クエリ: マラソンの最中に起こるランナーズハイの原因とされる、「脳内麻薬」ともいわれる神経伝達物質は何?
文章: 脳内麻薬 脳内麻薬(のうないまやく)とは、モルヒネなどの麻薬と似た作用を示す物質で、脳内に自然状態で分布しているものを指す。痛みや精神的ストレスにさらされると多く分泌してそれらを和らげる働きをするが、ストレスから解放されたり過剰に分泌されたりすると、非医療行為における麻薬使用のような作用と副作用を及ぼすことが知られている。脳内モルヒネ、脳内麻薬様物質とも呼ばれ、これまでに約20種類の物質が見つかっており、β-エンドルフィン、ドーパミンなどが代表的とされる。また、鎮痛剤として使われるモルヒネを代表とするオピオイド製剤とも密接に関係しており、肉体的苦痛に際して脳内で生成されるβ-エンドルフィンの鎮痛効果はモルヒネの6.5倍と言われており、また脳内麻薬の呼称は多幸感をもたらすことから来ている。
文章: カフェイン カフェインはヒトにおいて経口摂取を始めとして、様々な経路から吸収され得る物質である。カフェインが吸収されて血中に入ると、血液脳関門を通過することができる。こうして脳内に移行したカフェインが脳内でアデノシンA2a受容体を遮断することにより、脳内にATPの代謝物であるアデノシンが蓄積しても睡眠の誘発が起こり難くなり、結果として覚醒状態を維持しやすくなる。アデノシン受容体は、ドーパミン神経系のシナプスの後ニューロンに発現しており、ドーパミン受容体と共役の関係にあることから、アデノシン受容体にアデノシンが結合すると、ドーパミン受容体が不活性化され、シナプスでのドーパミンによる刺激伝達が抑制されるわけだが、この時にアデノシン受容体のアンタゴニストであるカフェインを服用すると、ドーパミンによる通常の刺激伝達が行われるようになる。つまり、脳内でカフェインそのものがヒトを覚醒させるわけではなく、脳内でアデノシンがヒトを眠らせようとする作用をカフェインが邪魔しているのである。なお、シナプス間隙近傍のアデノシンは、覚醒時に次第に増加してゆき、睡眠時に減少する性質を持っている。 また、通常の状態ではドーパミン刺激によって覚醒効果が得られるのだが、実際の覚醒はドーパミン神経系の下流にあるヒスタミン神経系の放出するヒスタミンによって維持されているため、抗ヒスタミン薬による眠気には拮抗作用を持たない。 加えて、カフェインは延髄の呼吸中枢を刺激する作用も有し、チェーンストークス呼吸やモルヒネ中毒などによる呼吸抑制などの際に、この呼吸中枢刺激作用は著明に現れる。 文章: カテコールアミン 一般に、水溶性が高く、血液脳関門は通過しないため、静脈内投与で中枢に作用することはない。カテコールアミン神経伝達物質はモノアミン神経伝達物質の一部として含まれる。カテコールアミンは輸送、貯蔵され、刺激によって細胞外に放出され、多くが細胞内に再取り込みされる。一旦細胞外に出ると、カテコール-O-メチルトランスフェラーゼ (Catechol-O-Methyltransferase、COMT) によってメチル化されたり、細胞内で遊離した場合には、モノアミン酸化酵素 (Monoamineoxidase、MAO) によってアミノ基が酸化的除去されたりして、速やかに分解される。ノルアドレナリンはノルメタネフリンへ、アドレナリンはメタネフリンへと代謝・不活化される。 文章: CDP-コリン シチコリンは、カルジオリピン(英語版)とスフィンゴミエリンの維持、ホスファチジルコリンとホスファチジルエタノールアミンのアラキドン酸含有量の維持、ホスファチジルコリン濃度の回復の補助、グルタチオン合成とグルタチオン還元酵素の活性への誘起などにより、神経保護作用を持つと考えられている。また、シチコリンの効果はホスホリパーゼA2の活性を低下させることでも説明できる。 シチコリンはホスファチジルコリンの合成を増加させることが知られてており、その作用機序は次のように考えられている。 脳はコリンの使用に関してアセチルコリン合成への利用を優先するため、ホスファチジルコリンの合成に使用できるコリンの量は制限される。コリンの利用可能量の低下やアセチルコリンの需要の増加が起こると、コリンを含有するリン脂質(スフィンゴミエリンやホスファチジルコリン)が神経膜から異化されうる。 このとき、シチコリンを補給することでアセチルコリンの合成に利用できるコリンの量が増加し、枯渇した神経細胞膜のリン脂質貯蔵量の元に戻すことが出来る。 シチコリンはホスホリパーゼの刺激を減少させることにより虚血後に生成されるヒドロキシルラジカルの濃度を低下させ、リン脂質がカルジオリピンがホスホリパーゼA2によって異化されるのを防ぐ。 