세로토닌과 수면

세로토닌(5-HT)은 수면의 진정한 신경 조절제로 처음 발견되었습니다. 그러나 5-HT 및 5-HT 방출의 전기적 활동이 각성 중에 증가하고 수면 중에 감소한다는 입증은 이 가설과 직접적으로 모순됩니다. 그렇다면 세로토닌과 수면은 어떤 관계가 있을까요?

수면 중 발생하는 사건을 해독하는 과정과 이들 사이의 관계 세로토닌 효과적인 치료법을 찾기 위한 수면-각성 주기 불명증 4 시대를 지났습니다. 45년의 네 시대는 신경과학의 엄청난 성장을 고려할 때 너무 많거나 적은 것처럼 보입니다. 5-HT와 수면의 관계는 “인기있는 러브 스토리”로 요약 될 수 있습니다. 먼저 얼굴을 알 수 없는 미스터리한 모노아민의 만남, 그 다음 신혼여행, 이별, 그리고 마침내 화해.

1955년 Brodie 등은 그들의 논문에서 레세르핀이 뇌의 5-HT 수치를 감소시키고 진정 또는 수면과 같은 상태를 유도할 수 있다고 보고했습니다. 수면과 5-HT가 같은 논문에서 만난 것은 이번이 처음입니다. 5-HT를 포함하는 뉴런의 구조가 완전히 알려지지 않았더라도 신경과학자들이 이러한 모노아민에 관심을 갖게 된 정황 증거가 있습니다. L-5-하이드록시트립타민(L-5-HTP)의 주입은 피질 동기화를 초래하는 반면, L-도파의 주입은 피질 탈분극을 유발하는 것으로 밝혀졌습니다.

그런데 1965년에 레세르핀을 사용하면 동물의 급속 안구 운동(REM) 수면 지표인 Ponto Geniculo Occipital 활동이 지속적으로 발생한다는 사실이 발견되었습니다. 같은 해, Jouvet 등은 모노아민 산화효소 억제제를 사용하면 역설적으로 장기간 고양이의 수면을 선택적으로 억제할 수 있다고 보고했습니다.

위로부터 이러한 모노아민은 생리학자가 수면/각성 주기의 일부 생화학적 메커니즘을 이해하도록 유도할 수 있는 유망한 요소라고 결론지을 수 있습니다. 이 시점에서 오직 기억해야 할 것은 아세틸콜린 콜린에스테라아제의 조직학에 의해 간접적으로 구조가 알려진 형식적인 CNS 신경전달물질로 간주됩니다.

1964년 Dahlström과 Fuxe의 출판은 5-HT가 등줄 핵에 기술된 핵막을 포함한다고 발표했습니다. 라페 시스템은 비교적 균질하기 때문에 신경 생리학자가 파괴하는 것은 그리 어렵지 않으며, 그 후 10일간의 가혹한 불면증 과정이 이어집니다. 이를 통해 10일 불면증의 강도, 등줄 병변의 부피 및 뇌의 5-HT 양 사이의 상관관계를 찾을 수 있었다.

라페 핵 시스템의 파괴와 5-HT 수준의 감소 및 서파 수면의 감소 사이에는 상당한 상관관계가 있었습니다. 물론 이러한 실험은 5-HT를 포함하는 뉴런뿐만 아니라 아직 신경전달물질이 알려지지 않은 다른 세포도 파괴했을 수 있기 때문에 쉽게 비판받을 수 있습니다. 더욱이, 이러한 병변은 축삭 및/또는 더 인접한 구조를 가진 일부 작은 동맥을 파괴했습니다(Mancia 1969).

그러나 이러한 단점이 무엇이든 간에 이것은 심각하고 장기적인 수면 손실이 뇌의 생화학적 변화, 즉 혈당 수준의 감소와 관련될 수 있다는 최초의 증거입니다.5-HT 뇌. 이 접근법은 소위 “건식” 신경생리학(전기 신경생리학)에서 “습식” 신경생물학(화학적 신경영상)으로의 전환을 돕는 데 중요한 역할을 했습니다. 게다가, 신경과학은 실제로 “수면의 세로토닌성 가설”에 긍정적으로 기여합니다. Koe와 Weissman(1966)은 p-클로로페닐알라닌(PCPA)이 트립토판 수산화효소를 억제하고 5-HT 생합성을 감소시킬 수 있음을 입증했습니다. 나중에 고양이에게 PCPA를 비경구적으로 사용하면 이차적 불면증이 유발된다는 것이 밝혀졌습니다. 그러나 이것은 5-HT와 수면 사이의 인과 관계의 증거가 아닙니다.

