• 제목/요약/키워드: neurotransmitters

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만성구속스트레스 동물모델에 대한 JG02의 항우울 효과 (Antidepressant Effects of JG02 on Chronic Restraint Stress Animal Model)

  • 유동근;서영경;이지윤;김주연;정진형;최정준;정인철
    • 동의신경정신과학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.209-220
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    • 2019
  • Objectives: As a general emotion, everyone can temporarily experience depression, but depressive disorder is a disease that excessively affects daily life. Among the various causes of depression, the deficiency of monoamine-based neurotransmitters such as serotonin and epinephrine are considered significant. Thus, antidepressants that target monoamines are used frequently. However, side effects such as nausea, vomiting, insomnia, anxiety, and sexual dysfunction are observed. Thus, it is necessary to develop a new therapeutic agent with fewer side effects. In this study, we investigated the antidepressant effect of JG02, used to treat depression by normalizing the flow of qi (氣) in Korean medicine. Methods: C57BL/6 mice were selected and randomly divided into six groups: normal, control, amitriptyline, and JG02 (50, 125, 250 mg/kg), respectively. Except for normal, depression was induced by applying restraint stress at the same time for six hours daily for 14 consecutive days. Saline, amitriptyline or JG02 samples were orally administered two hours before applying the stress. After that, a forced swimming test and an open field test were performed. Additionally, serum corticosterone, serotonin mRNA, BDNF mRNA, and protein in the hippocampal region were measured and compared. Results: JG02 decreased immobility time rate in the FST and increased the zone transition number and travel distance in the OFT. Also, JG02 inhibited the release of serum corticosterone, and increased serotonin, BDNF gene expression, and BDNF protein in the hippocampus. Conclusions: In this study, JG02 showed significant antidepressant effects on the chronic restraint stress mice model. When further research is performed based on JG02, the development of a new antidepressant is considered highly possible.

Potentiation of the glycine response by serotonin on the substantia gelatinosa neurons of the trigeminal subnucleus caudalis in mice

  • Nguyen, Hoang Thi Thanh;Cho, Dong Hyu;Jang, Seon Hui;Han, Seong Kyu;Park, Soo Joung
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제23권4호
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    • pp.271-279
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    • 2019
  • The lamina II, also called the substantia gelatinosa (SG), of the trigeminal subnucleus caudalis (Vc), is thought to play an essential role in the control of orofacial nociception. Glycine and serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) are the important neurotransmitters that have the individual parts on the modulation of nociceptive transmission. However, the electrophysiological effects of 5-HT on the glycine receptors on SG neurons of the Vc have not been well studied yet. For this reason, we applied the whole-cell patch clamp technique to explore the interaction of intracellular signal transduction between 5-HT and the glycine receptors on SG neurons of the Vc in mice. In nine of 13 neurons tested (69.2%), pretreatment with 5-HT potentiated glycine-induced current ($I_{Gly}$). Firstly, we examined with a $5-HT_1$ receptor agonist (8-OH-DPAT, $5-HT_{1/7}$ agonist, co-applied with SB-269970, $5-HT_7$ antagonist) and antagonist (WAY-100635), but $5-HT_1$ receptor agonist did not increase $I_{Gly}$ and in the presence of $5-HT_1$ antagonist, the potentiation of 5-HT on $I_{Gly}$ still happened. However, an agonist (${\alpha}$-methyl-5-HT) and antagonist (ketanserin) of the $5-HT_2$ receptor mimicked and inhibited the enhancing effect of 5-HT on $I_{Gly}$ in the SG neurons, respectively. We also verified the role of the $5-HT_7$ receptor by using a $5-HT_7$ antagonist (SB-269970) but it also did not block the enhancement of 5-HT on $I_{Gly}$. Our study demonstrated that 5-HT facilitated $I_{Gly}$ in the SG neurons of the Vc through the $5-HT_2$ receptor. The interaction between 5-HT and glycine appears to have a significant role in modulating the transmission of the nociceptive pathway.

