神經傳導物質(一)

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神經傳導物質(一) (Neurotransmitters 1)
臺北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

神經傳導物質的發現
1921年,生物學家奧圖‧羅威 (Otto Loewi) 發現了第一個神經傳導物質。在他的實驗中 ,他將兩個青蛙心臟分別置於兩個相互連通的盒子裏,編號一號的心臟與其上的迷走神經均浸泡在生理食鹽水中,當他通電刺激此迷走神經,編號一號的心臟心跳速率減緩,稍後,他發現編號二號的心臟,其心跳速率亦見減慢,根據這項實驗結果,羅威假設通電刺激編號一號心臟的迷走神經,會刺激該神經釋出化學物質,因而流入置放編號二號心臟的盒子中。他將該化學物質命名為 「Vagusstoff」,也就是現今稱之為乙醯膽鹼 (Acetylcholine, Ach)的神經傳導物質。

神經元之間訊息的傳遞,是利用化學物質通過名為突觸的小空隙而得以完成的。這些神經傳導物質係由突觸前神經末梢釋出穿過突觸,之後被下一個神經元一處特化區域受體活化後會促使細胞去極化 (Excitatory)(興奮性突觸後電位)或過極化 (inhibitory)(抑制性突觸後電位)。去極化會促使動作電位之發生 ; 反之,過極化則具抑制的效果。

神經傳導物質的判定
神經科學家訂定一些準則用來判定一個化學物質是否可定義為神經傳導物質。不過,並非所有神經傳導物質都符合這些準則。
1. 該化學物質必須在神經元內被製造出來。
2. 該化學物質必須存在於神經元內部。
3. 當神經元被刺激時(去極化),神經元會釋放此化學物質。
4. 當化學物質被釋出之後,會與突觸後神經的受體作用並且導致特定生物效應。
5. 該化學物被釋出來以後,必須有一種機轉使其活性消失,此稱之為「失活作用」。失活作用可以是經由再回收的機制或是經由酵素阻斷該化學物質的作用。
6. 若將該化學物質加到突觸後身經細胞膜時,其所產生之生物效應與神經元釋出該化學物質時必須是相同的。

神經傳導物質的種類
1. 胺基酸類:麩胺酸鹽 (glutamates)、天冬胺酸 (Aspartate)、絲胺酸 (Serine)、迦瑪 –胺基丁酸 (Gamma-aminobutyric acid, GABA)、甘胺酸 Glycine。
2. 一元胺 (Monoamine):多巴胺 (Dopamine, DA)、正腎上腺素 (Noradrenaline, NE)、腎上腺素 (Epinephrine)、血清素 (serotonin)、褪黑激素 (Melatonin)。
3. 其他:乙醯膽鹼、腺核酸 (Adenosine)、組織胺 (Histamine)、一氧化氮 (Nitric oxide) 等。

大腦有許許多多的神經細胞,當人們懷著各種不同的情緒和心態時,這些細胞就會藉著神經傳導物質,訊息傳送到大腦中和身體的各個相對應的部位。此時,體內就會依照指令而產生情緒反應和行動。其中和情緒密切相關的內分泌有三種:
(1) 血清素:它是產生快感的物質,由氨基酸中的色胺酸 (Tryptophan) 所形成,是腦部主要的滿足感元素。焦慮、情緒低落或經常怨天尤人者,通常腦部都有缺乏血清素的現象。憂鬱症的用藥—百憂解 (Prozac 就是在強化血清素的分泌。
(2) 正腎上腺素:由腦部的快樂中樞—藍核 (locus coeruleus) 所分泌,是腦部主要的活力元素,主要成分是興奮性化學物質,會引生生理和心理的警覺性,它可以讓人振奮精神並增進情緒。但人在憤怒或感受強大壓力時,腦內亦會產生大量的正腎上腺素,若長期持續分泌則會產生毒性。因此,經常生氣或處於高壓緊張狀態的人,容易受到這種毒液的影響而生病、老化。
(3) 多巴胺:可以根據感受的訊息去檢索記憶庫裡的資料,進而改變情緒。它是燃燒生命精力和熱情的賀爾蒙,也是旺盛的鬥志所必需。但腦內長期過度分泌多巴胺,卻是造成企業家過勞死或天才人物英年早逝的要因,它的過度分泌也可能引發思覺失調、癲癇、帕金森、癡呆等症狀。工作時,若腦內能同時分泌腦啡的話,那麼多巴胺的分泌量將可以減少到原來的十分之一,甚至只有百分之五,且工作績效反而提升。

參考資料:
1. neurotransmitters。檢索日期2009.7.12,http://en.wikipedia.org/wiki/ neurotransmitters
2. 神經傳導物質,http://www.dls.ym.edu.tw/neuroscience/chnt1_c.html
3. 天然百憂解,2005,作者:喬爾.羅伯森,湯姆.蒙特,譯者:楊淑智,經典傳訊文化。

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