모노아민

모노아민



 도파민, 노르에피네프린, 세로토닌 및 히스타민은 모노아민이라는 범주에 속하는 네 가지 화학물질이다. 이 물질들의 분자구조는 서로 유사하기 때문에, 어떤 물질은 나머지 물질에 어느 정도 영향력을 행사한다. 도파민과 노르에피네프린 및 에피네프린은 카테콜로아민이라는 모노아민의 하위유목에 속한다. 모노아민은 뇌에 있는 몇몇 뉴런 체계에 의해 만들어진다. 이 체계 중 대부분은 뇌간에 있는 비교적 소수의 세포체로 구성되는데, 관련된 축색은 반복적으로 분화하여 뇌의 많은 영역에 걸쳐 분포하는 다수의 종말단추를 형성한다. 그래서 모노아민성 뉴런은 광범위한 뇌 영역의 기능을 조절하는 역할을 하며, 뇌 기능의 활동을 증가시키거나 감소시킨다.



도파민. 도파민은 운동, 주의, 학습, 약물중독 및 정서행동과 관련이 있다. 또한 도파민은 정신분열증과도 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다. 도파민 수용기의 활동이 증가하면, 환각, 조직화되지 않은 사고, 부적절한 감정표현 등의 특징을 지닌 정신 분열 증세를 보인다. 반대로 도파민성 뉴런의 활동을 억제하는 약물을 투여하면 정신분열증의 증상이 완화된다. 한편 뇌의 도파민 수준이 너무 낮으면 몸이 떨리는 운동장애를 유발하는데, 지나치게 낮을 경우 근육이 경직되고 전체 운동이 원활하지 못한 파킨슨병을 유발한다. 카테콜아민에 속하는 도파민은 시냅스후 수용기에 따라 흥분성이나 억제성 전위를 발생시킨다. 도파민은 운동, 주의, 학습 및 사람들이 남용하는 약물 강화 효과를 포함하는 몇 가지 중요한 기능에 관여한다. 카테콜아민계의 중요한 두 신경전달물질의 선구물질은 음식물에서 얻어야 하는 필수 아미노산인 타이로신이다. 이때, 한 효소가 타이로신을 L-도파로 전환시키고, 다른 효소는 L-도파를 도파민으로 전환시킨다. 도파민성 뉴런에서 그 전환은 최종 단계지만, 노르아드레날린성 뉴런에서는 도파민이 노르에피네프린으로 전환된다. 한편, 뇌는 몇 가지 도파민 체계를 갖추고 있는데, 세 가지 중요한 체계들이 중뇌에서 시작된다. 흑질에 위치한 흑질선조계 뉴런의 세포체는 축색을 신선조체인 미상핵과 피각에 투여한다. 신선조체는 기저핵의 중요한 부분으로 운동의 통제에 관여한다. 복측 피개영역에 위치하는 중뇌변연체 뉴런의 세포체는 축색을 측핵에, 그리고 편도체 및 해마를 포함하는 변연계의 여러 영역에 투여한다. 측핵은 사람들이 남용하는 약물을 포함하여 특정 범주의 자극들이 갖는 강화 효과에서 중요한 역할을 한다. 복측 피개영역에 위치하는 중뇌피질계 뉴런의 세포체는 축색들을 전전두피질에 투사한다. 이 뉴런은 전두피질을 흥분시키는 효과를 냄으로써, 단기 기억의 형성, 계획 및 문제 해결을 위한 전략 수립과 관련된 기능에 영향을 미친다. 흑질과 미상핵을 연결하는 도파민성 뉴런의 퇴화는 사지의 떨림과 경직, 신체 균형의 마비, 운동 곤란 등을 보이는 파킨슨병을 초래한다. 이 뉴런의 세포체는 흑질이라는 뇌의 영역에 위치하는데, 이 영역은 보통 피부를 착생시키는 멜라닌에 의해 검은색을 띠고 있다. 이 화합물은 도파민의 분해로 만들어진다. 파킨슨병을 초래하는 뇌 손상은 이 병으로 사망한 사람의 흑질이 검은색보다는 좀 더 엷다는 것을 관찰한 병리학자들에 의해 발견되었다. 파킨슨병 환자는 도파민의 선구물질인 L-도파를 투여받았다. 비록 도파민은 혈뇌장벽을 통과하지 못하지만, L-도파는 통과할 수 있다. 일단 L-도파가 뇌에 도달하면, 도파민성 뉴런이 이를 흡수하여 도파민으로 전환한다. 이때, 도파민의 합성 증가는 파킨슨병 환자에게 남아있는 도파민성 뉴런으로 하여금 많은 도파민을 분비하도록 해서 결국 증세를 약화시킨다.



