本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
今天是大众科学博客的化学日!!!真有趣。当然,如果科学要参与,我当然必须用神经化学来参与!这是最好的类型!
今天,为了真正地扰乱你的神经化学,我们将讨论LSD。关于我其他一些关于神经化学的文章,请访问我的另一个博客,在那里我有关于可卡因(以及一些可卡因的历史)、安非他命、利他林、神经递质血清素和多巴胺,以及一些关于成瘾理论的入门知识,如拮抗过程理论。
但今天我们要讲的是LSD。这东西会让你大吃一惊,伙计。不是因为幻觉,而是因为,说实话,我们真的不确定发生了什么。
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(来源:维基百科)
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一些历史
要了解LSD的历史,你必须了解一种我们倾向于认为属于过去的恶性疾病的历史:圣安东尼之火,或麦角中毒。这种疾病的症状影响了整个家庭和城镇,包括躁狂、精神病和幻觉,以及癫痫发作、头痛、恶心、腹泻、坏疽,当然还有死亡。麦角中毒是由一种感染黑麦植物的麦角菌引起的,因此任何随后吃了黑麦的人都会摄入这种真菌。这种真菌中含有一种有趣的小化学物质,叫做麦角胺(含量相当高,高达真菌干重的2%),它是合成药物麦角酰二乙胺(又名LSD或迷幻药)的前体。
虽然圣安东尼之火绝不是一种愉快的体验,但LSD(由Albert Hoffman于1938年从麦角胺合成)并不以恶心等问题而闻名(尽管恶心实际上是一种副作用)。不,LSD以其迷幻之旅而闻名,这是一种致幻和分离性体验,它启发了20世纪60年代反主流文化的一部分以及MGMT制作的任何音乐视频(以及其他事物)。
效果。
我们通常与LSD相关的效果包括:幻觉。然而,幻觉并不是人们通常想到的那种体验(比如粉红色的大象突然出现并在你的客厅里寻欢作乐)。不,据报道,LSD产生的幻觉更像是感官扭曲,颜色和表面移动,移动的图案会出现在静止的表面上,已经存在的物体会发生变化。这通常伴随着(通常,个体体验差异很大)一种叫做分离感的东西,即感觉与当下或整个世界保持距离。这些体验并不总是积极的,很大程度上取决于人们服用药物的环境以及服用药物时的感受。根据剂量,效果将持续6-14小时,并在服用剂量后约30分钟或更长时间开始。有些人将这种体验描述为改变人生,另一些人则将其描述为可怕。
LSD是一种非常有效的小家伙。通常,当我们看药物剂量时,我们谈论的单位是毫克每千克,或克的一千分之一。这已经很小了,但与LSD相比,这不算什么。LSD的效力足以以数十微克(克的一百分之一)的剂量给药。这是非常非常少的药物。幸运的是,LSD是一种极难过量服用的药物,因此意外服用过量的人通常不会遭受抽搐、死亡等问题,尽管有很多可能的副作用,包括惊恐发作、精神病、可能持续数年的闪回……以及子宫收缩。我想,只是为了增加一点多样性。
至于LSD的滥用潜力?嗯,这很难说。许多药理学家现在将LSD描述为一种人类滥用(用于娱乐而非临床目的)的药物……但在经典意义上并不成瘾。我们无法让动物通过按压杠杆来自我给药LSD(但例如,你给它们可卡因,你会看到动物一直按压杠杆直到永远)。很少看到有人因LSD问题前来接受成瘾治疗。也就是说,社会上对LSD和其他致幻剂存在强烈的反对情绪,尽管现在有更多的人在研究它们的效果,但在短期内不太可能实现合法化或被接受。
这简要描述了某人在服用LSD时可能体验到的情况,但这并不是我们在这里感兴趣的。问题是:这是如何发生的?大脑中发生了什么,你的大脑化学发生了什么,从而产生这些效果?
受体
严格来说,LSD不像甲基苯丙胺、可卡因或MDMA等药物那样直接影响神经化学。但关于大脑化学的关键是,神经递质、药物以及其他任何东西,其效果仅取决于它们与之相互作用的受体。你的大脑可能充满了你想象过的每一种化学物质,但如果没有它们的受体,什么都不会发生。
激动剂?拮抗剂?两者都有?
