|
為多巴胺正名——又一個關(guān)于內(nèi)源性大麻素的故事出于某種原因,多巴胺總被歸類于“上癮和興奮劑”的神經(jīng)遞質(zhì)中。但這小小的胺其實有著大作用。讓我們重新認識這種神經(jīng)遞質(zhì)——多巴胺。 ![]() 小貓出生時,天生就會通過舔舐自己來清潔。但它做得并不好,只是用舌頭輕擦自己的爪子。那是它的本能,但它還需要外界的鼓勵。如果和媽媽分開,這只小貓就永遠也學不會如何正確地清潔自己——它只會隨便舔一舔,永遠臟兮兮。但如果有貓媽媽鼓勵它,向它展示正確的舔舐技巧,教它保持良好的衛(wèi)生,那么讓這個學習過程得以實現(xiàn)的就是多巴胺。 多巴胺是學習之母,也是學習的刺激物。多巴胺存在于水母、水螅和珊瑚等遠古生物中,也許可以追溯到5億年前第一個神經(jīng)系統(tǒng)的出現(xiàn)。到目前為止,所有動物研究都表明多巴胺可以刺激運動行為、獎勵學習。你想訓練蛔蟲在迷宮中前行嗎?給它注射多巴胺作為獎勵。 多巴胺對我們的動機和運動控制至關(guān)重要,它同樣也有助于我們的執(zhí)行功能,刺激泌乳、產(chǎn)生性滿足。當多巴胺機制出錯時,就會導致一些可怕的疾病,最著名的便是帕金森病。 多巴胺就像大腦中的鯊魚,常被指責為邪惡的毀滅性冷血掠食者,但實際上,多巴胺是神經(jīng)海洋的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器。 ![]() 一、大腦中的多巴胺 考慮到多巴胺許多已知的神經(jīng)功能,多巴胺能通過如此小的指揮基礎(chǔ)來完成如此多的任務就變得格外引人關(guān)注了。在人腦中800多億個神經(jīng)元中,只有大約40萬個神經(jīng)元是多巴胺能神經(jīng)元(能夠產(chǎn)生多巴胺)。這些細胞主要存在于從中腦到前腦的11個細胞簇中。但多巴胺神經(jīng)元的軸突能夠通過這些細胞簇影響整個大腦,從而產(chǎn)生廣泛效應。 多巴胺是學習之母,也是學習的刺激物 大腦中多巴胺最重要的來源在于基底核,基底核是運動系統(tǒng)和動作選擇的中心(能在幾種可能的行為中做出決定)。位于中腦的基底核可以分為幾個區(qū)域,每個區(qū)域都控制著不同類型的行為。有些區(qū)域會觸及大腦的最高區(qū)域,如前額葉皮層,從而幫助我們做出行動選擇;有些區(qū)域則通過用于執(zhí)行這些行動的特定肌肉發(fā)揮作用。本質(zhì)上講,這是一個決策和行動執(zhí)行的系統(tǒng)。 多巴胺設置觸發(fā)行為所需信號量的閾值。因此,高水平的多巴胺可導致沖動行為以及運動行為的增加。相反,當多巴胺水平低時,就會反應遲鈍、行動遲緩。在以低水平多巴胺為特征的帕金森病中,由于身體抵抗大腦的命令,因而患者在自主運動方面會存在困難。 使用提高多巴胺的藥物治療帕金森病時,這類藥物可以讓患者更加容易地移動身體,但同時也會導致患者行為不定、精力充沛,并表現(xiàn)出新的成癮癥狀。多巴胺作用的復雜性及作用通路,使得對其的改進充滿了副作用。 ![]() 二、多巴胺通路 人腦中存在四種主要的多巴胺通路: 1、中腦-邊緣通路——獎勵通路 包括喜歡某樣東西、想要某樣東西(“誘因突現(xiàn)性”),學會避免不喜歡的東西(“厭惡相關(guān)認知”),正向強化及對工作認可的認知回報(“獎勵相關(guān)認知”)。 