Дофаминовая гипотеза шизофрении или дофаминовая гипотеза психоза — это модель, которая приписывает позитивные симптомы шизофрении нарушенной и гиперактивной дофаминергической сигнальной трансдукции . Модель черпает доказательства из наблюдения, что большое количество антипсихотических препаратов оказывают антагонистические эффекты на дофаминергические рецепторы . Однако теория не постулирует переизбыток дофамина как полное объяснение шизофрении. Скорее, чрезмерная активация рецепторов D2, в частности, является одним из эффектов глобальной химической синаптической дисрегуляции, наблюдаемой при этом расстройстве.
Некоторые исследователи предположили, что дофаминовые системы в мезолимбическом пути могут способствовать «позитивным симптомам» шизофрении, [1] [2] тогда как проблемы, связанные с функцией дофамина в мезокортикальном пути, могут быть ответственны за «негативные симптомы», такие как абулия и алогия . [3] Аномальная экспрессия, таким образом, распределение рецептора D 2 между этими областями и остальной частью мозга также может быть связана с шизофренией, особенно в острой фазе. Относительный избыток этих рецепторов в лимбической системе означает, что область Брока , которая может производить нелогичный язык, имеет аномальную связь с областью Вернике , которая понимает язык, но не создает его. [ необходима цитата ] Обратите внимание, что вариации в распределении наблюдаются у отдельных людей, поэтому аномалии этой характеристики, вероятно, играют значительную роль во всех психологических заболеваниях. Индивидуальные изменения вызваны различиями в глутаматергических путях в лимбической системе, которые также вовлечены в другие психотические синдромы. Среди изменений как синаптической, так и глобальной структуры наиболее значительные отклонения наблюдаются в крючковидном пучке [4] и поясной коре . [5] Сочетание этих изменений создает глубокую асимметрию префронтальной ингибиторной сигнализации, смещенную положительно в сторону доминирующей стороны. В конечном итоге поясная извилина атрофируется в направлении кпереди из-за длительной депрессии (LTD) и длительной потенциации (LTP) от аномально сильных сигналов поперечно через мозг. [6] Это, в сочетании с относительным дефицитом ГАМКергического входа в область Вернике, смещает баланс двусторонней коммуникации через мозолистое тело назад. [7] Благодаря этому механизму полушарная коммуникация становится сильно смещенной в сторону левой/доминантной задней части. Таким образом, спонтанный язык из синдрома Брока может распространяться через лимбическую систему в третичную слуховую кору . Эта ретроградная передача сигналов в височные доли, которая приводит к тому, что теменные доли не распознают его как внутренний, приводит к слуховым галлюцинациям, типичным для хронической шизофрении. [8]
Кроме того, при этом расстройстве наблюдается значительное сокращение объема серого вещества коры. В частности, правое полушарие атрофируется больше, в то время как обе стороны показывают заметное уменьшение объема лобной и задней частей. [9] Это указывает на то, что происходит аномальная синаптическая пластичность, когда определенные петли обратной связи становятся настолько потенцированными, что другие получают мало глутаминовой передачи. Это является прямым результатом аномального дофаминергического входа в полосатое тело, таким образом (косвенно) растормаживая активность таламуса. Возбуждающая природа дофаминергической передачи означает, что глутаматная гипотеза шизофрении неразрывно связана с этим измененным функционированием. 5-HT также регулирует моноаминовые нейротрансмиттеры, включая дофаминергическую передачу. В частности, рецептор 5-HT2A регулирует кортикальный вход в базальные ганглии, и многие типичные и атипичные антипсихотики являются антагонистами этого рецептора. Несколько антипсихотических препаратов также являются антагонистами рецептора 5-HT2C , что приводит к высвобождению дофамина в структурах, где экспрессируется 5-HT2C: полосатое тело, префронтальная кора, прилежащее ядро, миндалевидное тело, гиппокамп (все структуры, указанные при этом заболевании), и в настоящее время считается причиной того, что антипсихотики с антагонистическими свойствами 5HT2C улучшают негативные симптомы . Необходимы дополнительные исследования, чтобы объяснить точную природу измененной химической передачи при этом расстройстве.
