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尼古丁对大脑的不同(正面和负面)影响

科学生物学尼古丁对大脑的不同(正面和负面)影响

尼古丁具有多种神经生理学影响,尽管人们普遍认为尼古丁是一种简单的有害物质,但并非所有这些影响都是负面的。 尼古丁具有多种促进认知的作用,甚至被用于透皮疗法以改善轻度认知障碍的注意力、记忆力和精神运动速度1. 此外,正在研究烟碱样受体激动剂用于治疗精神分裂症和阿尔茨海默病2 表明分子的作用是复杂的,而不是媒体描述的非黑即白。

尼古丁 是一种中枢神经系统兴奋剂3 对大脑的正面和负面影响(正面和负面的判断由对在社会上被认为对个人福祉有益的行为的影响定义,主观正面影响代表个人在社会中的福祉增加)。 尼古丁影响大脑中各种神经递质的信号传导4,主要通过神经递质乙酰胆碱的烟碱受体起作用5 它的成瘾特性源于它刺激伏隔核中的多巴胺释放6 在被称为基础前脑的大脑部分中,它创造了主观的愉悦(奖励)体验,从而产生了成瘾行为7 比如连锁吸烟。

尼古丁是离子型烟碱乙酰胆碱 (nACh) 受体的激动剂(激动诱导某些离子通道的打开)8. 本文将排除在神经肌肉接头处发现的受体。 乙酰胆碱激动两种类型的乙酰胆碱受体:代谢型烟碱和毒蕈碱受体(激动诱导一系列代谢步骤)9. 药物对受体的强度和功效是多因素的,包括结合亲和力、引起激动作用的能力(如诱导基因转录)、对受体的影响(一些激动剂可能引起受体下调)、与受体的解离等10. 在尼古丁的情况下,它通常被认为至少是一种中等强度的 nACh 受体激动剂11,因为尽管尼古丁和乙酰胆碱的化学结构存在巨大差异,但这两种分子都包含一个带有氮阳离子(带正电荷的氮)的区域和另一个氢键受体区域12.

nACh 受体由 5 个多肽亚基组成,多肽链亚基中的突变导致 nACh 受体的激动作用有限,可导致不同的神经病理学,如癫痫、智力低下和认知缺陷13. 在阿尔茨海默病中,nACh 受体被下调14,目前 吸烟者 与帕金森病风险降低 60% 相关15, 增加大脑中 nACh 激动的药物用于治疗阿尔茨海默病16 (目前正在开发 nACh 激动剂来治疗阿尔茨海默氏症17) 以及尼古丁在低至中等剂量下是一种认知功能增强剂的事实18 强调了 nACh 受体激动对最佳认知功能的重要性。

吸烟的主要健康问题是癌​​症和心脏病19. 然而,吸烟的风险不必与在没有烟草的情况下摄入尼古丁的风险相同,例如通过蒸发尼古丁液体或咀嚼尼古丁口香糖。 消耗尼古丁的心血管毒性明显低于吸烟20. 短期和长期使用尼古丁往往不会加速动脉斑块沉积20 但由于尼古丁的血管收缩作用,可能仍然存在风险20. 此外,尼古丁的遗传毒性(因此具有致癌性)已经过测试。 某些评估尼古丁遗传毒性的试验表明,在尼古丁浓度仅比吸烟者血清尼古丁浓度高 2 到 3 倍的情况下,通过染色体畸变和姐妹染色单体交换具有潜在的致癌性21. 然而,一项关于尼古丁对人类淋巴细胞影响的研究并未显示出任何影响21 但考虑到与 nACh 受体拮抗剂共同孵育时由尼古丁引起的 DNA 损伤减少,这可能是反常的21 表明尼古丁引起氧化应激的原因可能取决于 nACh 受体本身的激活21.

长期使用尼古丁会导致 nACh 受体脱敏22 因为内源性乙酰胆碱可以被乙酰胆碱酯酶代谢而尼古丁不能,因此导致受体结合时间延长22. 在暴露于含尼古丁蒸气 6 个月的小鼠中,额叶皮层 (FC) 中的多巴胺含量显着增加,而纹状体 (STR) 中的多巴胺含量显着降低23. 对血清素浓度没有显着影响23. 谷氨酸(一种兴奋性神经递质)在 FC 和 STR 和 GABA 中适度增加(抑制性神经递质在两者中适度减少)23. 由于 GABA 抑制多巴胺释放而谷氨酸增强它23, 中脑边缘通路的显着多巴胺能激活24 (与奖励和行为有关25) 和尼古丁对内源性阿片类药物的释放作用26 可以解释尼古丁的高成瘾性和成瘾行为的发展。 最后,多巴胺和 nACh 受体激活的增加可以解释尼古丁在集中和持续注意力测试中运动反应的改善,以及识别记忆27.

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