神経伝達物質（Neurotransmitter）

神経伝達物質（Neurotransmitter）とは、ニューロン（神経細胞）がシナプスで次の細胞に情報を渡すときに放出する化学物質です。受け手の細胞の受容体に結合して、その細胞を興奮させたり、抑えたりします。

神経伝達物質の定義と、送り手のニューロンが放出した神経伝達物質がシナプス（すき間）を渡って受け手の細胞の受容体に結合し、受容体しだいで興奮（脱分極）か抑制（過分極）が起こり、使い終わると分解か再取り込みで片づけられる流れの図、3つのポイント（基準は作る・出す・効く・片づく、興奮か抑制かは受容体で決まる、止まり方は分解か再取り込み）をまとめた図 — ひと目でわかる神経伝達物質

簡単な説明

授業中、となりの席の人に手紙を回す場面を思い浮かべてください。神経細胞の中を電気で走ってきた信号は、細胞と細胞のすき間（シナプス）を電気のままでは渡れません。そこで送り手は「手紙」にあたる化学物質をすき間に出します。これが神経伝達物質です。

同じ手紙でも、「がんばれ（興奮）」と読むか「落ち着け（抑制）」と読むかは、受け取る側の「受け取り口（受容体）」しだいです。

読み終わった手紙は、シュレッダーにかける（分解）か、送り手が回収して使い回す（再取り込み）かで片づけられます。抗うつ薬など一部の心の薬は、この「片づけ」にはたらきかけます。

由来

1904年にT. R. Elliottが、交感神経の作用はアドレナリンの放出によるのではと短く述べていましたが、決め手は1921年のOtto Loewiの実験です。

カエルの心臓の神経を刺激したあと、その心臓の液を別の心臓に移すと、移された心臓も神経を刺激したときと同じように反応しました。この「迷走神経物質（Vagusstoff）」は、のちにアセチルコリンだとわかりました。Loewiらは、その作用がアトロピンで妨げられ、エステラーゼ（分解酵素）ですぐ消えることも示しました（下の基準③④にあたります）。

年	主なできごと
1936年	Henry DaleとLoewiが「神経インパルスの化学的伝達」の発見でノーベル生理学・医学賞
1970年	Bernard Katz・Ulf von Euler・Julius Axelrodが、伝達物質の貯蔵・放出・不活性化のしくみの発見でノーベル生理学・医学賞
1975年	J. Hughes、H. W. Kosterlitzらが脳内のモルヒネ様ペプチド（エンケファリン）を同定

実験の手順はアセチルコリン（Acetylcholine）の記事で解説しています。

具体的な説明

神経伝達物質と認められる基準

脳に「たくさんある」だけでは伝達物質とはいえません。教科書により3〜5項目と数え方は違いますが、おおむね次の4点です。

合成・貯蔵：シナプス前ニューロンで作られ、たくわえられている
放出：シナプス前の神経終末が刺激されると放出される
受容体への作用：その物質を外から与えると神経を刺激したときと同じ反応がシナプス後細胞に起こり、その反応は特定の拮抗薬で妨げられる
除去のしくみ：酵素による分解や再取り込みなど、作用を止めるしくみがある

基準をすべて満たすとまだ確かめられていない物質は「候補（putative）」の伝達物質とよばれます。放出から受容体への結合までの流れはシナプス（Synapse）の記事で解説しています。

主な分類

分類	主な物質	主な止まり方	ひとこと
アミノ酸類	グルタミン酸、GABA、グリシン	ニューロンやグリア細胞への再取り込み	脳の興奮はグルタミン酸、抑制はGABA。脊髄の抑制はグリシンが中心
モノアミン類	ドーパミン、ノルアドレナリン、アドレナリン、セロトニン	主に神経終末への再取り込み（一部は酵素で分解）	原料はアミノ酸（チロシン、トリプトファン）だが、アミノ酸類ではない
アセチルコリン	アセチルコリン	アセチルコリンエステラーゼによる分解	教科書によってはアミンの仲間に入れる
神経ペプチド	エンケファリン、β-エンドルフィン、サブスタンスPなど	ペプチダーゼという酵素による分解	アミノ酸がつながった大きな分子

このほか、ATPや一酸化窒素（NO）なども伝達にかかわります。

神経伝達物質をアミノ酸類・モノアミン類・アセチルコリン・神経ペプチドの4つに分け、それぞれの主な物質、止まり方（アミノ酸類とモノアミン類は再取り込み、アセチルコリンと神経ペプチドは酵素による分解）、薬の例や特徴（ベンゾジアゼピン、SSRI・イミプラミン・コカイン、MAO阻害薬、L-DOPA、AChE阻害薬など）をくらべた比較図 — 神経伝達物質の4つの分類：分解で止まるか、再取り込みで止まるか

低分子の伝達物質と神経ペプチドの違い

くらべる点	低分子の伝達物質	神経ペプチド
作られる場所	主に神経終末	細胞体（大きな前駆体から切り出す）
たくわえ方	小さな小胞	大きな小胞
受容体	イオンチャネル型もGタンパク質共役型もある	ほぼすべてGタンパク質共役型
作用	速く短い	ゆっくり長い