Xylazole inhibits NO-cGMP pathway in fetal rat nerve cells

  • Wang, Xinyu;Wu, Yue;Liu, Lin;Bai, Hui;Zhang, Zhiheng;Zhao, Mingchao;Ma, Tianwen;Song, Xiaopeng;Jia, Lina;Lv, Liangyu;Yu, Yue;Xu, Xinyu;Chen, Hong;Gao, Li
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제23권1호
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    • pp.16.1-16.13
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    • 2022
  • Background: Xylazole (Xyl) is a veterinary anesthetic that is structurally and functionally similar to xylazine. However, the effects of Xyl in vitro remain unknown. Objectives: This study aimed to investigate the anesthetic mechanism of Xyl using fetal rat nerve cells treated with Xyl. Methods: Fetal rat nerve cells cultured for seven days were treated with 10, 20, 30, and 40 ㎍/ mL Xyl for 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 90, and 120 min. Variations of amino acid neurotransmitters (AANTs), Nitric oxide-Cyclic GMP (NO-cGMP) signaling pathway, and ATPase were evaluated. Results: Xyl decreased the levels of cGMP and NO in nerve cells. Furthermore, Xyl affected the AANT content and Na+-K+-ATPase and Ca2+-Mg2+-ATPase activity in nerve cells. These findings suggested that Xyl inhibited the NO-cGMP signaling pathway in nerve cells in vitro. Conclusions: This study provided new evidence that the anesthetic and analgesic effects of Xyl are related to the inhibition of the NO-cGMP signaling pathway.

강도별 유산소운동이 중년여성의 레닌-알도스테론, 신경전달물질 및 인지기능, 작업기억의 변화에 관한 연구 (The Study of Change in Renin-Aldosterone, Neurotransmitters, Cognitive Function and Working Memory in Middle Aged Women by Intensities Aerobic Exercise)

  • 조원제
    • 한국체육학회지인문사회과학편
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    • 제55권2호
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    • pp.603-615
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    • 2016
  • 본 연구는 건강한 중년여성 28명을 대상으로 강도별 유산소운동을 12주간 주 3회로 실시하여 혈압, 레닌-알도스테론계, 신경전달물질 및 인지기능, 작업기억의 변화와 처치 후 인지기능에 영향을 미치는 요인을 분석하고자 실시하였다. 모집된 대상자를 통제집단 9명, 중강도 유산소운동집단 10명(50%V02max), 고강도 유산소운동집단 9명(70%V02max)으로 구분하여 처치 전과 후 반복측정 분산분석과 다중회귀분석을 실시한 결과 다음과 같은 결과가 나타났다. 중강도 유산소운동은 레닌, BDNF, 인지기능과 작업기억을 증가시키고, 알도스테론, 안지오텐신II, 알도스테론-레닌 비율을 감소시켰다. 고강도 유산소운동은 BDNF, 인지기능, 작업기억을 증가시키고 수축기혈압을 감소시켰다. 또한 강도별 유산소운동 후 인지기능에 미치는 요인을 회귀분석한 결과 중강도 유산소운동은 이완기혈압, 레닌-알도스테론 비율의 감소와 작업기억, BDNF의 증가가 인지기능에 영향을 미쳤고, 고강도 유산소운동은 작업기억 BDNF, 세로토닌의 증가가 인지기능에 영향을 미쳤다. 따라서 중강도 이상의 유산소운동은 중년여성의 인지기능 및 작업기억을 향상시키는 것을 알 수 있었다. 또한 인지기능 향상에 영향을 미치는 대사적 요인으로 중강도 유산소운동은 레닌-알도스테론 조절과 작업기억이었고 고강도 유산소운동은 신경전달물질과 작업기억으로 나타났다.