Недавние данные о различных моделях психоза на животных, таких как сенсибилизация поведения животных амфетамином или фенциклидином (PCP, Angel Dust) [10] или избытком стероидов [ необходима ссылка ] или путем удаления различных генов ( COMT , DBH , GPRK6, RGS9 , RIIbeta), или повреждением мозга у новорожденных животных, или ненормальным рождением животных путем кесарева сечения, все это вызывает выраженную поведенческую сверхчувствительность к дофамину и выраженный рост числа дофаминовых рецепторов D2 в состоянии высокого сродства к дофамину. [11] Эта последняя работа подразумевает, что существует множество генов и нейронных путей, которые могут привести к психозу, и что все эти множественные пути психоза сходятся через состояние высокого сродства рецептора D2 , общей мишени для всех антипсихотиков, типичных или атипичных. В сочетании с меньшей ингибирующей сигнализацией от таламуса и других базальных ганглионарных структур, от атрофии [12] аномальной активации поясной извилины, особенно вокруг зон Брока и Вернике, [5] аномальный агонизм D 2 может способствовать самоусиливающимся, нелогичным моделям языка, обнаруженным у таких пациентов. [13] При шизофрении эта петля обратной связи прогрессировала, что привело к широко распространенной нейронной атрофии, характерной для этого заболевания. Пациенты, принимающие нейролептики или антипсихотические препараты, имеют значительно меньшую атрофию в этих важных областях. [12] Таким образом, раннее медицинское вмешательство имеет решающее значение для предотвращения прогрессирования этих глубоких дефицитов двусторонней коммуникации, лежащих в основе всех психотических расстройств. [14] Запущенная, хроническая шизофрения не поддается лечению даже клозапином , который считается наиболее эффективным антипсихотическим средством, [15] поэтому излечение запущенной шизофрении, скорее всего, невозможно с помощью современных антипсихотических средств, поэтому ценность раннего вмешательства невозможно переоценить.
Такие стимуляторы , как амфетамин и кокаин, повышают уровень дофамина в синаптическом пространстве и усугубляют острые психотические эпизоды у пациентов с шизофренией. Однако следует отметить, что этого не происходит, когда пациенты с шизофренией не находятся в остром психотическом состоянии. Фактически, было показано, что низкие дозы амфетамина (10 мг) улучшают слуховую дискриминационную тренировку у пациентов с шизофренией. [16] Повторные высокие дозы амфетамина нейротоксичны для дофаминовых нейронов и могут вызывать психотический синдром, напоминающий шизофрению. Аналогичным образом, те, кто лечится леводопой , усиливающей дофамин, от болезни Паркинсона, могут испытывать психотические побочные эффекты, имитирующие симптомы шизофрении. До 75% пациентов с шизофренией испытывают усиление признаков и симптомов психоза при введении умеренных доз метилфенидата или амфетамина или других дофаминоподобных соединений, все из которых назначаются в дозах, при которых у здоровых добровольцев не наблюдается никаких психологических расстройств. [17] [18]
Некоторые функциональные нейровизуализационные исследования также показали, что после приема амфетамина у пациентов с диагнозом шизофрения наблюдается более высокий уровень высвобождения дофамина (особенно в полосатом теле ), чем у непсихотических лиц. Однако острые эффекты стимуляторов дофамина включают эйфорию, бдительность и чрезмерную уверенность; эти симптомы больше напоминают манию, чем шизофрению. [19] Начиная с 2000-х годов несколько исследований ПЭТ подтвердили измененную способность синтеза дофамина в нигростриарной системе, демонстрирующую дофаминергическую дисрегуляцию. [20]
Было обнаружено, что группа препаратов, называемых фенотиазинами , включая антипсихотики , такие как хлорпромазин , противодействует связыванию дофамина (особенно на рецепторах, известных как рецепторы дофамина D2 ) и уменьшает позитивные психотические симптомы. Это наблюдение впоследствии было распространено на другие классы антипсихотических препаратов, такие как бутирофеноны, включая галоперидол . Связь была усилена экспериментами в 1970-х годах, которые предположили, что связывающее сродство антипсихотических препаратов к рецепторам дофамина D2, по - видимому, обратно пропорционально их терапевтической дозе. Эта корреляция, предполагающая, что связывание рецепторов причинно связано с терапевтической эффективностью, была зарегистрирована двумя лабораториями в 1976 году. [21] [22]
Больные шизофренией, по-видимому, часто прибегают к самолечению никотином ; терапевтический эффект, вероятно, достигается посредством модуляции дофамина никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами .
