尼古丁，多巴胺和香烟上瘾
2021/2/8 0:13:56 生物流BioStream
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尼古丁是香烟让人上瘾的最主要原因。尼古丁通过大脑内乙酰胆碱烟碱型受体，作用于多巴胺神经元，诱导多巴胺的大量释放。这是尼古丁致人上瘾的生理路径之一。
尼古丁和多巴胺
首先，我们来看一下中脑多巴胺神经元。
中脑多巴胺神经元
大多数多巴胺神经元位于集中于中脑的两个核团：黑质致密部(SNc，substantia nigra pars compacta)和腹侧被盖区(VTA，Ventral tegmental area)。但需要注意的是，这两个核团并不是多巴胺的唯一源泉。起源于这两个核团的多巴胺通路可分为三条。
黑质-纹状体通路
黑质多巴胺神经元投射到背侧纹状体，这一通路称为黑质-纹状体通路(Nigrostriatal pathway)，它在自主运动的控制中起着关键性作用。
例如，抬脚踢足球、伸手抓杯子、坐久了伸个懒腰等，这些都是自主运动。自主运动时，我们首先在大脑内部做一个运动的决定，然后控制骨骼肌去完成。相对于膝跳反射等不可控的条件性运动反射，我们可以随意地控制骨骼肌来完成一个想要的运动，因此称为自主运动。
当黑质纹状体通路出问题时，我们的运动功能会受影响。例如，在帕金森患者的大脑内，黑质致密部多巴胺神经元严重退化、死亡，病人出现了手脚颤抖等不可控的动作。
帕金森患者黑质内多巴胺神经元死亡
中脑-边缘系统通路
中脑-边缘系统通路(mesolimbic pathway)起源于中脑腹侧被盖区多巴胺神经元，投射至纹状体腹侧的一个核团：伏隔核(NAc，nucleus accumbens)。中脑-边缘系统通路是跟奖励相关的通路，因此是成瘾药物最主要的“攻击”对象。
可以简单地认为，释放到伏隔核内的多巴胺量越大，效果越强，精神上我们感受到的奖励也越多。
例如，追了五年的女神一直对你不冷不热，当你极度郁闷想要放弃时，女神突然答应做你女朋友了，幸福来得太突然。这时，你伏隔核内的多巴胺水平会极高。
如果这一多巴胺通路功能异常，人们的动机系统就变得不正常，例如，抑郁、药物滥用等。
中脑-皮层通路
中脑腹侧被盖区的多巴胺神经元除了投射至伏隔核，还会投射到广袤的大脑皮层，例如，前额叶、嗅皮层(rhinal)、扣带回等，这些通路合称为中脑-皮层通路(mesocortical pathway)。
前额叶在注意、工作记忆等脑认知功能中起重要的作用，投射至前额叶的多巴胺是前额叶发挥正常功能必不可少的神经递质。
尼古丁的成瘾主要跟多巴胺的中脑-边缘系统通路和中脑-皮层通路有关，而这两条通路内的多巴胺神经元都来自中脑腹侧被盖区。
尼古丁成瘾依赖的两条多巴胺通路
尼古丁如何作用于中脑腹侧被盖区多巴胺神经元？
尼古丁在大脑内的作用位点是乙酰胆碱烟碱型受体，这类受体是尼古丁和多巴胺之间的作用桥梁。烟碱型受体主要分布在突触前，通过这类受体，内源的乙酰胆碱或外源的尼古丁可以调节包括多巴胺在内的神经递质的释放。
尼古丁结合突触前烟碱型受体促进多巴胺释放
而对于中脑腹侧被盖区的多巴胺神经元，乙酰胆碱烟碱型受体既分布于多巴胺神经元的轴突末梢(即突触前)，也可以分布在多巴胺神经元的胞体。分布于两个位置烟碱型受体，和尼古丁结合后，都可以增加多巴胺的释放。
尼古丁如何强化吸烟行为？
尼古丁强化吸烟行为通过两种方式，具体请看：吸烟能够改善精神认知障碍。
正强化
正强化中，行为的奖励是增加一个正面的事物，即烟草中的尼古丁可以给人们带来奖励、愉悦、满足。
这种效应依赖于多巴胺的中脑-边缘系统通路，中脑腹侧被盖区多巴胺神经元投射至伏隔核。尼古丁通过结合这些多巴胺神经元胞体上的烟碱型受体，以及其轴突末梢上的受体，来刺激多巴胺的释放。当伏隔核内的多巴胺浓度升高时，人们就会体验到奖励、愉悦或满足。
奖励通路中的伏隔核(红点位置)
负强化
负强化概念中，对行为的奖励是去掉一样负面的事物，即吸烟者的精神认知障碍。
这一效应依赖于多巴胺的中脑-皮层通路，尤其是腹侧被盖区到前额叶的多巴胺投射。
尼古丁激活这一通路中的多巴胺神经元，增加前额叶内多巴胺的浓度，进而改善注意力、工作记忆等方面的认知障碍。
尼古丁强化吸烟的两条路
总结
吸烟的行为通过尼古丁的两种强化方式无休止地强化，最终会导致吸烟变成一种自动化的习惯行为。
当然，尼古丁的成瘾不仅仅是一种行为习惯那么简单。它的后果除了烟碱型受体系统的改变，更重要的是多巴胺系统的异化。药物成瘾会使多巴胺D2受体减少，从而降低对其他奖励的敏感性。这是所有药物成瘾更深层次的正强化机制。
(生物流系头条号签约作者)
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