자살의 신경생물학적 요인 (Neurobiological Factors of Suicide)

  • 송후림;우영섭;전태연
    • 우울조울병
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    • 제10권1호
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    • pp.13-21
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    • 2012
  • 자살은 다양한 신경생물학적, 심리사회적 요인들이 모두 관여하고 있는 복합적인 행동으로, 유전적 요인과 가족력, 신경생물학적인 특성, 발달 단계에서의 요인들과 성격적 특성 등의 취약한 체질적 소인을 가진 사람들에게서 환경적인 스트레스와 물질남용, 정신질환, 신체질환 등의 영향을 통해 최종적으로 발생하게 된다. 신경생물학의 발달로 인해 자살에는 정신질환과 무관하게 독립적으로 작용하는 유전적 소인이 있으며, 이와 관련된 신경전달물질, 신경호르몬, 신경영양인자, cytokine, 지질 대사의 이상 등이 신경회로의 신호 전달을 교란시켜 자살에 취약하도록 만든다는 사실이 밝혀졌다. 또한 그 중 가장 주된 역할을 하는 인자는 5-HT와 HPA 축의 기능부전인 것으로 생각할 수 있다. 이러한 소견들은 향후 자살의 생물학적 표지자를 설정하고, 임상적으로 자살 고위험군에 대한 조기 개입을 하는 한편 새로운 치료 방법을 개발하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.

난소 절제 흰쥐의 뇌와 부신에서의 Catecholamine Biosynthesizing Enzyme들의 전사에 미치는 Estrogen의 효과 (Effects of Estrogen on the Transcriptional Activities of Catecholamine Biosynthesizing Enzymes in the Brain and Adrenal Gland of Ovariectomized Rats)

  • 유경신;이종화;최돈찬;이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제6권2호
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    • pp.117-122
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    • 2002
  • 포유동물에서 뇌와 부신에서 합성ㆍ분비되는 카테콜아민(Catecholamine, CA)계 신경전달물질인 dopamine(DA), norepinephrine(NE), epinephrine(E)은 체내 각종 생리현상의 조절에 필수적이며, 생식과 관련된 기능으로는 시상하부와 뇌하수체 사이의 GnRH-gonadotropin 호르몬 축의 활성을 조절함 외에도 번식과 연관된 여러 행동양식을 조절함이 잘 알려져 있다. 본 연구는 카테콜아민 생합성 효소인 tyrosine hydroxylase(TH), dopamine $\beta$ -hydroxylase(DBH), phenylethaolamine-N-methyl transferase(PNMT)의 유전자 발현에 영향을 미치는 sex steroid의 영향을 조사하였다. 성숙한 암컷 흰쥐의 난소를 제거(ovariectomy, OVX)하고 1주 경과 후 실험군과 대조군에 각각 17$\beta$-estradiol(E$_2$; 500$\mu\textrm{g}$/m1)이 들어 있는 silastic capsule과 sesame oil이 들어 있는 silastic capsule을 이식시키고 48시간 후에 희생시켰다. 채취된 조직에서 mRNA를 추출한 후 semi-quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR)을 시행하였다. 그 결과로 (i) TH의 발현 정도는 OVX+Oil군에서는 시상하부 > Substantia nigra(SNc) > 부신 순으로, OVX+E$_2$군에서는 SNc ) 시상하부 > 부신 순으로 나타났다. TH발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc와 부신에서는 유의한 증가를 보인데 비해 시상하부에서는 유의한 감소를 관찰하였다. (ⅱ) DBH 발현 정도는 OVX+Oil군과 OVXi+E$_2$군에서 모두 부신 > SNc > 시상하부 순으로 나타났다. DBH 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc에서는 유의한 감소를, 부신에서는 유의한 증가를, 그리고 시상하부에서는 감소하였으나 통계적 유의성이 없었다. (ⅲ) PNMT의 발현의 경우 SNc와 시상하부에서는 이미 알려진 바와 같이 alternative splicing에 의해 110bp 차이의 크고 작은 두 형태의 cDNA(PNMT과 PNMTSs가 증폭되었으나 부신에서는 작은 cDNA(PNMTs)만이 관찰되었다. PNMT1의 발현은 SNc가 시상하부보다 다소 높은 경향이었으나 유의성이 없었고, PNMTs의 발현정도는 OVX+Oil군과 OVX+E$_2$군 모두에서 부신 > SNC >시상하부 순으로 나타났다. PNMTs 발현에 미치는 estradiol의 효과로 SNc에서는 유의한 감소를, 부신에서는 유의한 증가를, 그리고 시상하부에서는 통계적 유의성은 없으나 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 카테콜아민 생합성 효소들의 유전자 발현의 조절에 미치는 estrogen의 영향이 세포기원이 neural crest cell인 부신 수질은 물론 뇌의 상이한 지역간에서도 조직특이적임을 관찰하였다. 이러한 결과는 각 조직에서의 estrogen 수용체 유형의 차이, 작용 모드와 각 효소 유전자 발현 사이에 중요한 상관관계가 있음을 시사한다.

