Essential Oils and Their Constituents Targeting the GABAergic System and Sodium Channels as Treatment of Neurological Diseases
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6099651/
神経疾患の治療としてGABA作動性システムおよびナトリウムチャネルを標的とする精油およびその成分
1.Introduction
序論
Essential oils (EOs) are concentrated hydrophobic liquid containing volatile aroma compounds which are extracted from herbs, flowers, and other plant parts. Oil is “essential” in the sense that it contains the “essence of” the plant’s fragrance. They are recommended for or encouraged to be applied as a complementary therapy for people with anxiety, pain, bipolar disorder, attention deficit hyperactivity disorder, and depression [1,2]. EOs can be absorbed into the body by oral administration, inhalation, diffusers, baths, and massages. Many studies show that EOs were effective in reducing pain, anxiety, and stress symptoms in animal models and humans with different CNS disorders [1,2]. EO constituents belong mainly to two chemical groups: terpenoids (monoterpenes and sesquiterpenes) and some phenylpropanoid derivatives. Terpenoid group compounds are usually fairly hydrophobic with molecular weights below 300 Daltons [3].
精油は、ハーブや花などの植物から抽出された、揮発性の香気成分を含む濃縮疎水性液体である。精油は、植物の香りの「エッセンス」を含んでいるという意味で、「本質的」である。不安、痛み、双極性障害、注意欠陥多動性障害、うつ病の人々への補完療法として適用が推奨または奨励されています[1,2]。精油は、経口投与、吸入、ディフューザー、入浴、マッサージによって体内に吸収されることができます。多くの研究が、精油が異なる中枢神経障害を有する動物モデルやヒトにおいて、痛み、不安、ストレス症状の軽減に有効であることを示しました[1,2]。精油の成分は主に2つの化学グループに属します:テルペノイド(モノテルペンおよびセスキテルペン)およびいくつかのフェニルプロパノイド誘導体です。テルペノイドグループの化合物は通常、分子量が300ダルトン以下のかなり疎水性のものです[3]。
hydrophobic liquid 疎水性液体
attention deficit hyperactivity disorder ADHD:注意欠如・多動症
bipolar disorder 双極性障害(躁うつ病)
Daltons:ダルトン(原子質量単位)
Activation of the γ-aminobutyric acid (GABA) receptor system and the blockade of neuronal voltage-gated sodium channels (Na+ channels) are essential for the overall balance between neuronal excitation and inhibition which is vital for normal brain function and critical for the central nervous system (CNS) disorders. It has been suggested that EO constituents could exert their biological activities through modulating the GABAergic system and inhibiting Na+ channels [4,5]. GABA is the major inhibitory neurotransmitter in the CNS and the GABA receptor system exerts a major inhibitory function in the brain. The dysfunction or deficiency of the GABAergic system has been implicated in epilepsy, pain, and anxiety [6]. Neuronal voltage-gated Na+ channels mediate the propagation of action potentials along axons, and thus, are thought to be important targets of antiseizure drugs. Local anesthetics and analgesics prevent the transmission of nerve impulses via their binding to Na+ channels. Two main types of Na+ currents, termed tetrodotoxin (TTX)-sensitive and TTX-resistant, have been identified in the dorsal root ganglion [7,8]. Studies on Na+ channels have demonstrated a greater involvement of Nav1.7, a predominant subtype of TTX-sensitive sodium channels expressed principally in peripheral neurons [8], in inflammatory pain [9,10] and in pain sensation [11,12].
