雌激素及其受体介导的5-羟色胺能系统在情绪调控中的作用研究进展

2016-02-18 01:26乔明琦山东中医药大学药学院山东济南50355山东中医药大学中医学院山东济南50355
中国医药导报 2016年23期
关键词:羟色胺中枢研究进展

郝 志 刘 欢 乔明琦.山东中医药大学药学院,山东济南 50355;.山东中医药大学中医学院,山东济南 50355

雌激素及其受体介导的5-羟色胺能系统在情绪调控中的作用研究进展

郝志1刘欢2乔明琦2
1.山东中医药大学药学院,山东济南250355;2.山东中医药大学中医学院,山东济南250355

在诸多针对精神情绪类疾病的发病机制研究中,5-羟色胺(5-HT)能系统受到了最广泛的研究和认可,且有研究认为雌激素可通过5-HT能系统间接对情绪产生影响,这为深化情绪调控作用机制的认识提供了可能。本文就近年来5-HT能系统在情绪调控中的作用和雌激素及其受体对5-HT能系统的影响做一个综述。发现目前学者对关于中枢5-HT神经系统对情绪的调控作用和雌激素及其受体对中枢5-HT神经系统的影响已进行了较多的研究,但是直接针对雌激素及其受体介导的5-HT能系统在情绪调控中的作用的研究还较少,加强此方面的研究,找到更多的直接证据将有助于人们深化对情绪调控的认识。

雌激素;5-羟色胺;情绪调控;色氨酸羟化酶;血清素转运体;单胺氧化酶;5-羟色胺受体

[Abstract]In many researches aiming to find out pathogenesis of mental or emotional dieases,the serotonin system is always the most widely studied and recognized.In other word,estrogen may indirectly affect mood through the 5-HT system,which provides the possibility to deepen the understanding of the emotional regulation mechanisms.This paper will give an overview about recent 5-HT energy system in the regulation of mood and effect of estrogen on the Effects of 5-HT system.It is found that studies on 5-HT on central nervous system regulation of emotion,and estrogen receptors and their impact on the central nervous system 5-HT has achieved mangy results,but studies on estrogen and its receptor-mediated 5-HT role in mood regulation system was less.Strengthen research in this area may help people deepen the understanding of the regulation of mood.

[Key words]Estrogen;5-HT;Emotion regulation;TPH;SERT;MAO;5-HT receptor

随着社会的剧烈变化,人们的工作、生活和学习的压力急剧增加,精神类疾病的发病率也逐年上升。在针对精神情绪类疾病的发病机制研究中,5-羟色胺(serotonin,5-HT)能系统受到了最广泛的研究和认可。多种负性情绪的产生均与5-HT能系统的异常有关,但依此生产的药物其临床效果却不尽人意。一般认为雌激素也能通过5-HT能系统间接对情绪产生影响[1],这为深化情绪调控作用机制的认识提供了可能。本文就近年来5-HT能系统在情绪调控中的作用及雌激素对5-HT能系统的影响做一个综述,以期深化对情绪调控机制的认识,从而最终提高此类疾病的临床效果。

1 中枢5-HT神经系统与情绪调控

1.1中枢5-HT神经系统概述

中枢5-HT神经系统作为目前人类已知的最大的神经系统,参与了包括情绪在内的多种生理过程[2]。5-HT不能透过血脑屏障,因此只能在中枢神经元内合成。在色氨酸轻化酶(tryptophan hydroxylase,TPH)的作用下,以色氨酸(tryptophan,TP)为底物,经羟化生成 5-羟色氨酸,再经5-羟色氨酸脱羧酶(5-hydroxytryptophan,5-HTP),脱羧生成 5-HT,储存在神经元的囊泡内。产生效应后5-HT在单胺氧化酶(monoamineoxidase,MAO)的作用下被降解失活,未被降解的5-HT在5-羟色胺转运体 (serotonin transporter,SERT)的作用下被再摄取进入5-HT能神经元细胞再利用。因此,5-HT在中枢系统的合成、吸收、代谢、再摄取的任何一个环节紊乱,其含量都会受到影响,从而导致中枢5-HT神经系统的功能异常[3]。

