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ドーパミン受容体遮断仮説では、精神病治療薬が神経伝達に関与しているD<sub>2</sub>受容体を遮断することにより、ドーパミン活性を顕著に減少させると考えられている。近年の研究では、症状に対する遺伝的要素が示されている。<ref>http://www.ingentaconnect.com/content/adis/dsf/1998/00000019/00000001/art00006</ref> カテコラミン異常説では、交感神経細胞中のカルシウム制御タンパク質の欠陥がNMSの発症を促すと考えられ、この疾患を[[悪性高熱症]]の神経原性の形態としてとらえる。<ref>
{{cite journal|year=2002| pages=183-93|author= Gurrera RJ|title =Is neuroleptic malignant syndrome a neurogenic form of malignant hyperthermia?| journal = Clinical Neuropharmacology | volume = 25 | issue = 4 | pmid = 12151905}}</ref>
骨格筋異常説では、NMSは悪性高熱症と同じ機序で発症すると考える。症例数は多くないものの、骨格筋異常説に基づいた日本の研究としては古いものから挙げるとCICR検査の108例中6例で筋拘縮テストが陽<ref name=kikuchi_2006></ref>、9症例で変異無し<ref>
{{cite journal|year=20001988 | pages=75297-79301|author= IsamuAraki YasunoM, KazuhiroTakagi KodamaA, ChikaraHiguchi KumakiriI, EijiSugita Shimizu and Toshio SatoH|title =ScreeningNeuroleptic formalignant pointsyndrome: mutationscaffeine contracture of thesingle muscle RYR1fibers and SCN4Amuscle genesin neuroleptic malignant syndromepathology| journal = 千葉医学Neurology| volume = 7638|issue = 2| urlpmid = http://mitizane.ll.chiba-u.jp/metadb/up/AN00142148/KJ00004214791.pdf3340297}}</ref>
</ref>、9症例で変異無し<ref>
、アブストラクトからは症例数不明ながらRyR1に変異があったとする文献が1件<ref>
{{cite journal|year=2000| pages=75-79|author= Isamu Yasuno, Kazuhiro Kodama, Chikara Kumakiri, Eiji Shimizu and Toshio Sato|title =Screening for point mutations of the RYR1 and SCN4A genesin neuroleptic malignant syndrome| journal = 千葉医学| volume = 76 | url = http://mitizane.ll.chiba-u.jp/metadb/up/AN00142148/KJ00004214791.pdf}}
</ref>10症例でCICR検査が陰性<ref name=kikuchi_2006></ref>、アブストラクトからは症例数不明ながらRyR1に変異があったとする文献が1件<ref>
{{cite journal|year=2010 | pages=77-9|author= Sato T, Nishio H, Iwata M, Kentotsuboi, Tamura A, Miyazaki T, Suzuki K|title =Postmortem molecular screening for mutations in ryanodine receptor type 1 (RYR1) gene in psychiatric patients suspected of having died of neuroleptic malignant syndrome| journal = Forensic Sci Int.| volume = 194| issue=1-3| pmid = 19931341 }}
</ref>である。
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