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경쟁적 ELISA를 이용한 도파민과 세로토닌의 검출 (Detection of Dopamine and Serotonin by Competitive Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)

  • 남궁수민;최정수;박지향;양만길;이민우;김성욱
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.220-226
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    • 2017
  • 도파민과 세로토닌은 신경전달물질 및 호르몬으로서 미량이지만 체내에서 중요한 기능을 한다. 검체는 혈청과 24시간 뇨를 쓰며, 주로 HPLC-MS를 이용하여 검사한다. 본 연구에서는 항원-항체반응을 이용한 경쟁적 ELISA를 통해 도파민과 세로토닌을 검출하고자 하였다. $5{\mu}g/mL$ BSA conjugate를 96 well 표면에 고정시킨 뒤 각각 농도를 다르게 한 신경전달물질과 1차 항체를 넣어 반응시키고 HRP가 결합된 2차 항체와 TMB를 처리하여 흡광도를 측정하였다. 측정 결과를 토대로 회귀식과 $R^2$값을 구하여 신경전달물질에 대한 항체의 민감도와 신경전달물질 농도와 흡광도 사이의 상관관계를 판단하였다. 도파민은 1차 항체를 6,000배, 7,000배로 희석했을 때 $R^2=0.91$로 신경전달물질 농도와 흡광도의 상관관계가 가장 높게 나타났고, 세로토닌은 3,000배와 6,000배를 제외한 모든 희석배수에서 $R^2{\geq}0.90$의 높은 상관관계를 나타냈다. 도파민과 세로토닌 모두 $1.0{\times}10^{-7}M$ 이하의 저농도에서는 효과적으로 검출되지 않았기 때문에 참고치가 이보다 낮은 혈청 도파민 검출은 HPLC-MS 이용이 필요해 보이지만, 24시간 뇨 도파민과 혈청 및 24시간 뇨 세로토닌의 검출에는 competitive ELISA가 효과적일 것이라 사료된다. 보다 낮은 농도의 신경전달물질도 정확하게 검출하기 위해서는 추가 연구가 필요하다.

교감신경계 약물의 허혈-재관류 후 심기능 회복에 미치는 영향 (The Effects of $\alpha$ -Adrenergic Drugs on the Myocardial Preconditioning in Rats.)

