靜等,通過直接或間接的機制產生不同的調節作用,通過這些調節的整合而表現出焦慮的不同類型與程度。同時,焦慮是能產生植物神經系統與內分泌的變化,不同性質焦慮的個體可以產生不同的生理反應,而后者也對焦慮的獲得和維持有一定作用。而內分泌變化的程度可能與境遇的新穎性和個體差異有關。特征性焦慮的發生也許與個體的認知水平有關。
參考文獻:
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