γ-アミノ酪酸(GABA)受容体システムの活性化および神経細胞の電位依存性ナトリウムチャネル(Na+チャネル)の遮断は、神経細胞の興奮と抑制の全体的なバランスに不可欠であり、正常な脳機能にとって不可欠であり、中枢神経系(CNS)障害にとって重要である。精油成分は、GABA作動性システムを調節し、ナトリウムチャネルを阻害することによって生物学的活性を発揮することが示唆されています[4,5]。GABAは中枢神経系における主要な抑制性神経伝達物質であり、GABA受容体システムは脳内において主要な抑制機能を発揮している。GABA作動性システムの機能不全または欠損は、てんかん、疼痛、不安症に関与していると言われています[6]。神経細胞の電位依存性ナトリウムチャネルは、軸索に沿った活動電位の伝搬を媒介するため、抗けいれん薬の重要な標的であると考えられています。局所麻酔薬や鎮痛剤は、Na+チャネルに結合することにより、神経インパルスの伝達を妨げます。後根神経節にはテトロドトキシン(TTX)感受性とTTX耐性と呼ばれる2種類のNa+電流が同定されています[7,8].Na+チャネルの研究では、主に末梢神経に発現するTTX感受性Na+チャネルの主要なサブタイプであるNav1.7が、炎症性疼痛や痛覚に大きく関与することが示されています[8]。
voltage-gated sodium channels 電位依存性ナトリウムチャンネル
action potentials 活動電位
axons 軸索
antiseizure drugs.抗けいれん薬
Local anesthetics 局所麻酔剤
tetrodotoxin (TTX)-sensitive テトロドトキシン感受性
dorsal root ganglion:後根神経節(こうこんしんけいせつ)
Recently, many studies have addressed the potential of natural EOs for treatment of anxiety, convulsion, and pain in humans and in rodents or fish neuropathic models, and the mechanisms underlying the pharmacological profile. The main constituents of EOs were isolated and chemically elucidated. Recent studies indicate that many EOs and their constituents exert pharmacological properties through interactions with the GABAergic system and voltage-gated Na+ channels. An increasing number of studies show that: (1) many EOs used for the treatment of anxiety affect the function of the GABAergic system [13,14,15,16]; (2) many EOs with antinociceptive and anticonvulsant properties inhibit the function of neuronal voltage-gated Na+ channels [17]; (3) some EOs affect the function of both the GABAergic system and voltage-gated Na+ channels [4,18].
最近、多くの研究が、ヒト、げっ歯類や魚類の神経障害モデルにおける不安、痙攣、痛みの治療に対する天然精油の可能性と、その薬理学的プロファイルの基礎となるメカニズムについて取り上げています。精油の主成分は単離され、化学的に解明されました。最近の研究では、多くの精油とその成分は、GABA作動性システムおよび電位依存性Na+チャネルとの相互作用を通じて薬理学的特性を発揮することが示されている。また、以下のような研究結果も増えています。(1)不安の治療に使用される多くの精油は、GABA作動性システムの機能に影響を与える[13,14,15,16]、(2)抗侵害受容および抗痙攣特性を持つ多くの精油は、神経細胞の電位依存性ナトリウムチャンネルの機能を阻害する[17]、(3) いくつかの精油はGABA作動性システムの機能と電位依存性ナトリウムチャンネルとの両方の機能に影響する[4,18]。
This review summarizes the beneficial effects of EOs and their constituents targeting the GABAergic system and neuronal voltage-gated Na+ channels for CNS disorders, in particular with respect to their antinociceptive, anticonvulsant, anxiolytic, and sedative effects.