  • 장원채;송상윤;오상기;안병희;김상형
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권11호
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    • pp.809-822
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    • 2001
  • 배경: 허혈성 전처치는 허혈-재관류 심장의 심근괴사, 부정맥 발생 및 심근기능 회복에 효과가 있다. 이러한 허혈성 전처치의 심장보호효과에 대한 기전에 관하여 여러 가설이 제시되고 있기는 하지만, 아직 그 자세한 기전이 밝혀지지는 않았다. 따라서 단시간의 허혈성 전처치 및 교감신경 $\alpha$-수용체와 관련된 약물학적 전처치 후 허혈_재관류 심장의 심기능 회복의 변화를 연구해 봄으로써, 허혈성 전처치에 의한 심근기능 회복의 유발 기전과 교감신경계 작용 약물에 의한 약물학적 전처치법의 유용성에 대해 규명하고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 흰쥐의 적출 심장을 Langendorff에 의해 고안된 비박출성 역관류 장치에 연결하여 심장온을 정상으로 유지하면서 전처치 조건 부여방법 및 전처치 조건 차단 방법에 따라 6개군으로 나누어 실험을 실시하였다. 즉 전처치 조건 비부여군은 I군(n=10), 3분간 허혈성전처치 조건 부군은 ll군(n=10), phenylephrine 전처치 부여군은 III군(n=10), clonidine 전처치 부여군은 IV군으로 하였으며, phenylephrine+prazosin 전처치 조건 부여군은 V군 그리고 clonidine + yohimbine 전처치 조건 부여군은 Vl군으로 하여, 재관류 후 혈역학적 인자 및 관상동맥 관류량의 변화를 측정하여 비교하였다. 결과: 재관류 20분부터 developed pressure는 처치 조건 비부여군(I군)의 49.5 $\pm$ 4.3%에 비해 전처치 조건을 부여한 II, III, 군에서 63.1 $\pm$ 3.7%, 64.8 $\pm$ 4.6%로 단위시간당 수축기 좌심실압의 회복율은 47.0 $\pm$ 5.7%에 비해 64.5 $\pm$ 4.6%, 63.8 : 4.4%로 유의하게 개선된 소견을 보였으나(P<0.05), ll, III군에서 reserpine 및 prazosin으로 전처치 조건을 차단한 V, Vl군은 동일한 재관류 시간이 경과한 후 developed pressure는 52.2 $\pm$ 5.2%, 49.8 $\pm$ 5.7%로 단위시간당 수축기 좌심실압의 회복율은 54.8 $\pm$ 5.1%, 53.3 $\pm$ 3.6%로 II, III군에 비해 유의한 회복율의 감소를 보였고 이러한 회복율은 I군에 비해 유의한 차가 없었다. 결론: 교감신경 $\alpha$-수용체 작용약물에 의한 약물학적 전처치는 재관류 후 심근기능 회복에 유익한 효과를 나타냈으며, 이러한 전처치 효과는 교감신경계 신경전달물질의 고갈이나 $\alpha$1-수용체 차단제에 의해 소멸되는 것으로 보아 전처치에 의한 심근보호효과는 교감신경계 전달물질 및 $\alpha$1-수용체를 통해 유도됨을 알 수 있다.

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TREK2-채널 과발현 세포주에서 에피갈로카테킨-3-갈레이트의 세포 증식 억제 효과 (Cell proliferation inhibition effects of epigallocatechin-3-gallate in TREK2-channel overexpressing cell line)

  • 김양미;김경아
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.127-135
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    • 2016
  • Two-pore 도메인 포타슘 채널(two-pore domain $K^+$ channel, K2P channel)은 세포내 pH, 생리 활성 지질, 신경 전달 물질과 같은 생리학적 자극의 표적이며 안정막전압(resting membrane potential)을 설정하는 것으로 알려져 있다. 일부 유형의 K2P 채널들은 세포 사멸 및 종양 형성 등에서 중요한 역할을 한다. K2P 채널 중 TREK2 채널의 길항제는 보고되지 않았다. 본 연구의 목적은 TREK2 채널을 과발현시킨 HEK293 세포(HEKT2)에서 플라보노이드에 의해 TREK2 채널이 억제되는지 그리고 HEKT2 세포의 증식이 플라보노이드에 의해 영향을 받는지 알아보고자 하였다. 전기생리학적 전류는 단일 채널 patch clamp 방법을 사용하여 기록하였고 세포 증식은 XTT 에세이방법을 이용하여 측정하였다. HEKT2 세포에서 전기생리학적 TREK2 채널 활성도는 에피갈로카테킨-3-갈레이트(EGCG) 및 케르세틴과 같은 플라보노이드에 의해 각각 $91.5{\pm}13.1%$(n=5), $82.2{\pm}13.7%$(n=5)까지 억제되었다. 반면, EGCG 유사체인 에피카테킨(EC)는 TREK2 단일 채널 활성도에 현저한 억제 효과는 없었다. 또한 HEKT2 세포에서 세포 증식이 EGCG에 의해 $69.4{\pm}14.0%$(n=4)까지 감소되었음을 확인하였다. 결과로부터 EGCG와 케르세틴이 TREK2 채널 억제제임을 처음으로 확인하였고, EGCG만 HEKT2 세포의 증식을 감소시킨다는 결론을 얻었다. 본 연구의 결과는 EGCG 및 케르세틴이 TREK2 채널을 억제함으로써 막전압의 변화 유도와 세포 증식에 필요한 세포내 신호 변화의 시작을 트리거하는데 일차적으로 작동할 수 있음을 시사한다.

