正腎上腺素改善睡眠呼吸中止症

正腎上腺素 (noradrenaline、norepinephrine) 改善睡眠呼吸中止症 (sleep apnea)
臺北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

正腎上腺素 (norepinephrine或noradrenaline；簡稱NE或NA、NAd) 在人體內可做為荷爾蒙或神經傳遞物質。正腎上腺素是人體應付壓力的荷爾蒙 (stress hormone)，會影響腦部控制注意力和情緒反應的杏仁核 (amygdala)，也會和腎上腺素(epinephrine) 一起作用於「打或逃反應 (fight-or-flight response)」，增加心搏速率、使血壓升高、增加骨骼肌的血流和腦部的供氧，並使肝臟釋放葡萄糖至血液中。腦幹的藍斑 (locus ceruleus) 部位含有可分泌正腎上腺素的細胞 (noradrenergic neurons)，當它釋出正腎上腺素時，能抑制中樞神經系統的神經細胞發炎 (neuroinflammation)。

多倫多大學 (University of Toronto) 細胞及系統生物學教授約翰皮弗 (John Peever) 的研究小組一直著重於理解腦部在睡眠期間如何控制肌肉的活動。這項研究很重要，因為大部分的主要睡眠疾病，如嗜睡症 (Narcolepsy) 和睡眠呼吸中止 (sleep apnea)，是由睡眠時的異常動作控制所造成，但是其神經生理機制並不清楚。

目前John Peever的研究小組正專注於了解睡眠期間，特定神經傳遞物質，如甘胺酸 (glyince)、丘腦分泌素 (hypocretin) 和正腎上腺素 (noradrenaline)，在控制骨骼肌之運動神經元的興奮性上扮演何種角色。此研究小組有關正腎上腺素與睡眠呼吸中止症的最新研究發表於《神經科學期刊 (Journal of Neuroscience) 》，發現呼吸道反覆阻塞需要大腦釋放正腎上腺素，這種化學物質的釋放能幫助大腦學會更有效、更自覺地呼吸。為了模擬嚴重睡眠呼吸中止的經驗，研究小組的科學家透過反覆地限制氣流進入老鼠的肺部，使麻醉中的老鼠多次出現15秒的短暫呼吸中止。他們發現反覆的呼吸中止會引起腦部逐漸觸發更有力的呼吸肌收縮，進而增加呼吸的深度。這種呼吸深度增加的現象能持續一個小時以上。

John Peever表示：「腦部似乎是利用睡眠呼吸中止不需要的副作用來幫助大腦學習，藉由增加呼吸的深度來預防未來的呼吸中止。」「睡眠呼吸中止時，反覆擾亂肺的正常活動，會觸發腦部的一種學習形式來幫助你呼吸的比較好。利用腦部的這種可塑性(plasticity)，能夠幫助改善睡眠呼吸中止症典型的呼吸不足狀況。」 

這項研究還明確指出腦部化學物質是發生這種可塑性所必需的。研究小組發現反覆睡眠呼吸中止時，需要正腎上腺素來引起大腦的可塑性，以促進呼吸效率。研究小組認為這項發現非常重要，因為以此研究為基礎，可以應用於開發治療睡眠呼吸中止的藥物。例如：能影響腦內正腎上腺素濃度的藥物，也能幫助改善睡眠呼吸中止患者的呼吸狀況。

參考資料
1. 維基百科：Norepinephrine (http://en.wikipedia.org/wiki/Norepinephrine)
2. Brain can learn to overcome sleep apnea: U of T scientist. By Mike Kennedy, posted Tuesday, February 1, 2011. (http://www.news.utoronto.ca/heal … scientist.html#more)