그러나 반면에 L-5-HTP를 주사하면 PCPA로 인한 불면증도 회복할 수 있습니다. 는 것이 입증되었습니다. 5-HTP 노르아드레날린이나 도파민과 같은 다른 아민의 농도는 크게 변하지 않는 반면 5-HT로 쉽게 전환될 수 있습니다. 따라서 세로토닌은 그 당시 두 개의 잠정적 각성 센터인 망상 중뇌 또는 청반의 형성을 억제하여 수면을 유도할 수 있는 수면 신경 전달 물질 또는 “신경 호르몬”으로 생각됩니다. 1972년 Jouvet의 수면 및 각성에 대한 모노아민성 이론은 5-HT가 수면에 전능한 역할을 하는 반면 카테콜아민은 각 아민에 대해 하나씩 각성 역할을 한다고 간주합니다. 일반적으로 모든 전체론에 대해 이 진술은 오래 지속되지 않습니다!

수면의 세로토닌성 가설에 따르면, 5-HT는 수면의 신경 조절제입니다. 따라서 5-HT 뉴런의 전기적 활동은 수면 시작과 동시에 시상이나 피질의 어딘가에서 5-HT 방출이 증가해야 합니다. 이 두 가지 예측은 모두 확인되지 않았습니다. 한편으로, 단항 전기 활동은 깨어 있는 동안 증가하고 느린 수면 동안 감소하여 역설적 수면 동안 완전히 침묵하게 되는 것으로 나타났습니다(McGinty and Harper 1976). 한편, 5-HT 방출의 간접적인 측정인 5-하이드록시인돌아세트산(5-HIAA) 전기 신호는 또한 피질이나 시상의 각성 중에 증가하고 느린 수면 후에 감소한다는 입증된 가정이 있습니다(Cespuglio 등 1984).

이러한 이유로 5-HT 방출과 수면 사이의 관계는 전혀 가능성이 없습니다. 게다가, 이 기간 동안 생리학자들은 PCPA에 L-5-HTP를 국소적으로 주입하면 고양이의 불면증을 유발한다는 사실을 발견하지 못했습니다. L-5-HTP의 정맥내 투여는 수면을 회복할 수 있지만, 뇌간 구조의 모든 L-5-HTP의 미세 구성요소는 수면을 회복시키지 못합니다.

그러면 신경과학자들도 더 이상 5-HT의 비강 주사 후 수면 회복을 설명할 목적이 없고, PCPA-5-HTP 모델이 반증되었고 5-HT 수면 이론은 잊혀진 수면 이론의 무덤으로 갔다. 이것은 소위 “펩티드 유도 델타 수면”으로 예고된 최면 펩타이드에 대한 보다 정교한(그러나 여전히 잘못된) 이론으로 대체되었습니다(Borbely and Tobler 1989).

두 가지 다른 경로가 5-HT와 수면 사이에 가능한 절충안을 엽니다. 첫째, 이전 섹션에서 언급했듯이 5-HT 방출과 수면 시작 사이의 관계는 전혀 입증되지 않았습니다. 그러나 연속적인 관계는 여전히 가능합니다. 실제로 수면의 항상성 조절(Borbely et al. 1989)에서는 이전 각성 시간과 이후의 수면 시간 또는 강도 사이에 상관 관계가 있습니다. 프로세스 “S”는 깨어 있는 동안 증가하고 수면 중에 기하급수적으로 감소한다고 가정되었습니다. 이 요인은 서파 수면의 강도를 담당합니다(수면 EEG에서 델타파의 전력 스펙트럼에 의해 간접적으로 추정됨). 5-HT 뉴런의 여러 시스템이 이 “S” 과정에 속하면 각성 중에는 활성화되고 수면 중에는 비활성화되어야 합니다.

또한 수면 부족은 델타파 수면의 증가로 이어져 5-HT 생합성의 감소를 유도하여 지연된 수면의 후속 회복을 방해하기 때문입니다. 이 가설은 완전히 확인되었습니다. 수면 부족 동안 PCPA 활동은 역설적 수면이 지속되는 동안 회복 중 서파 수면을 완전히 차단합니다(Salanon et al. 1983).