興奮性と抑制性は受容体で決まる

シナプス後細胞を脱分極させる（興奮性）か過分極させる（抑制性）かは、物質そのものではなく結合する受容体で決まります。グルタミン酸の受容体は脱分極を、GABAやグリシンの受容体は過分極を起こすので、それぞれ興奮性・抑制性とよばれます。同じドーパミンでも、D1受容体では脱分極、D2受容体では過分極を起こします。

作用の止まり方と薬の作用点

伝達物質は酵素による分解、ニューロンやグリアへの再取り込み、拡散で取り除かれます。

作用点	薬・物質の例	結果
合成（原料を補う）	L-DOPA（パーキンソン病）	脳でドーパミンに変わり、不足を補う
再取り込みの阻害	SSRI、イミプラミン、コカイン	SSRIはセロトニン、イミプラミン・コカインはノルアドレナリンなどの再取り込みを妨げる
分解の阻害	MAO阻害薬、AChE阻害薬（ドネペジルなど）	モノアミンやアセチルコリンの分解を妨げる
受容体	ベンゾジアゼピン	GABA_A受容体に結合してGABAの作用を強める（単独ではチャネルを開かない）

実験や観察の方法と結論

方法 Hertting & Axelrod（1961）は、放射性の目印をつけたノルアドレナリンをネコに注射して交感神経の終末に取りこませ、脾臓の神経を刺激して、静脈に出てくるノルアドレナリンと代謝物を測りました。

結果刺激のたびに目印つきノルアドレナリンそのものがはっきり増え、代謝物はわずかしか増えませんでした。

結論放出されたノルアドレナリンは、一部が血流に出て、一部が酵素（COMT）で代謝され、一部は神経終末に再び取りこまれることがわかりました。Axelrodらは一連の研究で、再取り込みが作用を止める主要なしくみの1つであり、コカインやイミプラミンがこれを妨げることを示しました。

例文

「アセチルコリンは酵素で分解されて作用が止まりますが、モノアミン類は主に再取り込みで回収されます。神経伝達物質によって片づけ方が違うのです。」

「脳にたくさんあるだけでは、神経伝達物質とはよべません。刺激で放出され、受容体に作用し、片づけるしくみがあることまで確かめる必要があります。」

疑問

Q: 1つのニューロンは、1種類の神経伝達物質しか出さないのですか？

A: いいえ。成熟したニューロンは、低分子の伝達物質1種類と神経ペプチド1種類以上をいっしょに放出することがよくあります（共放出）。

Q: 「GABAは抑制性」と覚えれば、どんな場面でも抑制にはたらくのですか？

A: 検定ではそれで大丈夫ですが、正確には「GABAの受容体が過分極を起こすので抑制性」です。「興奮か抑制かは受容体で決まる」と押さえると、ドーパミンのD1・D2にも迷いません。

Q: 神経伝達物質は、いつも前のニューロンから後ろのニューロンへ一方向に伝わるのですか？

A: 例外があります。一酸化窒素（NO）は膜を自由に通り抜ける気体なので、シナプス後ニューロンで作られて前のニューロンにはたらくことがあります（逆行性伝達）。

理解度を確認する問題

問題1. ある物質が神経伝達物質であると認められるための基準として、適切でないものはどれか。

A. シナプス前ニューロンで合成され、たくわえられている
B. 神経終末が刺激されると放出される
C. 外から与えると、神経を刺激したときと同じ反応がシナプス後細胞に起こる
D. 脳内に多量に含まれていれば、放出が確かめられなくても伝達物質と認められる

正解：D 脳に「ある」ことは出発点にすぎず、刺激で放出されることが確かめられなければ伝達物質とは認められません（確かめられるまでは「候補」）。A（合成・貯蔵）、B（放出）、C（受容体への作用）はいずれも基準です。

問題2. 神経伝達物質とその分類の組み合わせとして、最も適切なものはどれか。

A. GABA ― モノアミン類
B. セロトニン ― モノアミン類
C. ノルアドレナリン ― アミノ酸類
D. エンケファリン ― アミノ酸類

正解：B セロトニンはトリプトファンから作られるモノアミンです。Aは誤りで、GABAはアミノ酸類の抑制性伝達物質です。「アミノ」と「アミン」の取り違えに注意です。Cはまぎらわしいですが誤りで、ノルアドレナリンは原料こそアミノ酸のチロシンですが、分類はモノアミン類です。Dも誤りで、エンケファリンはアミノ酸が5つつながった神経ペプチドです。

問題3. 神経伝達物質の作用の止まり方と薬に関する記述として、最も適切なものはどれか。

A. アセチルコリンの作用は、主に神経終末への再取り込みによって止まる
B. SSRIは、セロトニンの分解酵素を妨げることで、シナプスのセロトニンを増やす
C. コカインは、モノアミンの再取り込みを妨げることで、シナプスのモノアミンを増やす
D. ベンゾジアゼピンは、GABAがなくても単独でGABA_A受容体のチャネルを開く

正解：C コカインはモノアミンを回収する運び屋（トランスポーター）をふさぎます。Aは誤りで、アセチルコリンはアセチルコリンエステラーゼによる分解で止まります。Bは誤りで、SSRIは「選択的セロトニン再取り込み阻害薬」です。分解酵素を妨げるのはMAO阻害薬です。Dは誤りで、ベンゾジアゼピンはGABAの作用を強めるだけで、単独ではチャネルを開きません。