化学物质在不同的受体上可以以不同的方式发挥作用。当大多数人想到化学物质或神经递质与受体结合时,他们想到的是激动剂。激动剂是一种与受体结合并刺激它的化学物质,这可能意味着很多事情,从打开离子通道到激活大量的二级信使系统。有时,受激动剂刺激的受体本身会对它所在的细胞产生刺激作用,刺激该细胞传递信号。但有时该受体具有抑制作用,会关闭该细胞。因此,激动剂可以最终抑制神经元活动,这种情况确实经常发生(别担心,如果你稍微向右转动你的思维,这完全有道理)。
当然,药物也可以作为拮抗剂发挥作用,这意味着它与受体结合并抑制该受体的活性。如果该受体通常刺激细胞活动,那么你就会得到看似正常的相互作用。但如果它,比如说,通常抑制活动并且一直这样做,那么拮抗剂关闭它可以实际上刺激细胞活动。这一切都取决于该受体究竟在做什么,而化学物质只是碰巧撞到它的倒霉鬼。
然后还有部分激动剂。部分激动剂是一种效果,当药理学一年级学生接触到它时,会让他们有点畏缩。你看,部分激动剂部分地刺激受体。它很好,但不如完全激动剂好。通常,正常存在于你大脑中的化学物质是它们结合的受体的完全激动剂。所以当这种药物出现时,它会部分地模拟它。不是完全模拟。它不会那么好,效果也不会那么好。这意味着它也阻止了受体的进一步激活,因为它已经粘附在该受体上……并且不允许其他人进入。因此,它也可以通过阻止受体被完全激动剂结合而充当部分拮抗剂。这看起来很简单,直到你必须能够通过查看像这样的图表上的随机曲线来判断发生了什么。
(来源:维基百科。这只是效力较低,还是部分激动剂?这个问题会在考试中出现……)
LSD和受体
所以现在我们知道化学物质如何在受体上发挥作用。我们知道化学物质的效果仅取决于它结合的受体。那么LSD在其中做什么呢?嗯,它做了很多事情。虽然我们现在可以制造出非常特异性的药物,它们只针对一种受体类型的一种亚型(而且你通常想到的许多药物只针对相对较少的受体类型),但LSD……不是那些快乐的特异性药物之一。目前我们确切知道LSD在以下受体上有活性:多巴胺受体、肾上腺素能受体和血清素受体1A、2A、2C、5C和6。LSD的效果还需要一些谷氨酸受体活性。天哪,可能还有更多。LSD不喜欢好好合作。我可以列出清单并给你详细介绍,但今天,我们只关注被认为介导LSD致幻作用的主要受体:5-HT2A受体。
5-HT2A代表血清素2A型受体,或神经化学物质血清素的受体。我们通常从情绪等方面来考虑血清素,但实际上血清素受体(记住,化学物质的效果仅取决于其受体!)遍布全身,并在药物滥用、情绪、胃肠功能、偏头痛以及一大堆其他功能和疾病中发挥作用。血清素系统目前有14到17种不同的受体亚型(取决于你问谁)。5-HT2A是其中表征最完善的一种。它是主要的刺激性血清素受体(尽管其作用可能具有抑制性,具体取决于其位置),刺激细胞内的活动,如钙信号传导。
你可以在中枢神经系统各处以及胃肠道和循环系统中找到5-HT2A受体。但我们现在感兴趣的是大脑。5-HT2A受体遍布大脑,但我们认为它们在前额叶皮层,以及可能在视觉皮层中尤为重要。它似乎介导了LSD的致幻作用,5-HT2A受体的刺激与LSD和其他类型药物的致幻作用之间存在密切的相关性。不仅如此,如果你阻断5-HT2A受体,你就会阻断致幻作用。
所以现在我们知道LSD在5-HT2A受体上起作用。我们知道这些受体遍布大脑。我们非常确定LSD在5-HT2A受体上是部分激动剂,所以它确实会刺激受体,但不如直接的血清素刺激得好。但是我们如何从那里到达幻觉呢?
我们现在知道的是,当你用LSD刺激5-HT2A受体时,你会发现前额叶皮层中的谷氨酸细胞活动增加。5-HT2A受体通常位于这些细胞上,LSD的刺激导致这些神经元的放电频率高于正常水平。然而,目前,我们不知道这是如何发生的。但目前,科学家们认为5-HT2A受体对谷氨酸信号传导的影响是导致分离感、感官扭曲以及可能那些奇怪的波浪线的原因。
人们在基本上不了解药物的作用及其作用机制的情况下服用药物,这正常吗?哦,是的,完全正常。看看百忧解,我们仍然不确定它是如何工作的。看看锂,我们基本上对其一无所知的药物!LSD绝非孤例。大脑是一个神秘的地方,药物和受体与大脑不同区域的不同信号通路结合,所有这些相互结合,产生了行走和说话的你(也许还服用LSD)。而这只是LSD结合的受体之一。所以当你想到LSD时,不要想到粉红色的大象。一种药物的好坏取决于其受体,而那些5-HT2A受体,它们会让你大吃一惊,伙计。
参考文献
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