Hệ thống dẫn truyền thần kinh (Serotonin, Dopamine, GABA, Glutamate)

Hệ thống dẫn truyền thần kinh là mạng lưới tín hiệu hóa học mà qua đó các tế bào thần kinh giao tiếp với nhau. Bốn hệ thống trung tâm trong sinh học thần kinh tâm thần học là: serotonin và dopamine (các monoamine điều biến định hình tâm trạng, phần thưởng và động lực) cùng với GABA và glutamate (các chất dẫn truyền ức chế và kích thích chính của não, thiết lập sự cân bằng hoạt động thần kinh). Rối loạn trong các hệ thống này có liên quan đến các rối loạn tâm trạng, lo âu và loạn thần, và hầu hết các loại thuốc hướng thần đều tác động lên chúng.

Definition

Hệ thống dẫn truyền thần kinh là các quần thể tế bào thần kinh được tổ chức, được xác định bởi chất truyền tin hóa học mà chúng giải phóng — ở đây là serotonin, dopamine, axit gamma-aminobutyric (GABA) và glutamate — cùng với các thụ thể và chất vận chuyển mà qua đó chất truyền tin đó hoạt động.

Scope

Chủ đề này giới thiệu bốn hệ thống dẫn truyền thần kinh được nghiên cứu nhiều nhất trong tâm thần học, các chức năng hành vi và nhận thức rộng lớn liên quan đến từng hệ thống, và cách các giả thuyết hóa học cổ điển về bệnh tâm thần đã hình thành và sau đó được điều chỉnh bởi bằng chứng. Nó bao gồm các khái niệm ở cấp độ tham khảo và không đề cập đến liều lượng hoặc điều trị cá nhân hóa.

Core questions

• Mỗi hệ thống này liên quan đến những chức năng hành vi và nhận thức nào?
• Các giả thuyết monoamine về trầm cảm và loạn thần đã hình thành như thế nào, và tại sao chúng hiện được coi là không đầy đủ?
• Làm thế nào các tín hiệu kích thích (glutamate) và ức chế (GABA) duy trì sự cân bằng hoạt động của não?

Key concepts

• Serotonin (5-HT)
• Dopamine
• GABA (chất dẫn truyền ức chế)
• Glutamate (chất dẫn truyền kích thích)
• Cân bằng kích thích-ức chế
• Thụ thể, chất vận chuyển và tái hấp thu
• Điều biến monoamine của tâm trạng và phần thưởng

Key theories

Giả thuyết monoamine về trầm cảm

Đề xuất cổ điển rằng trầm cảm là kết quả của sự thiếu hụt các chất dẫn truyền thần kinh monoamine, đặc biệt là serotonin và noradrenaline, bắt nguồn từ tác dụng lên tâm trạng của các loại thuốc làm thay đổi mức monoamine; nó vẫn giữ vai trò quan trọng về mặt lịch sử nhưng hiện được coi là một giải thích không đầy đủ về sinh học của trầm cảm.

Giả thuyết dopamine về loạn thần

Đề xuất rằng sự dư thừa hoặc rối loạn điều hòa dẫn truyền dopaminergic, đặc biệt ở các đường mesolimbic, góp phần vào các triệu chứng loạn thần, dựa trên tác dụng chặn dopamine của các loại thuốc chống loạn thần và được tinh chỉnh theo thời gian để nhấn mạnh tính đặc hiệu theo vùng và mạch.

Mechanisms

Serotonin và dopamine là các monoamine được giải phóng từ các nhân nhỏ ở thân não và não giữa, có sợi trục chiếu rộng khắp, điều biến tâm trạng, phần thưởng, động lực và nhận thức thay vì mang các tín hiệu điểm-điểm nhanh. Ngược lại, GABA và glutamate làm trung gian cho hầu hết quá trình dẫn truyền synap nhanh: glutamate kích thích và GABA ức chế, và sự cân bằng giữa chúng định hình hoạt động mạng lưới, tính dẻo và xử lý thông tin. Nhiều loại thuốc hướng thần hoạt động bằng cách thay đổi các hệ thống này — ví dụ bằng cách chặn tái hấp thu monoamine hoặc chất vận chuyển, hoặc bằng cách tác động lên thụ thể glutamate hoặc GABA — đó là lý do tại sao các giả thuyết hóa học về bệnh tâm thần ban đầu được suy luận từ tác dụng của thuốc. Các quan điểm đương đại nhấn mạnh rằng những thay đổi monoamine là một nút trong các cơ chế mạch và tính dẻo rộng hơn chứ không phải là toàn bộ câu chuyện (Berton & Nestler, 2006).

Clinical relevance

Các hệ thống này là mục tiêu của hầu hết các loại thuốc chống trầm cảm, chống loạn thần, giải lo âu và ổn định tâm trạng, vì vậy việc hiểu chúng là trung tâm để giải thích cách các phương pháp điều trị đó được cho là hoạt động. Mục này mô tả các cơ chế để tham khảo và giáo dục và không phải là hướng dẫn kê đơn hoặc cho bất kỳ quyết định điều trị cá nhân nào.

History

Sự quan tâm hiện đại đến các hệ thống dẫn truyền thần kinh trong tâm thần học bắt đầu từ những năm 1950 và 1960, khi các quan sát cho thấy reserpine có thể gây trầm cảm và các loại thuốc chống loạn thần chặn dopamine đã dẫn đến các giả thuyết monoamine và dopamine về rối loạn tâm trạng và loạn thần. Trong những thập kỷ tiếp theo, các giả thuyết này đã liên tục được điều chỉnh khi bằng chứng tích lũy cho thấy những thay đổi dẫn truyền thần kinh đơn thuần không giải thích đầy đủ bệnh tật, chuyển sự chú ý sang tín hiệu hạ nguồn, tính dẻo thần kinh và các cơ chế glutamatergic.

Debates

Liệu giả thuyết monoamine có đủ để giải thích trầm cảm không?

Tác dụng điều trị chậm của thuốc chống trầm cảm nhắm mục tiêu monoamine và những hạn chế của mô hình thiếu hụt serotonin đã khiến nhiều nhà nghiên cứu xem những thay đổi monoamine là một phần của bức tranh rộng lớn hơn liên quan đến tính dẻo, căng thẳng và tín hiệu glutamatergic chứ không phải là nguyên nhân chính.

Key figures

• Eric Nestler
• Arvid Carlsson
• Solomon Snyder

Seminal works

• berton-nestler-2006
• nestler-carlezon-2006
• belmaker-agam-2008

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa GABA và glutamate là gì?

Glutamate là chất dẫn truyền thần kinh kích thích chính của não và GABA là chất ức chế chính; sự cân bằng giữa tín hiệu của chúng thiết lập mức độ hoạt động thần kinh tổng thể và rất quan trọng đối với chức năng não bình thường.

Serotonin thấp có gây trầm cảm không?

Ý tưởng đơn giản rằng trầm cảm do thiếu hụt serotonin hiện được coi là không đầy đủ; serotonin là một trong số các hệ thống tương tác có liên quan, và các mô hình hiện tại nhấn mạnh các cơ chế mạch và tính dẻo rộng hơn.