Однако были разногласия и противоречивые результаты по поводу того, были ли посмертные результаты результатом толерантности к препаратам при хроническом лечении антипсихотиками. По сравнению с успехом посмертных исследований в обнаружении глубоких изменений дофаминовых рецепторов, исследования визуализации с использованием методов SPECT и PET у пациентов, не принимавших наркотики, в целом не смогли обнаружить никакой разницы в плотности дофаминовых рецепторов D 2 по сравнению с контрольной группой. Сопоставимые результаты в лонгитюдных исследованиях показывают: «Особое внимание уделяется методологическим ограничениям в существующей литературе, включая отсутствие данных о надежности, клиническую неоднородность среди исследований и неадекватные дизайны и статистику исследований», сделаны предложения по улучшению будущих лонгитюдных исследований нейровизуализации эффектов лечения при шизофрении [23] Недавний обзор исследований визуализации при шизофрении показывает уверенность в методах, при этом обсуждая такую ошибку оператора. [24] В одном из отчетов 2007 года говорилось: «За последнее десятилетие результаты исследований изображений мозга с использованием ПЭТ и ОФЭКТ у пациентов с шизофренией показали явное нарушение регуляции дофаминергической системы». [25]
Недавние результаты метаанализов предполагают, что может быть небольшое повышение рецепторов дофамина D2 у пациентов с шизофренией, не принимающих лекарства, но степень совпадения между пациентами и контрольной группой делает маловероятным, что это имеет клиническое значение. [26] [27] Хотя обзор Ларуэля признал, что было обнаружено больше участков с использованием метилспиперона, в нем обсуждались теоретические причины такого повышения (включая равновесие мономера-димера) и содержался призыв к проведению дополнительной работы для «характеристики» различий. Кроме того, новые антипсихотические препараты (называемые атипичными антипсихотическими препаратами) могут быть такими же мощными, как и старые препараты (называемые типичными антипсихотическими препаратами), при этом также влияя на функцию серотонина и имея несколько меньший эффект блокирования дофамина. Кроме того, не было надежно показано, что дисфункция дофаминового пути коррелирует с началом или тяжестью симптомов. Уровни HVA коррелируют по тренду с тяжестью симптомов. Во время применения дебризохина эта корреляция становится значимой. [28]
Значительное меньшинство пыталось дать более точное объяснение этого расхождения в рецепторе D 2 . Измерения радиолигандной визуализации включают соотношение мономеров и димеров и модель «кооперативности». [29] Кооперативность — это химическая функция в изучении ферментов. [30] Дофаминовые рецепторы взаимодействуют с себе подобными или другими рецепторами, образуя рецепторы более высокого порядка, такие как димеры, посредством механизма кооперативности. [31] Филип Симан сказал: «При шизофрении, следовательно, плотность сайтов [11C] метилспиперона возрастает, отражая увеличение мономеров, в то время как плотность сайтов [11C] раклоприда остается прежней, указывая на то, что общая популяция мономеров и димеров D 2 не меняется». [32] (В другом месте Симан сказал, что метилспиперон, возможно, связывается с димерами [33] ) Учитывая эту разницу в технике измерения, в вышеупомянутом метаанализе используются результаты 10 различных лигандов. [34] Преувеличенные результаты связывания лигандов, такие как SDZ GLC 756 (использованный на рисунке), были объяснены ссылкой на это равновесие мономер-димер.
По словам Симана, «...Многочисленные посмертные исследования последовательно выявили повышение уровня рецепторов D 2 в полосатом теле пациентов с шизофренией». [35] Однако авторы были обеспокоены тем, что эффект от приема лекарств мог быть не полностью учтен. Исследование представило эксперимент Аниссы Эби-Даргам и др. [36], в котором было показано, что у живых людей с шизофренией, не принимающих лекарства, было больше рецепторов D 2, вовлеченных в шизофренический процесс, и больше дофамина. С тех пор другое исследование показало, что такой повышенный процент рецепторов D 2 наблюдается во всем мозге (с использованием другого лиганда, который не требовал истощения дофамина). [37] [38] В исследовании 2009 года Эби-Даргам и др . подтвердила выводы ее предыдущего исследования относительно увеличения базовых рецепторов D2 у людей с шизофренией и показала корреляцию между этой величиной и результатом экспериментов со стимуляцией амфетамином. [39]
Некоторые животные модели психоза похожи на те, что возникают при зависимости, демонстрируя повышенную двигательную активность . [40] У самок животных с предыдущим сексуальным опытом стимуляция амфетамином происходит быстрее, чем у девственниц. Исследований по эквиваленту для самцов не проводилось, поскольку исследования призваны объяснить, почему самки испытывают зависимость раньше, чем самцы. [41]
Даже в 1986 году влияние антипсихотиков на измерение рецепторов было спорным. Статья в Science пыталась выяснить, было ли увеличение вызвано исключительно медикаментозным лечением, путем использования наивных к наркотикам людей с шизофренией: «Вывод о том, что рецепторы дофамина D 2 существенно увеличены у пациентов с шизофренией, которые никогда не лечились нейролептиками, повышает вероятность того, что рецепторы дофамина участвуют в самом процессе шизофрении. С другой стороны, увеличенное количество рецепторов D 2 может отражать пресинаптические факторы, такие как повышенные уровни эндогенного дофамина (16). В любом случае наши выводы подтверждают гипотезу о том, что аномалии рецепторов дофамина присутствуют у нелеченных пациентов с шизофренией». [42] (В эксперименте использовался 3-N-[11C]метилспиперон — тот же, что упоминал Симан, обнаруживает мономеры D 2 , а связывание было вдвое больше, чем у контрольных пациентов.)
