综述:健康与疾病大脑中的蓝斑-去甲肾上腺素系统:叙述性综述

【字体: 时间:2025年09月06日 来源:European Journal of Neurology 3.9

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  这篇综述全面探讨了蓝斑(LC)作为中枢神经系统主要去甲肾上腺素(NA)来源的解剖学、神经化学和功能特性,系统阐述了其在注意力、应激、记忆、运动等生理过程中的调控机制,并深入分析了LC-NA系统功能障碍与阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、癫痫等疾病的关联,为神经精神疾病的治疗靶点提供了新视角。

  

解剖学

蓝斑(LC)是位于脑桥的双侧核团,因含神经黑色素呈现蓝色而得名。人类LC包含约10,000-15,000个神经元,其轴突广泛投射至大脑皮层、海马、杏仁核等区域,形成全脑NA调控网络。LC神经元可分为背侧梭形细胞(主导前脑投射)和腹侧多极细胞(主导小脑和脊髓投射),这种拓扑结构支持其对不同脑区的精准调控。值得注意的是,LC与孤束核、前额叶皮层等区域形成双向连接,构成应激和认知调控的神经环路基础。

神经化学

NA合成始于酪氨酸羟化酶(TH)催化的限速步骤,最终由多巴胺β-羟化酶(DBH)转化为NA。NA通过α1(Gq偶联)、α2(Gi偶联)和β(Gs偶联)三类肾上腺素受体发挥作用。其中α2-AR作为自身受体可抑制LC过度激活,而β-AR在突触可塑性中起关键作用。约80%的LC神经元共表达神经肽甘丙肽,通过GAL1受体增强应激耐受性。新近研究发现LC神经元还能共释放多巴胺(DA),特别是在海马区调控空间学习。

生理功能

注意与觉醒

LC通过相位性放电(10-15Hz短时爆发)增强任务相关注意力,而强直性放电(0-5Hz基础频率)维持觉醒状态。这种双模式调控在注意力缺陷多动障碍(ADHD)患者中失衡,表现为强直活动过度导致注意力分散。睡眠周期中,LC活性随觉醒-慢波睡眠-REM睡眠逐步降低,其与下丘脑食欲素的连接异常可引发发作性睡病。

应激与疼痛

应激通过杏仁核CRH投射激活LC,触发α1-AR介导的焦虑反应。在创伤后应激障碍(PTSD)患者中,过度的相位性NA释放加剧恐惧记忆巩固。LC向脊髓的投射则构成内源性镇痛通路,但慢性疼痛会导致该通路功能代偿失调。

记忆与神经退行性疾病

海马区NA通过β-AR增强长时程增强(LTP),促进记忆链接。阿尔茨海默病(AD)患者早期即出现LC神经元约55%的丢失,导致tau病理扩散和β淀粉样蛋白(Aβ)清除障碍。动物模型中,LC光遗传学激活可改善AD模型的记忆缺陷。

运动调控

PD患者LC退化早于黑质多巴胺神经元损伤,NA对运动皮层和脊髓的输入减少会加剧姿势不稳和步态冻结。α2-AR拮抗剂在灵长类PD模型中显示出增强L-DOPA疗效的潜力。

神经保护

NA通过β2-AR抑制小胶质细胞NF-κB通路,减少IL-6等促炎因子释放。在多发性硬化(MS)模型中,提升NA水平可减轻实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的神经炎症损伤。

癫痫中的蓝斑

LC激活在多数癫痫模型中显示抗惊厥作用:电刺激LC可抑制戊四氮(PTZ)诱导的发作,而6-OHDA损毁LC则降低惊厥阈值。迷走神经刺激(VNS)的抗癫痫效应部分通过α2-AR介导。但NA的双向调节呈现"倒U型"曲线——适度激活β-AR增强齿状回颗粒细胞兴奋性可能促进癫痫网络形成,这解释了为何三环类抗抑郁药可能诱发癫痫样放电。

研究技术进展

新型GRABNE荧光传感器实现NA释放的毫秒级监测,而神经黑色素敏感MRI(NM-MRI)可在体评估人类LC完整性。瞳孔测量技术则通过虹膜交感神经反应间接反映LC活性,为AD早期诊断提供无创标志物。

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