따라서 각성 중에 자주 신호를 보내는 일부 5-HT 뉴런이 각성의 지속 시간과 강도를 모두 고려하여 “S” 과정에 참여할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 미리 계산된 전방 시상하부의 위치에서 깨어 있는 동안 5-HT의 방출은 수면 개시를 유발할 시냅스 후 사건의 캐스케이드를 예고할 수 있습니다.

둘째, 5-HT의 시냅스 후 표적입니다. 전체 운동실조증은 병변이 등줄 시스템이나 시냅스 전 영역(McGinty and Sterman 1968), 그리고 잠재적으로 어떤 면에서는 수면 기전에 관여하는 5-HT와 전두엽 영역에 있을 때만 발생한다는 것이 분명합니다. 사실, 전주 부위(0.2 – 0.5μg)에 매우 적은 양의 L-5-HTP라도 PCPA 주사로 인해 완전한 불면증이 있는 고양이의 생리학적 수면을 회복시킬 수 있습니다(연구에 따르면) by Denoyer et al. 1989). 5-HTP 주사와 수면 시작 사이의 간격은 약 40분입니다. 이 상대적으로 긴 지연은 5-HT가 시냅스 전 영역과 아마도 측좌핵에서 일련의 사건을 촉발했음을 시사합니다. 5-HT의 면역조직화학은 5-HTP가 수면을 회복할 수 있는 가장 작은 최면제 영역을 찾는 데 사용되었습니다.

정상적인 고양이에게 이보텐산의 국소 주사에 의한 이 영역의 신경 손상은 몇 주 동안 서파 및 역설적인 수면의 완전한 억제를 유발했습니다. 이 발견은 5-HT의 시냅스 후 표적이 진정한 최면 영역이라는 가설과 일치합니다(Salanon et al., 1989).

시냅스 전 영역이 수면 시작을 어떻게 담당하는지 완전히 이해되지 않았습니다. 그러나 측면 전전두엽 영역의 세포 손상에 따른 완전한 불면증이 있는 고양이의 경우 시상하부에 있는 소량의 muscimol(GABA 작용제)에 의해 수 시간 내에 수면이 회복될 수 있습니다. 각성에서 확실한 역할. 한 가지 가능한 가설은 외측 전전두엽 영역에서 시작하여 시상하부 후방으로 내려가는 GABA 성 시스템이 이 영역에 위치한 각성 뉴런을 억제할 수 있다는 것입니다(Kitahama et al. 1989).

수면 메커니즘에서 5-HT의 역할에 대한 명확한 그림이 제시되기 전에 다음 문제를 해결해야 합니다. 첫째, 시냅스 전 영역의 5-HT 또는 5-HTP는 어떤 유형의 수용체에 작용합니까? 어떤 5-HT 작용제(1A, 1B, 1C, 1D, 2, 3 또는 4)가 PCPA 투여 후 전주측 영역에 주사될 때 수면을 회복할 수 있습니까? 5-HT는 측좌핵 기저핵에 주입될 때 피질 동기화를 유도한다는 사실을 기억해야 합니다(Cape and Jones 1998).

둘째, 5-HTP 주사와 수면 시작 사이의 약 40분 지연의 의미는 무엇입니까? 이것은 게놈 이벤트의 범위에 해당합니까? 5-HT는 핵상 핵에서 VIP 합성을 제어하는 ​​것으로 나타났습니다. VIP를 포함하는 뉴런은 측면 전두엽 영역에서도 발견되며 VIP도 최면 펩타이드입니다(Riou et al. 1982).

요약하면, 시냅스 전 영역에서 5-HT 의존적 최면 기전의 역할에 대한 대부분의 증거가 제기되었습니다. 수면에서 5-HT의 역할에 대한 부정적인 데이터의 대부분은 만족스럽게 설명되었습니다. 선조체에서 인돌아민 방출과 VIP 및 GABA 성 기전을 포함할 수 있는 다양한 이벤트 사이의 연결은 더 많은 검증이 필요합니다.

마지막으로 5-HT와 수면의 관계 이야기는 아직 끝나지 않았습니다!