在多動癥(ADHD)、成癮和精神分裂癥患者中經(jīng)常出現(xiàn)正、負反饋循環(huán)功能失調(diào)現(xiàn)象。 一只大腦存在病變的實驗動物,會花更少的時間按壓小杠桿來獲取尼古丁或?qū)ふ沂澄铩?/p> 2、中腦-皮質(zhì)通路——管理功能 從大腦的VTA(腹側(cè)被蓋區(qū),即多巴胺能熱點)一直延伸到前額皮質(zhì)(大腦的最高區(qū)域)。 參與認知控制、激勵和情緒反應。 多動癥、成癮癥和精神分裂癥(尤其是精神分裂癥的負面癥狀,如失語、情緒表現(xiàn)減少、開始或繼續(xù)自主活動的能力)中經(jīng)常出現(xiàn)此類功能障礙。 3、黑質(zhì)-紋狀體通路——產(chǎn)生運動 該通路由基底核協(xié)調(diào),能夠調(diào)節(jié)控制自主運動。 影響獎勵、認知和成癮行為。 大腦該區(qū)域的退化是帕金森病的主要特征之一。這一區(qū)域多巴胺能神經(jīng)元的缺失與帕金森病有關(guān),但同時,理論上認為妥瑞特綜合征是由同一通路的過度興奮引起的。 4、結(jié)節(jié)-漏斗通路——分泌荷爾蒙 尤其是腦垂體中的催乳素。 這只是大腦的部分(加上我們跳過的兩個次要通路)。多巴胺在我們的血液中不斷循環(huán)。在全身的器官中,它起著局部信使的作用:血管(多巴胺引起血管擴張)、腎臟(增加排尿)、胰腺(降低胰島素分泌)、胃腸道(減緩胃腸運動)、免疫細胞(降低免疫細胞活性)。 多巴胺在許多蕉類植物中含量最多,起著化學信使的作用。但是吃香蕉或其他富含多巴胺的食物并不會產(chǎn)生更多多巴胺、并對大腦產(chǎn)生作用,因為多巴胺無法穿過血腦屏障。不同的多巴胺池存在于血腦屏障兩側(cè),而我們身體的大部分多巴胺供應則來自內(nèi)臟。 ![]() 三、多巴胺受體 關(guān)于多巴胺的三件事: 第一,多巴胺可以引發(fā)兩種類型的神經(jīng)元放電。即穩(wěn)頻強直期和爆發(fā)狀相位期,通常指向某種目標。 第二,已知有五種多巴胺(D)受體,分為兩類:引發(fā)興奮的“D1樣受體”(D1和D5)和引起抑制的“D2樣受體”(D2、D3、D4)。有興奮、有抑制,功能齊全。 最后,來到今天的重點——大麻素,多巴胺受體與CB1大麻素受體協(xié)同形成一種物質(zhì),即異源復合物。當細胞膜上的兩個不同受體相連時,就形成一個連結(jié)復合物,而復合物與單個受體的功能不同。 D2受體本身會抑制更多多巴胺的釋放。但如果D2受體與CB1受體結(jié)合,那么復合物的活化會更進一步降低多巴胺的釋放。因而不難想象大麻素是如何治療成癮的。在精神分裂癥的小鼠模型中,使用大麻素和抗精神病藥的治療改變了CB1和D2受體的異聚體復合物。 內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)(ECS)調(diào)節(jié)多巴胺受體信號傳導,但復雜的系統(tǒng)會帶來復雜的控制。 ![]() 四、多巴胺和ECS 來快速回顧一下內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)。有兩種大麻素受體。CB1是人腦中最常見的一種大麻素受體,遍布在大腦所有最高功能區(qū)(但不存在于呼吸這樣的基本功能區(qū),因而我們不能過量服用大麻)。CB2受體存在于每個器官中,與我們的免疫系統(tǒng)密切相關(guān)。