また、ミトコンドリア内膜のカルジオリピン濃度を回復させる働きもある。 シチコリンは、アセチルコリン、ノルエピネフリン、ドーパミンなどの神経伝達物質の利用率を高めることで、細胞間情報伝達を促進しうる。 その原因は、シチコリンのコリン成分が人間の脳内の主要な実行神経伝達物質であるアセチルコリンを作り出すために使用されるためである。臨床試験では、シチコリンの補給が注意力、集中力、学習能力を向上させるのは、結果としてアセチルコリンが増加することが大きな要因であることが判明している。 文章: ドーパミン ドーパミンは、中枢神経系に存在する神経伝達物質で、アドレナリン、ノルアドレナリンの前駆体でもある。運動調節、ホルモン調節、快の感情、意欲、学習などに関わる。セロトニン、ノルアドレナリン、アドレナリン、ヒスタミン、ドーパミンを総称してモノアミン神経伝達物質と呼ぶ。またドーパミンは、ノルアドレナリン、アドレナリンと共にカテコール基をもつためカテコールアミンとも総称される。医学・医療分野では日本語表記をドパミンとしている。合成された注射製剤が循環器科、救急、集中治療医学、麻酔科学等の領域で頻用されている。 文章: ケッルネル・ジュラ オリンピック出場時における当時、本人にはメダル授与はなかったが、今日ではIOCのメダリスト名簿にマラソン競技最初の銅メダリストとして記録されている。 文章: 神経伝達物質受容体 神経伝達物質受容体は神経受容体とも呼ばれ、神経伝達物質によって活性化される膜受容体タンパク質である。神経伝達物質など細胞外の化学物質は、受容体が位置する細胞膜に衝突することがある。神経伝達物質が対応する受容体に衝突した場合には両者は結合し、細胞内で一連のイベントが開始される。このように、膜受容体は細胞が互いにコミュニケーションするための分子装置の一部となっている。神経伝達物質受容体は、神経伝達物質を特異的に結合する受容体である。 シナプス後細胞では、シグナルを受け取った神経伝達物質受容体はイオンチャネルの活性を調節して電気シグナルを引き起こす。神経伝達物質が特異的受容体へ結合することで生じるイオンチャネルを介したイオンの流入は、神経細胞の膜電位を変化させる。その結果、軸索に沿って走るシグナル(活動電位)が生じ、シナプスを介して他の神経細胞へ、そして神経ネットワークへと伝達される。シナプス前細胞にはその細胞が放出する神経伝達物質に対応した受容体(自己受容体)が存在し、フィードバックを行って過剰な放出を防いでいる。 神経伝達物質受容体には、イオノトロピック(ionotropic)型とメタボトロピック(metabotropic)型の2種類の主要なタイプが存在する。イオノトロピック型は受容体を介してイオンを透過させるのに対し、メタボトロピック型は細胞内のセカンドメッセンジャーを介してメッセージを伝達する(すなわち、メタボトロピック受容体にはチャネルは存在しない)。メタボトロピック受容体にはGタンパク質共役受容体などいくつかの種類が存在する。イオノトロピック受容体はリガンド依存性イオンチャネルとも呼ばれ、グルタミン酸やGABAなどの神経伝達物質(リガンド)によって活性化されて特定のイオンの膜透過を可能にする。ナトリウムイオン(グルタミン酸受容体などを通過する)の流入はシナプス後細胞を興奮させるのに対し、塩化物イオン(GABA受容体などを通過する)の流入はシナプス後細胞を抑制する。抑制性チャネルの開口は活動電位が発生する可能性を低下させ、興奮性受容体チャネルの開口は可能性を高める。一方、Gタンパク質共役受容体は興奮性・抑制性のいずれでもなく、むしろ興奮性・抑制性イオンチャネルの作用の調整や、細胞内に貯蔵されているカルシウムを放出するシグナル伝達カスケードの開始など、幅広い機能を持つ。神経伝達物質受容体の大部分はGタンパク質共役受容体である。 文章: セロトニン セロトニン(英: serotonin)、別名5-ヒドロキシトリプタミン(英: 5-hydroxytryptamine、略称: 5-HT)は、必須アミノ酸トリプトファンから生合成される脳内の神経伝達物質のひとつで、動植物に広く分布する生理活性アミン、インドールアミンの一種。名称はserum(血清)とtone(トーン)に由来し、血管の緊張を調節する物質として発見・名付けられた。ヒトではドパミン・ノルアドレナリンを制御し精神を安定させる働きをするほか、生体リズム・神経内分泌・睡眠・体温調節などに関与する。 