Все еще считается, что дофаминовые мезолимбические пути могут быть гиперактивными, что приводит к гиперстимуляции рецепторов D 2 и позитивным симптомам. Также появляется все больше доказательств того, что, наоборот, проекции дофамина мезокортикального пути в префронтальную кору могут быть гипоактивными (недостаточно активными), что приводит к гипостимуляции рецепторов D 1 , что может быть связано с негативными симптомами и когнитивными нарушениями. Повышенная и недостаточная активность в этих различных регионах могут быть связаны и могут быть вызваны не первичной дисфункцией дофаминовых систем, а более общими проблемами нейроразвития, которые им предшествуют. [43] Повышенная чувствительность к дофамину может быть общим конечным путем. [29] Грюндер и Камминг утверждают, что из тех, кто живет с шизофренией и другими заболеваниями, связанными с дофаминергической системой, до 25% этих пациентов могут иметь дофаминергические маркеры в пределах нормы. [44]
Еще одним открытием является шестикратное превышение участков связывания, нечувствительных к тестируемому агенту, раклоприду; [45] [46] Симан сказал, что это увеличение, вероятно, было связано с увеличением мономеров D 2. [32] Такое увеличение мономеров может происходить через механизм кооперативности [47] , который отвечает за D 2 High и D 2 Low , состояния сверхчувствительности и низкой чувствительности рецептора дофамина D 2. [48] Более конкретно, «увеличение мономеров может быть одной из основ сверхчувствительности к дофамину». [49]
Генетические данные свидетельствуют о том, что могут существовать гены или особые варианты генов, которые кодируют механизмы, участвующие в функции дофамина, которые могут быть более распространены у людей, страдающих психозом или у которых диагностирована шизофрения. Передовые технологии привели к возможности проведения исследований по полногеномным ассоциациям (GWA). Эти исследования выявляют часто встречающиеся однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), которые связаны с распространенными, но сложными расстройствами. Генетические варианты, обнаруженные в результате исследований GWA, могут дать представление о нарушениях дофаминергической функции [50] . Гены, связанные с дофамином, связанные с психозом таким образом, включают COMT , DRD4 и AKT1 .
Хотя генетика играет важную роль в возникновении шизофрении, необходимо также учитывать и другие биопсихосоциальные факторы. Сосредоточившись на риске шизофрении у мигрантов второго поколения, Хеннслер и его коллеги утверждают, что дофаминовая гипотеза шизофрении может быть объяснением. Было обнаружено, что некоторые мигранты, которые имели неблагоприятный опыт в принимающей стране, такой как расизм, ксенофобия и плохие условия жизни, имели высокий уровень стресса, что увеличивало дофаминергическую нейротрансмиссию. Это увеличение дофаминергической нейротрансмиссии можно наблюдать в полосатом теле и миндалевидном теле, которые являются областями мозга, обрабатывающими аверсивные стимулы. [51]
Дальнейшие эксперименты, проведенные по мере разработки новых методов (в частности, возможности использования сканирования ПЭТ для изучения действия лекарств в мозге живых пациентов), поставили под сомнение точку зрения о том, что степень блокировки дофамина коррелирует с клинической пользой. Эти исследования показали, что у некоторых пациентов более 90% их рецепторов D 2 блокируются антипсихотическими препаратами, но при этом наблюдается незначительное снижение психозов. Это в основном происходит у пациентов, которые страдают психозом в течение десяти-тридцати лет. Однако по крайней мере 90-95% пациентов с первым эпизодом реагируют на антипсихотики в низких дозах и делают это с занятостью D 2 60-70%. Антипсихотик арипипразол занимает более 90% рецепторов D 2 , но этот препарат является как агонистом , так и антагонистом рецепторов D 2 .
