脑的化学构筑

中枢神经解剖脑的化学构筑一 胆碱能神经元系统1. Ach的生物合成和酶解 生物合成 Ach是胆碱和乙酰辅酶 A在胆碱乙酰化酶的作用下合成的。胆碱普遍存在于蔬菜、种子、蛋黄、肾、肝中。也能为肝脏合成，但不能为神经细胞合成。胆碱的三种主要来源是：一是从血液中摄取卵磷脂水解释放出胆碱；二是由神经组织中的磷脂酰胆碱水解得到胆碱；三是更主要来源于释放至突触间隙的 Ach经酶促降解后生成的胆碱。这些胆碱被重摄取，通过特异地分布于胆碱能神经末梢上的高亲和力载体，在 Na+、 ATP存在的条件下，以主动快运转和作用快的方式将胆碱转运入胞浆，重新合成 Ach。 酶解失活 释放到突触间隙的 Ach主要经 AchE水解。从神经末梢释放的 Ach在 2ms内即被水解以迅速终止 Ach的效应，保持突出传递的灵活性 。2. Ach能神经元的细胞定位和纤维联系 局部环路的 Ach能细胞 局部环路神经元主要发现于纹状体、伏隔核和嗅结节。可能还存在于大脑皮层和海马。纹状体内 Ach活性很高，但破坏皮层至纹状体的纤维和纹状体至苍白球和黑质的传出纤维，纹状体内的 Ach浓度无变化。这些研究表明，纹状体内的胆碱能神经元与传出和传入联系无关，它们属于内源性的局部环路 Ach能细胞。 Ach能投射神经元 基底前脑 Ach能系统 基底前脑 Ach能系统的胞体主要位于内侧隔核、斜束带垂直支和水平支、视前大细胞区、苍白球底板的无名质及其向前延伸的苍白球腹侧区、基核。从这些核团发出的 Ach能纤维主要投射至除纹状体以外的端脑中的所有结构和一些脑干区，包括：杏仁、海马、所有的边缘皮层和新皮层区、缰核和脚间核等。 脑干 Ach能系统 由脑桥被盖胆碱能系统和延髓中的胆碱能神经元组成。脑桥被盖 Ach能系统主要投射到丘脑、顶盖、缰核、脚间核、苍白球、外侧下丘脑和基底前脑等。而延髓中的 Ach能神经元，主要分布于一些脑神经核。3. 与 Ach有关的功能 运动、活动：姿势、反射和步态 温度调节 伤害性感觉 摄食行为、饮水和进食 攻击 睡眠与失眠 学习和记忆二 脑内的单胺能神经系统 单胺包括去甲肾上腺素（ NA）、肾上腺素（ A）、多巴胺（ DA）和 5-羟色胺（ 5-HT）。其中 NA、 A和 DA称为儿茶酚胺（ CA）。儿茶酚胺和 5-羟色胺是中枢神经系统中的经典神经递质，含单胺神经递质的神经元称为单胺能神经元。这些神经元的胞体和纤维几乎遍及整个中枢神经系统 。1. 儿茶酚胺的生物合成 合成 CA的原料是来自血液的 L-氨基酸酪氨酸，在胞浆中经酪氨酸羟化酶羟化生成多巴。多巴在芳香族氨基酸脱羧酶的作用下，脱羧生成 DA，之后 DA进入囊泡，在囊泡中经多巴胺 -羟化酶催化生成 NA，最后在肾上腺能神经元或肾上腺嗜铬细胞内经苯乙醇胺氮位甲基移位酶的催化下生成 A。2. 去甲肾上腺素能神经元系统（ 1） NA能细胞群的分布 A1细胞群：定位于延髓外侧网状核。 A2细胞群；位于延髓背内侧，连合核腹外侧和迷走神经背运动核外侧。 A3细胞群：位于背侧副橄榄核，外侧延髓被盖区。 A4细胞群：位于小脑核腹侧，蓝斑的尾端。 A5细胞群：位于蓝斑下核的区域中。 A6细胞群：位于蓝斑，是最大的 NA细胞群。 A7细胞群：位于脑桥外侧被盖区中。NA能上行投射系统，该系统可分为上行背侧束：胞体起自蓝斑 A6细胞群，主要分布到中脑、丘脑、端脑边缘系统和大脑皮层。此外，经小脑上脚进入小脑 ;（ 2） NA能通路上行腹侧束： A1、 A2、 A4、 A5和 A7A细胞群发出，到达中脑网状结构、隔区、丘脑背内侧核和下丘脑室旁核；NA能下行投射系统，也可分为背侧束和腹侧束：前者起源于 A6和 A7细胞群，纤维下行分布于延髓孤束核、延髓后角等，参与感觉传入和调节交感神经元的生理功能；后者细胞起源于 A1和 A2细胞群，终止于脊髓前角和侧角，参与躯体运动与内脏运动的调节。