文章: アドレナリン アドレナリン(adrenaline、英名)、エピネフリン(epinephrine、米名、IUPAC組織名:4-[1-ヒドロキシ-2-(メチルアミノ)エチル]ベンゼン-1,2-ジオール)は、副腎髄質より分泌されるホルモンであり、薬物である。また、神経節や脳神経系における神経伝達物質でもある。分子式はC9H13NO3である。闘争・逃走反応において重要な役割を果たす。 ストレス反応の中心的役割を果たし、血中に放出されると心拍数や血圧を上げ、瞳孔を開きブドウ糖の血中濃度(血糖値)を上げる作用などがある。 「生体内で合成される生理活性物質」という捉え方と、「医薬品」という捉え方の違いから、生物学の教科書・論文では世界共通でアドレナリンと呼んでいる。欧州薬局方では「アドレナリン」が採用されているほか、日本でも医薬品の正式名称を定める日本薬局方が2006年4月に改正され、一般名がエピネフリンからアドレナリンに変更されている。 文章: 統合失調症の原因 統合失調症の原因(とうごうしっちょうしょうのげんいん)では、統合失調症の発病因子と考えられる仮説・要素について述べる。なお、様々な要素が提言されているが、いずれも仮説の域を出ていない。 遺伝と環境の両方が関係しているが、遺伝要因の影響が大きいと考えられている。脳に器質的な障害が発生することによるかどうかは両論ある。病因については、神経伝達物質の一つであるドーパミン作動性神経の不具合によるという仮説をはじめ、様々な仮説が提唱されている。 しかし、明確な原因は未だに確立されておらず、発病メカニズムは不明である。仮説は何百という多岐な数に及ぶため、特定的な原因の究明が非常に煩わしく困難であるのが、今日の精神医学・脳科学の発達上の限界・壁である。 文章: ボツリヌストキシン 結合した毒素はエンドサイトーシスによって、分泌小胞様の小胞の内部に取り込まれ、神経細胞内でこの小胞の内部が酸性化すると、サブユニットが切断されて、細胞質内に活性サブユニットが遊離する。神経細胞の内部には、アセチルコリンなどの神経伝達物質を内包する、脂質二重膜で覆われたシナプス小胞が存在する。神経細胞が興奮すると、このシナプス小胞がシナプス側の細胞膜の方に移動し、細胞膜と膜融合を起こすことで、小胞内部の神経伝達物質がシナプス間隙に放出される。この膜融合には、シナプス小胞の表面のシナプトブレビン (VAMP/Synaptobrevin)、細胞膜側にある、シンタキシン (Syntaxin) およびSNAP-25という、SNAREタンパク質とよばれる3つのタンパク質が関与しており、この3つが会合することによって膜融合と、神経伝達物質の放出が行われている。 文章: レボドパ 自然界で産生され、ある種の食物や薬草、例えばハッショウマメに含まれ、哺乳類では準必須アミノ酸であるL-チロシン(L-Tyr)から体内や脳内で合成される。チロシンはチロシン水酸化酵素によりレボドパとなる。レボドパはレボドパ脱炭酸酵素によりドーパミンとなる。すなわちレボドパは、総称的にカテコールアミン(カテコラミン)として知られる神経伝達物質である、ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリンの前駆体である。その本来の生物学的に必須な役割以外に、レボドパは血液脳関門を通過できる性質を活用して、パーキンソン病(PD)とドパミン反応性デストニア(DSD)の臨床療法に用いられる。医薬品としては、国際一般名を用いてレボドパと呼ばれるのが普通である。これを含む商品名としては、シネメット、パーコーパ、アタメット、スタレボ、マドパー、プロローパ等がある。 文章: 神経ペプチドY 神経ペプチドY(しんけいペプチドY、ニューロペプチドY、neuropeptide Y, NPY)は脳と自律神経系で見つかった36のアミノ酸から成るペプチド神経伝達物質で、ノルアドレナリン作動性ニューロンの血管収縮効果を増大させる。 脳中のニューロンと体の他の分泌細胞により作られた神経ペプチドYは、エネルギー収支の調整、記憶と学習、そして、てんかんなどの脳の多くの生理学的な過程に関連する。 長時間コルチゾールホルモンが放出された時の作用(苦しみからくるストレスに耐えるために緊張状態にする)を抑制する効果があり、副腎皮質から放出されるデヒドロエピアンドロステロン(DHEA)と共に苦しみの感覚を低下させる効果をもっている。つまり、コルチゾールによって体内の緊張状態が続くと、NPYなどが放出され、苦しみを忘れさせる瞬間が増えてくる。 文章: ヒトの脳 脳活動は神経細胞同士が繋がり合う相互連絡により可能となる。神経細胞は細胞体、軸索、樹状突起からなる。