神経伝達物質:
神経信号は神経細胞内の電荷を介して伝わるだけでなく、神経細胞間の化学伝達によっても伝わります。 神経細胞は、シナプスとして知られる接合部で隔てられています。この接合部では、ある神経細胞の軸索の末端ボタンが、別の神経細胞の樹状突起にほぼ接触していますが、完全には接触していないのです。 シナプスは、各軸索が隣接する細胞の多くの樹状突起と通信することを可能にするため、驚くべき機能を提供する。
活動電位からの電気インパルスが軸索の末端に到達すると、末端ボタンに信号を送り、神経伝達物質をシナプスに放出させる。 神経伝達物質とは、神経細胞間のシナプスを介して信号を中継する化学物質である。 神経伝達物質は、あるニューロンの終末ボタンと他のニューロンの樹状突起の間のシナプス空間を移動し、隣接するニューロンの樹状突起に結合する。 さらに、異なるターミナル・ボタンからは異なる神経伝達物質が放出され、異なる樹状突起は異なる神経伝達物質に対して特に感受性が高い。 樹状突起は、神経伝達物質を受け取るニューロンの受容体部位に適合する正しい形である場合にのみ、その神経伝達物質を受け入れることになる。 このため、受容体部位と神経伝達物質はしばしば鍵と錠に例えられる（図3.5「シナプス」）
Figure 3.5 シナプス
神経インパルスがターミナルボタンに達すると、シナプスへの神経伝達物質放出のトリガーとなる。 神経伝達物質が受信側の樹状突起上の受容体に錠と鍵のようにはまる。
神経伝達物質が受信側ニューロンの受容体に受け入れられると、その効果は興奮性（すなわち、細胞が発火しやすくなる）または抑制性（すなわち、細胞が発火しにくくなる）のいずれかであろう。 さらに、もし受容ニューロンが複数の神経伝達物質を受容することができれば、それぞれの興奮性、抑制性のプロセスの影響を受けることになります。 神経伝達物質の興奮作用が抑制作用よりも大きい場合、ニューロンは発火閾値に近づき、閾値に達すると活動電位が生じ、ニューロンを通じて情報が伝達される過程が始まる。
受容部位に受け入れられなかった神経伝達物質は、次にニューロンへの刺激が起こりうるためには、シナプスから取り除かなければならない。 このプロセスは、酵素による神経伝達物質の分解と、シナプスにある神経伝達物質が伝達端末ボタンに再吸収され、ニューロンが発火した後に再び放出できるようにするプロセスである再取込によって、部分的に発生する。
体内で生成する100以上の化学物質が神経伝達物質として特定されており、これらの物質は感情、認知、行動に幅広く、大きな影響を及ぼす。 神経伝達物質は、食欲、記憶、感情だけでなく、筋肉の作用や運動も調節しています。 また、表3.1「主な神経伝達物質とその機能」にあるように、神経伝達物質の中には、精神的・身体的な疾患に関連するものもあります。
私たちが医療上の理由や娯楽として摂取する可能性のある薬物は、神経伝達物質のように作用して私たちの思考、感情、行動に影響を及ぼす可能性があります。 アゴニストとは、特定の神経伝達物質に類似した化学的性質を持ち、その結果、神経伝達物質の作用を模倣する薬物のことです。 アゴニストを摂取すると、樹状突起の受容体部位に結合して神経細胞を興奮させ、あたかも神経伝達物質が多く存在するように作用する。 例えば、コカインは神経伝達物質であるドーパミンのアゴニストである。 ドーパミンは神経細胞から放出されると快感をもたらすので、コカインも摂取すると同じような感覚をもたらします。 アンタゴニストとは、神経伝達物質の正常な作用を弱めたり止めたりする薬物です。 拮抗薬を摂取すると、樹状突起の受容体部位に結合し、神経伝達物質をブロックする。 例えば、毒物クラーレは、神経伝達物質アセチルコリンに対する拮抗薬である。 この毒が脳に入ると、樹状突起に結合し、ニューロン間のコミュニケーションを停止させ、通常は死に至らしめる。 さらに他の薬物は、神経伝達物質の再取り込みを阻害することによって作用する。薬物によって再取り込みが減少すると、シナプスに残る神経伝達物質が増え、その作用が強まる。1 主要な神経伝達物質とその機能
| 神経伝達物質 | 説明と機能 | 注意事項 |
|---|---|---|
| アセチルコリン（ACh） | 脊髄や運動ニューロンで筋収縮を刺激するために用いられる一般的な神経伝達物質である。 また、脳では記憶、睡眠、夢を調節するために使用されます。 | アルツハイマー病は、アセチルコリンの供給不足と関連しています。 ニコチンはアセチルコリンと同様に作用するアゴニストです。 |
| ドーパミン | 運動、意欲、感情に関与するドーパミンは、脳の報酬系から放出されると喜びの感情を生み出し、また学習にも関与しています。 | 統合失調症はドーパミンの増加に関連し、パーキンソン病はドーパミンの減少に関連します（ドーパミン・アゴニストは治療に使用されることがあります）。 |
| エンドルフィン | 激しい運動、オーガズム、辛いものを食べるなどの行動に反応して放出される。 それらは、アヘン、モルヒネ、ヘロインなどの薬物に含まれる化合物に関連しています。 | |
| GABA（ガンマ-アミノ酪酸） | 脳内の主要な抑制性神経伝達物質です。 アルコールはGABAの分泌を促し、神経系を抑制して酔ったような気分にさせます。 GABAのレベルが低いと不安が生じ、不安を軽減するためにGABA作動薬（精神安定剤）が使用されます。 | |
| グルタミン酸 | 最も一般的な神経伝達物質で、脳のシナプスの90％以上で放出されています。 グルタミン酸は食品添加物のMSG（グルタミン酸ナトリウム）に含まれています。 | 過剰なグルタミン酸は、過剰な刺激、偏頭痛や発作を引き起こします。 |
| セロトニン | 気分、食欲、睡眠、攻撃性など多くの機能にかかわっています。 | セロトニンの低レベルはうつ病と関連しており、うつ病を治療するために設計されたいくつかの薬（選択的セロトニン再取り込み阻害薬、またはSSRIとして知られている）は、その再取り込みを防ぐのに役立つ。 |
Key Takeaways
- 中枢神経系（CNS）は、脳と脊髄を構成するニューロンの集合体である。
- 末梢神経系（PNS）は、CNSを皮膚、筋肉、腺につなぐニューロンの集合体です。
- ニューロンは、神経系に見られる、情報を伝達する特殊な細胞です。
- 軸索の一部は、ミエリン鞘と呼ばれる脂肪質の物質で覆われており、軸索を取り囲んで絶縁体として働き、電気信号の高速伝送を可能にする。
- 樹状突起は、他のニューロンから情報を受け取り、電気刺激を体幹に伝える樹木状の伸長部である。
- 軸索は細長い繊維で、ソーマからターミナルボタンに情報を伝達する。
- 神経伝達物質は、ターミナルボタンからシナプスを介して、ロックとキーシステムのようなものを使って受信樹状突起に情報を化学的に中継する。
- 多くの異なる神経伝達物質が協働して、認知、記憶、行動に影響を与える。
- アゴニストとは、神経伝達物質の作用を模倣する薬であり、アンタゴニストとは、神経伝達物質の作用を阻害する薬である。
演習とクリティカルシンキング
- ニューロンの絵を描き、その主要部分をラベル付けする。
- あなたが毎日行っている行動を想像して、その行動を行うために、ニューロンと神経伝達物質がどう協力し合うかを説明する。