Imaging Neuroreceptors in the Living Human Brain

  • Wagner Jr Henry N.;Dannals Robert F.;Frost J. James;Wong Dean F.;Ravert Hayden T.;Wilson Alan A.;Links Jonathan M.;Burns H. Donald;Kuhar Michael J.;Snyder Solomon H.
    • 대한핵의학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.17-23
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    • 1984
  • For nearly a century it has been known that chemical activity accompanies mental activity, but only recently has it been possible to begin to examine its exact nature. Positron-emitting radioactive tracers have made it possible to study the chemistry of the human mind in health and disease, using chiefly cyclotron-produced radionuclides, carbon-11, fluorine-18 and oxygen-15. It is now well established that measurable increases in regional cerebral blood flow, glucose and oxygen metabolism accompany the mental functions of perception, cognition, emotion and motion. On May 25, 1983 the first imaging of a neuroreceptor in the human brain was accomplished with carbon-11 methyl spiperone, a ligand that binds preferentially to dopamine-2 receptors, 80% of which are located in the caudate nucleus and putamen. Quantitative imaging of serotonin-2, opiate, benzodiazapine and muscarinic cholinergic receptors has subsequently been accomplished. In studies of normal men and women, it has been found that dopamine and serotonin receptor activity decreases dramatically with age, such a decrease being more pronounced in men than in women and greater in the case of dopamine receptors than serotonin-2 receptors. Preliminary studies in patients with neuropsychiatric disorders suggests that dopamine-2 receptor activity is diminished in the caudate nucleus of patients with Huntington's disease. Positron tomography permits quantitative assay of picomolar quantities of neuro-receptors within the living human brain. Studies of patients with Parkinson's disease, Alzheimer's disease, depression, anxiety, schizophrenia, acute and chronic pain states and drug addiction are now in progress. The growth of any scientific field is based on a paradigm or set of ideas that the community of scientists accepts. The unifying principle of nuclear medicine is the tracer principle applied to the study of human disease. Nineteen hundred and sixty-three was a landmark year in which technetium-99m and the Anger camera combined to move the field from its latent stage into a second stage characterized by exponential growth within the framework of the paradigm. The third stage, characterized by gradually declining growth, began in 1973. Faced with competing advances, such as computed tomography and ultrasonography, proponents and participants in the field of nuclear medicine began to search for greener pastures or to pursue narrow sub-specialties. Research became characterized by refinements of existing techniques. In 1983 nuclear medicine experienced what could be a profound change. A new paradigm was born when it was demonstrated that, despite their extremely low chemical concentrations, in the picomolar range, it was possible to image and quantify the distribution of receptors in the human body. Thus, nuclear medicine was able to move beyond physiology into biochemistry and pharmacology. Fundamental to the science of pharmacology is the concept that many drugs and endogenous substances, such as neurotransmitters, react with specific macromolecules that mediate their pharmacologic actions. Such receptors are usually identified in the study of excised tissues, cells or cell membranes, or in autoradiographic studies in animals. The first imaging and quantification of a neuroreceptor in a living human being was performed on May 25, 1983 and reported in the September 23, 1983 issue of SCIENCE. The study involved the development and use of carbon-11 N-methyl spiperone (NMSP), a drug with a high affinity for dopamine receptors. Since then, studies of dopamine and serotonin receptors have been carried out in over 100 normal persons or patients with various neuropsychiatric disorders. Exactly one year later, the first imaging of opitate receptors in a living human being was performed [1].

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