1.2中枢5-HT神经系统对情绪的调控作用

近年来,5-HT在焦虑、抑郁情绪调控中的作用受到广泛关注,选择性5-HT再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitor,SSRI)在焦虑、抑郁患者中的应用也提示了5-HT与焦虑、抑郁障碍的发生密切相关[4]。

TPH作为5-HT合成过程中唯一的限速酶,其生理活性和表达水平直接影响着5-HT的合成量,是5-HT合成的关键因素。TPH的增强或减弱影响着5-HT在中枢神经系统的功能实现,甚至可以作为衡量5-HT能神经元功能的一个特异标志[5]。TPH-2作为其亚型之一,主要存在于脑干中缝核的5-HT神经元以及外周的肠肌间神经元中,控制着中枢5-HT的合成[6]。因此,其活性的改变也是相关精神情绪疾病发病的重要原因之一。

SERT作为一种对5-HT有高度亲和力的跨膜转运蛋白,通过再摄取突触间隙的5-HT,直接影响突触间隙5-HT的浓度及其受体介导的时间,并间接反映神经末梢数量[7],从而在5-HT神经传递的微调中起关键作用。来自临床[8]和动物实验[9]的多项实验都证明了SERT与抑郁障碍的关系[10],且有研究表明[11],这可能是跟其基因态性有关。因此,SERT对中枢神经内5-HT的再摄取,直接影响到其功能的发挥。

MAO是表达在线粒体外膜上的一种酶,具有催化单胺氧化脱氨的作用[12]。有研究发现[13],敲除MAOA基因的小鼠出现了行为上的变化,以其为作用靶点的药物在双相情感障碍患者的临床应用中,也取得了良好效果。因此,MAOA基因很可能是抑郁症、强迫症、惊恐等情绪障碍疾病的易感基因[14],其对情绪的影响很可能是通过调节5-HT的代谢实现的[15]。

5-HT在抑郁症的发病和抗抑郁药的作用机制已被人们熟知,其作用主要是通过与其受体之间的相互作用实现。5-HT受体作为5-HT能系统的重要组成部分,目前人类已知的有7种,且大部分已被克隆。这些类型又进一步分为若干亚型,目前被发现的5-HT受体亚型已经超过15种。在已被发现的5-HT受体亚型中,5-HT1A受体(serotonin receptor1A,5-HTR1A)和5-HT2A受体 (serotonin receptor-2A,5-HTR2A)最受关注。有学者提出抑郁、焦虑等行与前者功能减退有关[16],也有认为与此二者功能不平衡有关[17]。

综上所述,中枢5-HT神经元系统功能的发挥与TPH、SERT、MAO、5-HT受体等息息相关,其合成、吸收、代谢、再摄取的任何一个环节紊乱都会影响到其情绪调控功能的发挥。

2 雌激素及其受体与中枢5-HT神经系统

2.1雌激素及其受体概述

雌激素是很容易通过血脑屏障的一种小分子的脂溶性类固醇激素。近年研究表明[18],雌激素除了可控制生殖、促进女性发育以及维持能量平衡外,还可作用于中枢神经系统,促进神经发生并具有调控情绪反应等功能。雌激素受体(estrogen receptor,ER)是主要分布在中枢神经系统内,通过与配体结合的方式而激活一种核受体。有研究证明[19],在恒河猴脑中5-HT神经递质系统区域,特别是在中缝背核内,大量ERβ存在于5-HT能神经元胞体内,这是雌激素能过影响5-HT的合成与代谢的神经生理学基础。