它也存在于大腦中,但通常保持在低水平,除非大腦出現(xiàn)某種問題,那么CB2受體數(shù)量便會激增,以幫助保護和修復神經(jīng)。 內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)調(diào)節(jié)包括多巴胺在內(nèi)的其他神經(jīng)遞質(zhì)的漲落起伏。 與這些受體結(jié)合的兩種最著名的內(nèi)源性大麻素是花生四烯酸乙醇胺(即幸福神經(jīng)遞質(zhì))和2-AG。此外,還有調(diào)節(jié)這些內(nèi)源性大麻素水平的酶(FAAH和MAGL),以及幫助它們在細胞周圍移動的轉(zhuǎn)運分子。 與大多數(shù)其他神經(jīng)遞質(zhì)不同,內(nèi)源性大麻素屬于脂質(zhì)-脂肪。這意味著,在其層面上即使是微小變化也可以被細胞檢測到,且這些變化可作為一套精密的控制機制應用。ECS的最佳表述是:人體系統(tǒng)的體內(nèi)穩(wěn)態(tài)和平衡系統(tǒng)。ECS可調(diào)節(jié)包括多巴胺在內(nèi)的其他神經(jīng)遞質(zhì)的漲落。 大麻素和多巴胺集中在一些關(guān)鍵領(lǐng)域,包括性、動機和成癮。
如果給大鼠注射花生四烯酸乙醇胺或2-AG,它們的交配會更加頻繁。大鼠在性滿足后,對更多的性行為會產(chǎn)生抑制,這種抑制可持續(xù)一天。向大腦相關(guān)區(qū)域(VTA)注射的花生四烯酸乙醇胺會通過D2樣受體降低大鼠的性抑制。向同一區(qū)域注射2-AG可實現(xiàn)相同的結(jié)果,但參與作用的是D1樣受體。因此,一種內(nèi)源性大麻素通過激活抑制物,而另一種則通過抑制活化物,從而實現(xiàn)同一個的目標:更多的性動力。 當然,正如ECS經(jīng)常發(fā)生的那樣,性別差異也存在。根據(jù)圣路易斯大學醫(yī)學院(Saint Louis University School of Medicine)研究人員在2020年的一篇綜述中表示,CB1受體的激活會削弱男性的勃起,而大麻往往會增加女性的性欲和性功能。要通過四氫大麻酚(THC)增加雌性大鼠的性行為,大鼠需要同時具有孕激素和多巴胺受體。
馬斯洛認為,人需要吃飯,需要社會關(guān)系,需要自尊。當你完成諸如吃東西或幫助朋友之類的任務時,就會得到多巴胺的獎勵,這是一種激勵你不斷繼續(xù)的神經(jīng)化學療法。 內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)調(diào)節(jié)受多巴胺影響的正強化。阻斷CB1受體,多巴胺水平就會隨尋求獎賞行為一同下降。與獎勵相反--消極刺激--動機學習同樣必要。給鼠籠的特定區(qū)域通電,在因腳部電擊而受到刺激的小鼠身上,中腦-邊緣獎賞通路會釋放多巴胺,教它們避免觸發(fā)電擊。從而讓小鼠學習恐懼記憶。 激活CB1受體可以幫助小鼠忘記恐懼記憶,并更快地回到基線水平,這暗示了為什么有這么多創(chuàng)傷后應激障礙(PTSD)患者會使用大麻;ㄉ南┧嵋掖及吠ㄟ^杏仁體(大腦的恐懼中心)引起同樣的遺忘,而2-AG則是通過中腦-邊緣獎勵通路釋放更多多巴胺來實現(xiàn)的。