神経毒

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神経毒(しんけいどく)とは、神経細胞(神経単位、ニューロン)に特異的に作用するのことである。通常、蛋白質イオンチャネルとの相互作用によって効果を及ぼす。一般的な作用は麻痺であり、それは極めて急速に起こる。

神経毒の作用機序[編集]

多くの神経毒は電位依存型イオンチャネルに影響を与えることで作用する。たとえばテトロドトキシンバトラコトキシンナトリウムチャネル (Sodium channel) に影響を与え、モーロトキシン (maurotoxin)、アジトキシン (agitoxin)、カリブドトキシン (charybdotoxin)、マーガトキシン (margatoxin)、スロトキシン (slotoxin)、スキラトキシン (scyllatoxin)、ヘフトキシン (hefutoxin) はカリウムチャネルに作用する。カルシセプチン (calciseptine)、タイカトキシン (taicatoxin)、カルシクルジン (calcicludine) はカルシウムチャネルに作用する。

バトラコトキシンのような強力な神経毒は興奮性細胞膜のナトリウムイオン透過性の増大による神経および筋繊維の脱分極を引き起こすことにより神経系に影響を与える。

医薬品における神経保護作用の培養試験では、グルタミン酸N-メチル-D-アスパラギン酸 (NMDA)カイニン酸が神経毒として用いられることが多い。動物の神経細胞を用いた培養試験では、グルタミン酸 500 µM 濃度以上で培養24時間後に神経細胞の大半が死滅する。これを試験薬がどれくらいの濃度で、培養神経細胞を何%生存させたかによって神経保護能を評価することが通例となっている。これらはグルタミン酸受容体や、そのサブユニットを活性化させ、カルシウムイオンの過剰流入によって神経細胞のアポトーシスを誘導すると示唆されている。

神経毒の種類[編集]

外因性毒素[編集]

外部環境から摂取された毒素は外因性と表現され、外因性毒素には、ガス(たとえば一酸化炭素)、水銀のような金属、液体(エタノール)、そして膨大な種類の固体が含まれている。外因性毒素が摂取された場合、ニューロンへの作用は主として用量依存性である。たとえばエタノール(アルコール)は少量では生物を酩酊させる緩やかな神経毒性を示すだけであるが、長期間にわたりそのような低用量のアルコールに暴露し続けることは神経細胞を緩やかに弱らせ、死滅させる。

内因性毒素[編集]

神経毒性は体内で作られた物質からも生じ、それは内因性神経毒と呼ばれる。脳内で神経毒性を示す最も重要な例はグルタミン酸である。矛盾しているようであるが、グルタミン酸は同時に最も重要な神経伝達物質である。ニューロン周囲のグルタミン酸濃度が危険な濃度にまで達すると、ニューロンはアポトーシスと呼ばれるプロセスによって自己を殺す。このプロセス全体は、グルタミン酸塩が通常は低い濃度においては興奮性の神経伝達物質として作用することから興奮毒性と呼ばれている。

生物由来の神経毒[編集]

ヘビサソリの毒や、その他の生物が脊椎動物に対する防御のために利用する毒の多くは神経毒である。ハチ、サソリ、クモ、およびヘビの毒には何種類もの異なる毒素が含まれていることがある。

神経毒をもつ主な生物[編集]

クジャクなど、神経毒に耐性がある生物も存在する。

神経保護[編集]

神経毒の多くは神経保護作用を有する。

シアン化ナトリウムの神経毒に対し、テトロドトキシンやリファリジンは 1 µM 濃度以上で神経保護が発現する。同様に、MK-801は 19 nM 濃度で IC50 に達する。グルタミン酸の神経毒に対し、MK-801は 14-100 nM 濃度で IC50 に達する。ベラトリジンの神経毒に対し、テトロドトキシン IC50=30 nM、リファリジン IC50=400 nM、ニトレンジピン IC50=30 µM[1]

神経毒であるテトロドトキシンは鎮痛剤として医療で用いられることがある。ケタミンPCP(フェンサイクリジン)などの鎮痛・麻酔薬はNMDA受容体拮抗薬としてグルタミン酸受容体やそのサブユニットの活性化を妨げることで作用すると示唆されている。MK-801(ジゾシルピン)も神経保護薬として研究されている。

また神経保護物質も神経毒性を有する。

MK-801・PCP・ケタミンなどのNMDA受容体拮抗薬は、オルニーの病変と呼ばれる 神経空胞化 及び 壊死 を誘導することが知られている。また、アルツハイマー型認知症の薬であるメマンチンも神経保護作用を有しながら、オルニーの病変が認められている[2]

関連項目[編集]

脚注・出典[編集]

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