单胺类神经递质系统

单胺类神经递质系统（英文：Monoamine Neurotransmitter Systems），是中枢神经系统和周围神经系统中一组由单胺类化学物质作为信使的神经投射通路的统称。这些系统起源于脑干和间脑的特定核团，其轴突广泛投射至全脑及脊髓，通过弥散性投射对情绪、动机、觉醒、注意、认知、运动和自主神经功能进行广泛的调控和调制。它们是许多精神疾病病理生理的核心，也是大多数精神药物作用的主要靶点。

主要成员与神经通路

单胺类递质均衍生自芳香族氨基酸，主要包括以下几大系统：

1. 多巴胺系统

• 合成前体： 酪氨酸。

• 主要合成部位与通路：

  1. 中脑-边缘通路： 腹侧被盖区 投射至伏隔核、杏仁核、海马等边缘结构。核心功能：奖赏、动机、强化学习、情绪。该通路的功能亢进与精神分裂症的阳性症状和成瘾相关；功能低下与快感缺乏、动机缺乏相关。

  2. 中脑-皮层通路： 腹侧被盖区投射至前额叶皮层、扣带回等。核心功能：认知控制、工作记忆、执行功能、情绪调节。功能低下与精神分裂症的阴性/认知症状和抑郁症的认知损害相关。

  3. 黑质-纹状体通路： 黑质致密部 投射至背侧纹状体。核心功能：启动和调节随意运动。该通路退变是帕金森病的主要病因。

  4. 结节-漏斗通路： 下丘脑弓状核投射至垂体。核心功能：调控催乳素分泌。

2. 去甲肾上腺素系统

• 合成前体： 多巴胺（在多巴胺β-羟化酶作用下转化）。

• 主要合成部位与通路：

  • 蓝斑-去甲肾上腺素系统： 蓝斑 是中枢NE能神经元的主要来源，其轴突几乎投射至全脑和脊髓。

  • 功能：

    • 觉醒与警觉： 维持皮质觉醒状态，对新的、突显的刺激产生定向反应。

    • 注意与信息处理： 增强信号检测，优化感觉信息处理。

    • 应激反应： 在生理和心理应激下被强烈激活，提高机体准备度。

    • 情绪与记忆： 参与焦虑、恐惧情绪，并增强情绪性记忆的巩固。

  • 临床关联： 功能异常与焦虑症、创伤后应激障碍、抑郁症、注意缺陷多动障碍有关。

3. 5-羟色胺系统

• 合成前体： 色氨酸。

• 主要合成部位与通路：

  • 中缝核群： 位于脑干中线的一系列核团，其5-HT能神经元广泛投射至前脑、脑干和脊髓。

  • 功能（极为广泛且复杂）：

    • 情绪调节： 尤其对焦虑和抑郁有稳定作用。

    • 冲动与攻击性控制。

    • 睡眠-觉醒周期（促进慢波睡眠）。

    • 疼痛调制（下行抑制通路）。

    • 食欲与性行为。

    • 认知灵活性。

  • 临床关联： 功能低下与抑郁症、焦虑症、强迫症、冲动控制障碍等相关。选择性5-HT再摄取抑制剂是常用的抗抑郁/抗焦虑药物。

4. 组胺系统

• 合成前体： 组氨酸。

• 主要合成部位与通路：

  • 结节乳头核： 位于下丘脑后部，其HA能神经元广泛投射至大脑皮层、丘脑和基底前脑。

  • 功能：

    • 觉醒与睡眠-觉醒周期（维持觉醒）。

    • 食欲调节。

    • 学习与记忆。

  • 临床关联： 抗组胺药（第一代）因穿透血脑屏障而产生镇静副作用。中枢HA系统功能异常可能与发作性睡病有关。

共同特征与作用方式

1. 弥散性投射： 少量神经元通过极为广泛的分支影响大片脑区，进行整体状态的调节。

2. 调制作用： 它们通常不直接传递快速的点对点信息，而是通过G蛋白耦联受体，以调节突触前递质释放、改变突触后膜兴奋性、影响神经元节律和网络振荡等方式，增益或抑制神经环路的整体活动。

3. 与精神疾病的关联： 其功能失衡是心境障碍、焦虑障碍、精神分裂症、注意缺陷多动障碍、成瘾、神经退行性疾病等发病机制的核心环节。

临床药理学

大多数经典精神药物通过影响单胺系统的代谢或受体功能发挥作用：

• 再摄取抑制剂： SSRIs（氟西汀等）、SNRIs（文拉法辛等）、三环类抗抑郁药，通过阻断突触前膜转运体，增加突触间隙单胺水平。

• 受体激动剂/拮抗剂： 如非典型抗精神病药（多巴胺/5-HT受体拮抗剂）、β-受体阻滞剂（普萘洛尔，用于焦虑）。

• 释放剂/代谢抑制剂： 如苯丙胺类（促进单胺释放和阻断再摄取）、单胺氧化酶抑制剂（抗抑郁药，抑制递质降解）。

研究模型与挑战

• “单胺假说”的演变： 早期简单的“不足”或“过量”假说已演变为更复杂的环路功能失调、受体亚型特异性、神经可塑性改变等理论。

• 研究方法： 包括神经化学分析、药理学干预、基因敲除/敲入动物模型、神经影像学等。

参考文献

1. Cooper, J. R., Bloom, F. E., & Roth, R. H. (2003). The Biochemical Basis of Neuropharmacology (8th ed.). Oxford University Press.

2. Schultz, W. (2007). Multiple dopamine functions at different time courses. Annual Review of Neuroscience, 30, 259-288.

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4. Berger, M., Gray, J. A., & Roth, B. L. (2009). The expanded biology of serotonin. Annual Review of Medicine, 60, 355-366.

5. Nestler, E. J., Hyman, S. E., & Malenka, R. C. (2009). Molecular Neuropharmacology: A Foundation for Clinical Neuroscience (2nd ed.). McGraw-Hill.