노르에피네프린. 노르에피네프린은 아세틸콜린처럼 자율신경계 뉴런에서 발견되기 때문에 많은 실험적 관심을 받았다. 일반적으로 자율신경계의 교감신경계에서 주로 사용하는 노르에피네프린은 각성과 정서행동을 조절하는 기능을 한다. 그래서 우울증과 같은 정서적 장애는 노르에피네프린과 도파민의 부족과 관련된다. 우울증 환자를 치료하는 데 사용하는 일부 항우울제는 주로 노르에피네프린계에 작용한다. 조울증 환자가 조증 상태에 있을 때는 리튬을 투여하는데, 이것은 시냅스 간경에 방출된 노르에피네프린의 재흡수를 촉진한다. 여기서 조증은 자기 도취감에 빠져 지나치게 말을 많이 하고 판단력이 상실되는 등의 증상을 보이는 정서적 장애이다. 푸사릭산은 도파민이 노르에피네프린으로 전환하는 것을 방해하는 약물로, 노르에피네프린의 생산을 차단한다. 거의 모든 뇌 영역은 노르아드레날린성 뉴런들로부터 입력을 받는다. 노르아드레날린성 뉴런의 세포에 대부분은 뇌교, 연수의 7개 영역 그리고 시상의 한 영역에 위치한다. 가장 중요한 노르아드레날린성 체계의 세포체는 배측 뇌교에 위치한 한 핵인 청반에서 시작한다. 이 뉴런의 축색은 뇌의 광범위한 영역에 투입된다. 이 뉴런의 활성화에 따른 한 효과는 환경의 사건에 대한 주의집중 및 경계의 증가이다.



세로토닌. 세 번째 유형의 모노아민 신경전달물질인 세로토닌은 뇌와 척수에서 발견되는 억제성 신경전달물질이다. 이것은   통제, 체온 조절 그리고 감각 및 지각 기능에 중요한 역할을 한다. 뇌에서 세로토닌의 생산을 방해하는 약물은 불면증을 유발한다. 또한 세로토닌은 기분의 조절, 섭식 그리고 통증 조절에 관여하고, 꿈꾸기의 통제에도 어느 정도 관여하며 부족할 때 우울증이 발생할 수 있다. 세로토닌의 선구물질은 아미노산인 트립토판이다.  



히스타민. 히스타민은 히스티딘 탈탄산효소의 작용으로 아미노산인 히스티딘으로부터 생산된다. 히스타민성 뉴런의 세포체는 뇌의 후시상하부에 위치한 조면유두핵에서만 발견된다. 히스타민성 뉴런은 자신의 축색을 대뇌피질과 뇌간의 광범위한 영역으로 보낸다. 히스타민성 뉴런의 활동은 수면과 각성의 상태와 강한 상관이 있고, 그래서 히스타민 수용기를 차단하는 약물은 졸음을 유발한다. 가령, 디펜하이드라민과 같은 항히스타민제는 졸음을 유발한다. 이런 이유 때문에 일부 처방전 없이 살 수 있는 수면제는 이 약물을 포함하고 있다. 또한, 히스타민은 소화 체계와 면역체계를 통제하는 데 관여하고, 알레르기 증상의 발생에도 핵심적인 역할을 한다.