內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)的重要作用之一是忘記。這意味著,雖然你可能不記得在暈乎乎的狀態(tài)下所看電影的所有細節(jié),但你也能更容易忘記創(chuàng)傷,或停止對創(chuàng)傷的反應。 然而,使用大麻這樣的多酚類植物并沒那么簡單。在一項臨床研究中,如果參與者可以選擇做更難的任務來獲得更多的獎勵,那么事先給他們THC則會使他們不太想要選擇較困難任務。然而,如果再加上CBD,那么它便會消除THC的這種“短暫的動力缺失效應”。這點在小鼠身上也有體現(xiàn):提高小鼠內(nèi)源性大麻素水平能夠促進它們尋找目標的行為。這表明:可以使用CBD來抵消THC帶來的負面影響。 ![]()
成癮可以被看作是對動機系統(tǒng)的劫持。但是,自我保護行為和那些過分傷害生命的行為之間僅有一線之隔。正如減害主義者麗莎·埃拉維爾(Lisa Raville)所說,如果躺下就會凍死,那么通過吸食甲基苯丙胺來保持整夜清醒便是一種明智的適應行為。但如果過度吸食,接連幾天不睡覺,就會損害你的健康。無論哪種情況,這些模式都源于目標導向行為路徑。 購物、性愛、暴飲暴食、社交媒體和賭博都會引發(fā)少量多巴胺的釋放。 興奮劑類藥物會讓人想到多巴胺?煽ㄒ蜃柚苟喟桶返脑贁z取和使其破壞,導致產(chǎn)生大腦信號的神經(jīng)元之間突觸間隙水平升高;苯丙胺將多巴胺的轉(zhuǎn)運重導到突觸間隙;其他臭名昭著的成癮性物質(zhì)(包括阿片類藥物、尼古丁和酒精)同樣增加了多巴胺神經(jīng)元的放電和爆裂速度。 也許最重要的是,我們的成癮行為也是通過多巴胺起作用的。購物、做愛、暴飲暴食、社交媒體和賭博——每一樣都會引發(fā)少量多巴胺的釋放。雖然大麻可能只是輕微的生理上癮,但和其他任何行為一樣,它也可以造成嚴重的精神上癮。不過,在一整天的工作和孩子吵鬧之后,吸一支煙這難道不令人放松嗎?傷害與健康之間的界限應該設在哪? 內(nèi)源性大麻素和植物大麻素對成癮的影響很復雜。在可卡因成癮的大鼠中,CB1受體會調(diào)和沖動、改變多巴胺活性。如果阻斷CB1受體,這些變化也會受到阻斷。如果沒有CB1受體和2-AG內(nèi)源性大麻素,可卡因引發(fā)的動力增加就不會發(fā)生。 在刺激成癮大鼠模型中,CBD降低了復吸可能性和焦慮水平,改善了腦中內(nèi)源性大麻素和多巴胺機制水平。當服用甲基苯丙胺時,CBD會阻斷多巴胺的釋放,并降低獎賞效應。 在多數(shù)成癮物質(zhì)的戒斷過程中,多巴胺釋放的水平往往較低。大麻素之所以有助于藥物戒斷,部分原因可能是由于像2-AG這樣的內(nèi)源性大麻素具有提高多巴胺釋放水平的能力。至于阿片類藥物,內(nèi)啡肽系統(tǒng)和內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)之間的密切關(guān)系能夠讓CBD這樣的大麻素通過提高花生四烯酸乙醇胺的水平來減輕戒斷反應。 ![]() 五、其他系統(tǒng)和疾病 讓我們進一步看看大麻素是如何通過大腦和全身的多巴胺通路發(fā)揮作用的。
在金魚的視網(wǎng)膜中,CB1受體和多巴胺受體共同調(diào)節(jié)視柱-視錐細胞偶合的晝夜差異。 可以通過研究視網(wǎng)膜反應的變化了解大麻減緩多巴胺在大腦中傳播的能力。