樹状突起は細胞体から周囲へ広範に枝を伸ばし、他の神経細胞の軸索終末からシグナルの形で情報を受け取る。受け取たシグナルは神経細胞に活動電位(瞬間的な電位変化)を生じさせ、それは軸索を伝わって軸索終末に届き、次の神経細胞の樹状突起もしくは細胞体へシグナルを渡す。活動電位は特殊な蛋白質複合物を持つ軸索起始部で始まり、軸索終末に達するとシナプス間隙に神経伝達物質が放出され、次の神経細胞に作用するシグナルが伝達される。これらの化学的な神経伝達物質には、ドーパミン、セロトニン、GABA、グルタメート(英語版)、アセチルコリンといったものがある。GABAは脳における主な抑制性伝達物質であり、グルタメートは主な興奮性伝達物質である。ニューロン同士はシナプスを介して接続し、神経経路や神経回路を形成し、ひいてはセイリアンス・ネットワークやデフォルトモードネットワークといった精緻な大規模ネットワークを作り出し、それらの間のやりとりは神経伝達(英語版)のプロセスによって実現している。 ヒトの脳は体全体の20%近くのエネルギーを消費し、それは他のどの器官よりも多い。ヒトの場合、血中のグルコース(血糖)はほとんどの細胞にとって最も重要なエネルギー源であり、脳を含め多くの組織が正常に機能するために欠かせない。絶食して安静にした場合、ヒトの脳は血中のグルコースの約60%を消費する。脳の代謝はエネルギー源として通常は血中のグルコースを利用するが、低血糖の時(例えば断食、持久力トレーニング、糖質制限ダイエットなどの時)は、脳はグルコースをあまり必要としないよう、ケトン体を燃料に使う。脳は活動時に乳酸塩も利用する。脳はグルコースをグリコーゲンの形で蓄えるが、肝臓や骨格筋に比べるとその量はかなり少ない。長鎖脂肪酸は血液脳関門を通過できないが、肝臓はそれを分解してケトン体にすることができる。一方、短鎖脂肪酸(例えば酪酸、プロピオン酸、酢酸)、中鎖脂肪酸、カプリル酸、エナント酸は、血液脳関門を通過して脳細胞により代謝される。 ヒトの脳は重さにして全体重の2%に過ぎないが、体全体から見て血流の15%、酸素消費の20%、グルコース消費の25%を占める。脳は専らグルコースをエネルギー源として使い、低血糖症時のようにグルコースが不足すると、意識を失うことがある。脳のエネルギー消費には時を問わず大きな変化は無いが、活動的な皮質領域はそうでない所に比べて幾分多くのエネルギーを消費する。この性質がPETおよびfMRIという脳機能イメージング(画像化)手法の基本的原理となっている。これらの脳機能イメージング技術により、代謝活動の立体画像が得られる。 文章: 局所麻酔薬 局所麻酔薬(きょくしょますいやく、略称: 局麻、局麻薬: 英: local anesthetic)とは、痛みの感覚をなくす局所麻酔のための医薬品である。局所麻酔薬は、主に神経細胞膜のナトリウム特異的イオンチャネル、特にいわゆる電位依存性ナトリウムチャネルを介したナトリウムの流入を阻害する。ナトリウムの流入が阻害されると、活動電位が発生できなくなる。その結果、神経を介した、感覚や運動の伝導・伝達が遮断される。ドイツ医学の影響を強く受けた日本の医療現場では古くから、「ロカール」と「カ」の部分にアクセントを置いて呼ばれることが多かった。これはドイツ語の局所麻酔薬(独: Lokalansthetikum)の発音に由来する。 手術の場合、全身麻酔のための全身麻酔薬とは異なり、局所麻酔薬は意識を失うことなく、体の特定の場所に痛みのない状態を作り出す。また、特定の神経経路に使用する場合(神経ブロック)、運動麻痺(筋力の低下)を得ることも可能である。 文章: アドレナリン作動薬 カテコールアミン(あるいはカテコラミン)とは、受容体に直接作動する代表的な物質である。これらは、非選択的なアドレナリン受容体作動薬として働く。生理的に神経伝達物質として使われているものとしては、アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミンがある。また、人工的なものとしてはイソプロテレノールなどがある。アドレナリンは、各受容体に等しく作動し、強心、昇圧、気管支拡張、散瞳、血糖上昇の各作動を発揮する。臨床的には、心停止時に用いたり、アナフィラキシーショック・敗血症に対する血管収縮薬や、気管支喘息発作時の気管支拡張・痙攣抑制薬として用いられる。ノルアドレナリンは、αおよびβ1受容体には作動するが、β2受容体への作動は弱い。従って、昇圧作動が強いことから、急性低血圧やショック時の昇圧剤として、皮下注射あるいは静脈内持続投与により使用される。