本総説論文では、GABA作動システムと神経細胞電位依存性ナトリウムチャンネルを標的とした精油とその成分の中枢神経疾患に対する有益な効果、特に抗侵害受容作用、抗痙攣作用、抗不安作用、鎮静作用についてまとめています。
関連記事
フェニルプロパノイド
https://www.pharm.or.jp/dictionary/wiki.cgi?%E3%83%95%E3%82%A7%E3%83%8B%E3%83%AB%E3%83%97%E3%83%AD%E3%83%91%E3%83%8E%E3%82%A4%E3%83%89
phenylpropanoid
ベンゼン環(C6)に直鎖状プロパン(C3)が結合したC6-C3単位を基本骨格とする天然芳香族化合物であり、シキミ酸経路によって生合成される。各種ケイヒ酸誘導体が生成し狭義のフェニルプロパノイドとされているのもは、芳香を有する物が多く、ケイヒアルデヒドやアネトール、オイゲノールなど香料や芳香性健胃薬などの原料になっている。また、C3部分でラクトン環を形成したクマリン類、C6-C3単位2-4個が結合したリグナン類、C6-C3化合物からβ酸化によって生成したバニリンや安息香酸などのC6-C1化合物も広義のフェニルプロパノイドに属する。(2006.10.17 掲載)
イオンチャンネル
https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%8D%E3%83%AB#.E9.85.B8.E6.84.9F.E5.8F.97.E6.80.A7.E3.82.A4.E3.82.AA.E3.83.B3.E3.83.81.E3.83.A3.E3.83.8D.E3.83.AB.E3.81.A8.E4.B8.8A.E7.9A.AE.E5.9E.8B.E3.83.8A.E3.83.88.E3.83.AA.E3.82.A6.E3.83.A0.E3.83.81.E3.83.A3.E3.83.8D.E3.83.AB
ナトリウムチャネルは高い選択性を持ってナトリウムイオンを透過させるイオンチャネルである。ナトリウムチャネルとしては、電位依存性ナトリウムチャネル(Navチャネル)、および上皮性ナトリウムチャネル(ENaC)が知られているが、これらは分子構造が全く異なっているため、本項目では電位依存性ナトリウムチャネルについてのみ記述する。電位依存性ナトリウムチャネルはホジキン(Alan Lloyd Hodgkin)とハクスレー(Andrew Fielding Huxley)によるイカの巨大軸索を用いた研究によりその存在が予測され、1984年に沼博士らによって遺伝子が同定された。Navチャネルは細胞外に量が最も多い陽イオンであるナトリウムイオンを透過させることで、大きな内向き電流を生じ脱分極を効率よくもたらすことができる。中枢神経や末梢神経、骨格筋、心筋、内分泌細胞等に存在し、電位依存性カリウムチャネルと膜電位を介して機能的に共役することで、活動電位の開始および伝搬に本質的な役割を担っている。
神経因性疼痛治療薬としての 電位依存性ナトリウムチャネル遮断薬の探索研究
https://www.jstage.jst.go.jp/article/fpj/140/5/140_201/_pdf
要約:電位依存性ナトリウムチャネルは,神経細胞の 興奮や伝達を担っており,痛みの神経伝達に深く関与 することが知られている.現在までに 9 種類(Nav1.1 〜Nav1.9)の電位依存性ナトリウムチャネルが報告されているが,その中で Nav1.7,Nav1.3,Nav1.8の3つ のサブタイプは神経障害性疼痛との関連性を示唆する 報告が多い.現在,臨床ではメキシレチン,リドカイ ンなどの電位依存性ナトリウムチャネル遮断薬が処方 されている.これら既存の治療薬は,サブタイプ非選 択的な薬剤であることから Nav1.7,Nav1.3,Nav1.8 の いずれにも作用することで鎮痛効果を示すと考えられ る.