在大鼠中,ECS和多巴胺系統(tǒng)與肥胖相關(guān)的變化有關(guān)。 在大鼠身上,使用合成大麻素的治療有助于了解內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)與多巴胺、氨基丁酸(GABA)和饑餓荷爾蒙(一種與食物攝入有關(guān)的重要激素)之間的相互作用。
2-AG有助于通過多巴胺通路調(diào)節(jié)大腦可塑性。 CB2受體的活化會造成某一多巴胺受體表達的正調(diào)解。 在神經(jīng)元組織中,CBD通過血紅素加氧酶系統(tǒng)(催化血液中血紅素降解的酶)保護多巴胺能細胞免受應激。 在多巴胺神經(jīng)元中,CBD可以防止鎘中毒。 在多巴胺神經(jīng)元中,ECS會在貧血(失血)期間保護神經(jīng)元。 在小鼠中,CB1受體是腦中重要多巴胺神經(jīng)元發(fā)育所必需的。
在Tau病(含有Tau蛋白沉積和神經(jīng)纖維纏結(jié)的腦部疾病,如阿爾茨海默病)小鼠模型中,植物大麻素能夠改善多巴胺傳遞以及Tau和淀粉樣蛋白斑塊的病理。 在亨廷頓氏病小鼠模型中,減少內(nèi)源性大麻素降解抑制有助于解決多巴胺問題和動力問題。 在帕金森病小鼠模型中,CBD能夠改善認知功能障礙、增加運動、減少神經(jīng)炎癥,并保護多巴胺能神經(jīng)元。 在帕金森病大鼠模型中,激活5-羥色胺受體5HT1A(與CBD一樣)可減少多巴胺D1的運動障礙。 在帕金森病小鼠模型中,沒有足夠的DAGL(產(chǎn)生內(nèi)源性大麻素2-AG的酶)會導致運動技能學習受損、加劇疾病惡化,建議治療中增加2-AG。 在帕金森病大鼠模型中,CB1受體阻斷劑與左旋多巴(L-DOPA)標準治療的結(jié)合有助于保護多巴胺神經(jīng)元、緩解運動性癥狀。 在帕金森病小鼠模型中,靶向N-酰基乙醇氨酸酰化酶(NAAA)(這種酶能夠分解內(nèi)源性大麻素樣神經(jīng)遞質(zhì)苯乙胺(PEA))可以防止多巴胺神經(jīng)元的損耗、預防帕金森病癥狀。 在神經(jīng)元中,多巴胺的缺失會使CB1受體的工作能力受損(這也許可以解釋帕金森病的一些癥狀)。 在老年小鼠中,用PEA進行預處理可以通過幾種機制保護大腦免受帕金森樣損傷,同時保護免受帕金森樣創(chuàng)傷的保護。 在大鼠中,大麻素激動劑可以通過改變多巴胺和谷氨酸緩解運動障礙。 ![]()
內(nèi)源性大麻素可以通過調(diào)節(jié)多巴胺幫助緩解抑郁。 在PTSD中,多巴胺與內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)相互強烈作用。 對于經(jīng)歷過創(chuàng)傷的大鼠,即使在5小時后對其注射CBD,也能夠中斷他們對恐懼記憶的鞏固。
有研究認為,CBD對由THC引起的煩躁和精神疾病有保護作用,其對中腦-邊緣獎勵通路的影響也表明CBD可用于精神分裂癥的治療。 高水平CBD與D2受體結(jié)合的能力也許可以解釋其臨床抗精神病的作用。 在有精神分裂癥傾向的小鼠中,使用CBD的早期治療改變了多巴胺基因的轉(zhuǎn)錄,這表明CBD是一種潛在的治療方法。 綜上所述,使用大麻素調(diào)節(jié)多巴胺系統(tǒng)的治療潛力具有重大意義。多巴胺不僅僅是一種讓人成癮的興奮劑,基于這項顯而易見的結(jié)論,如何最大限度地利用這種潛力仍有待臨床研究。 |