Более того, хотя препараты, ингибирующие дофамин, изменяют уровень дофамина в течение нескольких минут, связанное с этим улучшение симптомов у пациента обычно не наблюдается в течение по крайней мере нескольких дней, что позволяет предположить, что дофамин может быть косвенно ответственен за заболевание. [52]
Аналогичным образом, второе поколение антипсихотических препаратов – атипичные антипсихотики – оказались столь же эффективными, как и старые типичные антипсихотики, в контроле психоза, но более эффективными в контроле негативных симптомов, несмотря на то, что они имеют более низкое сродство к дофаминовым рецепторам, чем к различным другим нейротрансмиттерным рецепторам. [53] Однако более поздние исследования показали, что атипичные антипсихотические препараты, такие как клозапин и кветиапин, быстро и многократно связываются и рассоединяются с дофаминовым рецептором D 2. [54] Все эти препараты проявляют обратные агонистические эффекты на рецепторах 5-HT 2A/2C , что означает, что аномалии серотонина также участвуют в сложной совокупности неврологических факторов, предрасполагающих к самоподкрепляющимся языковым психологическим дефицитам, обнаруживаемым при всех формах психоза. [55] [56]
Возбуждающий нейротрансмиттер глутамат теперь также считается связанным с шизофренией. Фенциклидин (также известный как PCP или «Ангельская пыль») и кетамин , оба из которых блокируют рецепторы глутамата ( NMDA ), как известно, вызывают психоз, по крайней мере, несколько напоминающий шизофрению, что еще раз указывает на то, что психоз и, возможно, шизофрению нельзя полностью объяснить с точки зрения функции дофамина, но они также могут включать другие нейротрансмиттеры. [57]
Аналогичным образом, теперь есть доказательства, позволяющие предположить, что в мозге некоторых людей с диагнозом шизофрения может быть ряд функциональных и структурных аномалий, таких как изменения плотности серого вещества в лобных и височных долях . [11] Таким образом, кажется, что существует множество причин психоза и шизофрении, включая мутации генов и анатомические поражения. Многие утверждают, что другие теории относительно причины шизофрении могут быть более надежными в некоторых случаях, например, гипотеза глутамата , гипотеза ГАМК, гипотеза диссоединения и гипотеза байесовского вывода. [58]
Психиатр Дэвид Хили утверждал, что фармацевтические компании ненадлежащим образом продвигали дофаминовую гипотезу шизофрении как преднамеренное и рассчитанное упрощение в интересах маркетинга лекарств. Хили, Джоанна Монкрифф и некоторые другие исследователи утверждали, что антипсихотики на самом деле не лечат психоз, а скорее просто притупляют эмоции и вызывают состояние психологического безразличия . [59] [60] [61] [62] Это, в свою очередь, снижает поведенческое возбуждение , связанное с бредом . [59] [60] [61] Монкрифф рассмотрел доказательства дофаминовой гипотезы шизофрении в 2009 году и пришел к выводу, что данные не подтверждают ее. [63] [64]
Исследования показали важность рецепторов глутамата , в частности рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDAR), в дополнение к дофамину в этиологии шизофрении. Аномальная передача NMDAR может изменить связь между корковыми областями и полосатым телом. [44] Мыши, у которых было всего 5% от нормального уровня NMDAR, проявляли шизофреническое поведение, наблюдаемое в животных моделях шизофрении, в то время как мыши со 100% NMDAR вели себя нормально. Шизофреническое поведение у мышей с низким уровнем NMDAR эффективно лечилось антипсихотиками, которые снижают уровень дофамина. [65] NMDAR и дофаминовые рецепторы в префронтальной коре связаны с когнитивными нарушениями и дефицитом рабочей памяти, обычно наблюдаемыми при шизофрении. Крысы, которым давали антагонисты NMDAR, демонстрируют значительное снижение производительности при выполнении когнитивных задач. Крысы, которым давали антагонист дофамина (антипсихотик), испытывали отмену негативных эффектов антагониста NMDAR. [66] Дисбаланс глутамата, по-видимому, вызывает аномальное функционирование дофамина. Когда уровни глутамата низкие, дофамин становится сверхактивным и приводит к выраженным шизофреническим симптомам. [67]
Психофармаколог Стивен М. Шталь предположил в обзоре 2018 года, что во многих случаях психоза, включая шизофрению, три взаимосвязанные сети, основанные на дофамине, серотонине и глутамате — каждая по отдельности или в различных комбинациях — способствуют перевозбуждению рецепторов дофамина D2 в вентральном полосатом теле . [68]
{{cite book}}
: CS1 maint: DOI inactive as of September 2024 (link)