テトロドトキシン
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%86%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%89%E3%83%88%E3%82%AD%E3%82%B7%E3%83%B3#:~:text=%E3%83%86%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%89%E3%83%88%E3%82%AD%E3%82%B7%E3%83%B3%E3%81%AF%E3%83%88%E3%83%A9%E3%83%95%E3%82%B0%E3%82%84%E3%82%AF%E3%82%B5%E3%83%95%E3%82%B0,%E6%AD%BB%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%93%E3%81%A8%E3%81%AF%E3%81%AA%E3%81%84%E3%80%82
テトロドトキシン (tetrodotoxin, TTX) は化学式C11H17N3O8 で表され、ビブリオ属やシュードモナス属などの一部の真正細菌によって生産されるアルカロイドである。一般にフグの毒として知られるが、他にアカハライモリ、ツムギハゼ、ヒョウモンダコ、スベスベマンジュウガニなど幾つかの生物もこの毒をもっている。習慣性がないため鎮痛剤[1]として医療に用いられる[2]。分子量は319.27。名称はフグ科に由来する
後根神経節における電位依存性 Na チャネルの機能解析 ~痛覚伝達における役割~
https://www.hiroshima-u.ac.jp/system/files/4331/report2004_24.pdf
2.痛みとは 痛みは外部からの侵害的要因や体内の病的状態に対する警告反応としての役割を持ち,免疫系 と並ぶ重要な生体防御機構である.しかし,痛み は「不快な感覚性・情動性の体験であり,それに は組織損傷を伴うものと,そのような損傷がある ように表現されるものがある」(国際疼痛学会に よる)と定義されるように,非常に複雑なもので あり,それ自身が身体に有害な病態をもたらすと いう二面性を持つ. 皮膚感覚を受容する一次知覚神経はその細胞 体を後根神経節(dorsal root ganglion, 以下 DRG)に 持ち,末梢・中枢の両側に軸索を伸ばす,感覚情 報の伝達に最初にかかわっている神経である.一 次知覚神経は伝導速度,軸索線維の太さおよび髄 鞘の有無などにより,Aβ線維,Aδ線維,C 線維の三 種類に分類され,これらはそれぞれに異なる感覚 を伝えている. 通常,触,圧覚などの非侵害性刺激は有髄の太 い Aβ線維を介して伝達されるのに対し,痛みな どの侵害性の刺激は有髄の細い Aδ線維と無髄の 細い C 線維を介して伝達される.さらに Aδ線維 は鋭く識別性の高い一次痛を,C 線維は焼け付く ような,鈍く持続的な二次痛を伝達すると考えら れており,慢性痛など臨床的に問題になる痛み重要であるのはC線維である1), 2)(図 1).
3.電位依存性ナトリウムチャネルと痛み 神経細胞の情報伝達の基本である活動電位は 細胞膜のイオンチャネルを介したイオンの移動 により生じる.電位依存性ナトリウムチャネル (以下,Na チャネル)はその名のとおり,電位に 依存して開口し,Na イオンを選択的に透過させる イオンチャネルである.神経細胞,骨格筋細胞, 心筋細胞といった興奮性細胞に発現し,電位依存 性カリウムチャネルと共に活動電位の発生および伝播を担う膜機能分子である.
GABA受容体とナトリウムチャンネルに関する薬を調べていた時に見つけた。
HOME ガイドライン がん疼痛の薬物療法に関するガイドライン(2010年版)
2章 背景知識 4 薬理学的知識 3 鎮痛補助薬 3. 各鎮痛補助薬の特徴
https://www.jspm.ne.jp/guidelines/pain/2010/chapter02/02_04_03_03.php
3. 各鎮痛補助薬の特徴 - 日本緩和医療学会
2章 背景知識
4 薬理学的知識 3鎮痛補助薬
各鎮痛補助薬の特徴
2.抗けいれん薬
[作用機序・特徴] 主な作用機序として、
•神経細胞膜のNa+チャネルに作用し、Na+チャネルを阻害することにより、神経の興奮を抑制する。
•GABA受容体に作用し、過剰な神経興奮を抑制する。
•興奮性神経の前シナプスに存在する電位依存性Ca2+チャネルのα2δサブユニットに結合し、Ca2+流入を抑制し、神経興奮を抑えるなどが考えられる。さらに、ベンゾジアピン系で抗けいれん薬としても使用されるクロナゼパムは、GABAニューロンの作用を特異的に増強する。
抗けいれん薬は、薬物相互作用を来す薬剤が多く、多剤併用に注意を要する。ガバペンチンは肝臓での代謝をほとんど受けないため、薬物相互作用の影響を受けにくいという利点がある。
Recent Comments