2.2雌激素及其受体对中枢5-HT神经系统的影响

2.2.1雌激素及其受体 TPH的影响TPH可催化TP转化成5-HTP,控制脑内5-HT的合成[20]。研究提示[21-22]5-HT水平与TPH水平呈正相关,即5-HT水平会随TPH水平的变化而变化。此外,Kudwa等[23]和Moore等[24]针对大鼠的实验,均发现中缝背核延髓背内侧TPH2 mRNA的表达与焦虑样行为有关。雌激素还能增加TPH2基因和蛋白的表达,促进5-HT的合成[25]。因此,雌激素可通过影响TPH2酶的合成,使得5-HT的含量发生变化,进而引起情绪的改变。

2.2.2雌激素及其受体对SERT的影响 SERT是调节突触间隙5-HT水平的转运体蛋白,其主要作用是将突触间隙中的5-HT再摄取进入神经元细胞。ER可通过调节SERT的表达,影响突触间隙5-HT水平。Gogos等[26]发现经17β-雌二醇治疗后的大鼠,SERT mRNA在中缝背核的表达显著下降。因此,有学者认为,SERT的增加与雌激素刺激TPH增加有关,TPH增加使5-HT合成增多,导致SERT需求增加,而SERT mRNA表达的下降,应该是雌激素直接作用的结果[27]。总之,SERT也是雌激素激素替代治疗的重要靶点。

2.2.3雌激素及其受体对MAO的影响在中枢神经系统内,雌激素可以通过在某些与神经递质调节相关的神经元上表达和调节MAO的含量,来影响5-HT的活性和水平,从而间接参与神经递质的调节的作用已被证实[28-29]。5-HT的代谢与MAO的水平或者活性关系密切,雌激素可通过降低MAO的水平或使之活性降低,影响5-HT的代谢,使其含量上升,从而影响人们的精神情绪[30]。Lung等[31]通过针对有自杀行为抑郁症患者的研究,也证明MAOA基因对抑郁情绪的影响与5-HT对抑郁症状的作用有关。这与MAO参与5-HT的代谢密切相关。

2.2.4雌激素及其受体对5-HT受体的影响雌激素可以作用于5-HT受体。穆晓飞等[32]认为,雌二醇能够上调5-HT2A受体在大脑皮质和伏隔核内的表达,下调5-HT1A受体在突出前或突触后的表达,从而改善抑郁行为,调控情绪。2015年,Vega-Rivera等[33]的一项实验表明,雌二醇和氟西汀合用时,后者的抗抑郁作用被消弱。这可能因为雌激素和5-HT的受体共用神经元,因此产生拮抗效应[34]。以上研究均表明了雌激素对5-HT受体的影响。

综上所述,雌激素及其受体可在一定程度上对5-HT合成TPH、SERT、MAO、5-HT受体等产生影响,从而影响神经递质的产生和效能,并最终影响到人们的情绪。

3 总结与展望

中枢5-HT神经元系统功能的发挥与TPH、SERT、MAO、5-HT受体等息息相关,雌激素及其受体亦可在一定程度上通过对5-HT的合成、吸收、重摄取产生影响到其情绪调控功能的发挥,从而影响神经递质的产生和效能,并最终影响到人们的情绪。关于中枢5-HT神经系统对情绪的调控作用和雌激素及其受体对中枢5-HT神经系统的影响已有较多的研究,但是直接针对雌激素及其受体介导的5-HT能系统在情绪调控中的作用的研究还较少。加强此方面的研究,找到更多的直接证据将有助于人们深化对情绪调控的认识,从而生产出更有针对性、临床效果更加突出的药物。

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Research progress of role on estrogen and its receptor mediated 5-HT system capable in mood regulation

HAO Zhi1LIU Huan2QIAO Mingqi2
1.College of Pharmacy,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Shandong Province,Ji'nan250355,China;2.College of Traditional Chinese Medicine,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Shandong Province,Ji'nan250355,China

R363

A

1674-4721(2016)08(b)-0045-04

2016-05-03本文编辑:任念)

国家自然科学基金资助项目(81573854)。

郝志(1968-),男,硕士,副教授;研究方向:中医心理学。

乔明琦(1955-),男,博士,教授;研究方向:肝脏象生理病理与情志病证诊疗规范。

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