（ 3） NA的生理功能 NA对心血管功能的调节：脑室内注射 NA，引起动物血压降低和心率减慢，这种特异作用与 受体的活动有关 ; NA对体温的调节：动物的体温调节中枢在下丘脑，此区含有丰富的 NA能神经末梢，在不同动物脑室内注射 NA可引起体温降低或体温升高两种截然不同的反应，其动物种系差异很大 ; NA对摄食的影响：在动物下丘脑外侧区即 “饥饿中枢 ”放置 NA，能增加动物摄食。 NA与睡眠和觉醒：一般认为脑干中的 NA神经元，尤其蓝斑核后部的 NA能神经元与动物的快波睡眠有关。提高脑内 NA含量，可使动物产生睡眠。 另外，提高中枢 NA的作用，在行为上动物表现为一般活动加强，觉醒和防御反应加强，提示 NA有助于中枢神经系统维持觉醒状态。 NA与学习记忆：研究发现，提高中枢内 NA含量，可提高动物条件反射的建立，并改善时间记忆的储存。 NA与镇痛： NA与针刺镇痛有关（对抗）。 NA与精神障碍： NA系统活动的失常可能与躁狂或抑郁有关，活动增强时出现躁狂症状，减弱时可能导致抑郁，这些推测尚有待于进一步证实。3. 肾上腺素能神经元 哺乳动物脑内 A的含量仅占 A和 NA总量的 5%10%。 （ 1） A能神经细胞的分布：共分为三群，分别是 C1、 C2和 C3细胞群。 C1细胞群：位于橄榄复合体颅侧，延髓的腹外侧和面神经核的尾侧。 C2细胞群：位于延髓网状结构的背部，前庭核内侧。 C3细胞群：位于延髓中缝的背侧，舌下神经起始部的内侧。( 2） A能神经元纤维投射 部分终止于迷走神经背核和孤束核；部分终止于蓝斑、中脑中央灰质、丘脑和下丘脑（室旁核和弓状核）。( 3） A能神经元的功能 与 NA能神经元相比，对 A能神经元的功能研究甚少，这是由于脑内 NA的含量大大高于 A的含量，因此 A能神经元的作用易被NA能神经元掩盖。但已有的研究表明， A能神经元参与血压的调节、食物和水的摄取、内分泌、体温和呼吸等。4. 多巴胺能神经元系统（） DA能神经元的分布 A细胞群：主要集中在网状结构中。 A细胞群：主要位于黑质。 A细胞群：主要位于中脑腹被盖区。 A细胞群：主要位于室周灰质。 A细胞群：位于弓状核和室周前核。 A细胞群：位于背下丘脑。 A细胞群：位于丘脑下部前端的内侧。 A细胞群：位于视前背侧区。 A细胞群：位于嗅球的球层。（） DA能神经元的纤维投射 上行 DA能神经元系统 中脑纹状体系：起源于黑质（ A），终止于纹状体。 中脑皮层系：起源于 A和 A，发出纤维广泛支配大脑皮层和端脑的广大区域，与情绪整合有关。 中脑间脑系：起自 A和 A，投射至外侧缰核、丘脑底核和下丘脑下行 DA能神经元系统中脑脑干系：起源于 A和 A，投射至中缝背核和外侧臂旁核下丘脑脊髓系：起源于 A和 A，投射至延髓、脊髓后角。 DA对锥体外系运动功能的调节： DA神经元在纹状体锥体外系运动的调控中至关重要。中脑 DA能神经元的损伤或缺失，引起纹状体内 DA缺乏，可导致多种运动障碍性疾病，包括帕金森氏病等。（） DA的主要生理功能DA与精神活动：中脑边缘 DA能系统和中脑皮层 DA能系统参与精神活动包括情感、认知、思维、理解和推理等的调节。精神分裂症的 DA学说。 DA与垂体激素分泌：当垂体功能异常亢进时， DA激动剂可成功地抑制垂体功能； DA对心血管功能的调节：在中枢神经系统不同部位的DA能神经元对心血管系统的作用不尽相同。有抑制也有兴奋作用； DA对胃肠道活动的影响： 中枢 DA能系统参与胃蛋白酶、胃酸、胰腺碱性物和酶的分泌等胃肠道功能的调节。 DA缺乏易引起溃疡病。 DA与中枢催吐作用：兴奋孤束核等处的 DA受体可出现中枢性呕吐。 DA对眼内压的影响：兴奋眼内 DA受体，眼内压升高。 DA与视网膜信息传递的影响：光反应调节。 DA与痛和镇痛：增强中枢神经系统中 DA系统功能活动的药物可明显地对抗吗啡镇痛，减弱中枢神经系统中 DA能系统功能活动的药物则能增强吗啡镇痛。5. 脑内的 5-羟色胺能神经元系统主要存在于消化道、血液和中枢神经系统中；来自色氨酸（） 5-HT神经元胞体的分布：脑干中缝核群 B1-9群（） 5-HT能神经元的纤维投射：投射广泛（） 5-HT的生理功能 5-HT对心血管功能活动的调节： 5-HT在心血管调节的作用与动物种