第二讲动作电位神经递质

信息传导与动作电位 神经元是高度特化的细胞，是神经系统的基本结构和功能单位，神经元是高度特化的细胞，是神经系统的基本结构和功能单位， 其主要功能是接受、整合和传递信息。其主要功能是接受、整合和传递信息。 神经系统信号的传递都通过神经系统信号的传递都通过电或者化学信号电或者化学信号，其中，其中电信号电信号对于信对于信 息的快速及长距离传播具有重要意义。息的快速及长距离传播具有重要意义。 所有的电信号（受体电位、突触电位、动作电位）都是通过所有的电信号（受体电位、突触电位、动作电位）都是通过膜两膜两 侧的离子浓度变化侧的离子浓度变化来实现的，离子进入或者流出细胞导致细胞偏来实现的，离子进入或者流出细胞导致细胞偏 离其静息状态。离其静息状态。 膜电位膜电位 (membrane potential) (membrane potential) 膜电位膜电位通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差。通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差。 生物生物细胞被以半透性细胞膜，而膜两边呈现的生物电位就是这细胞被以半透性细胞膜，而膜两边呈现的生物电位就是这 种电位，平常把细胞内外的电位差叫膜电位。种电位，平常把细胞内外的电位差叫膜电位。 神经细胞神经细胞的膜电位的膜电位主要表现为细胞在安静状态下所具有的主要表现为细胞在安静状态下所具有的静息静息 电位电位和细胞在受到刺激时产生的和细胞在受到刺激时产生的动作电位动作电位。 静息电位静息电位是指细胞在安静时，存在于膜内外的电位差。是指细胞在安静时，存在于膜内外的电位差。 形成机制形成机制： 19021902年年BemsteinBemstein提出了关于静息电位的学说，提出了关于静息电位的学说， 指出该电位差来自指出该电位差来自胞膜对胞膜对KK + + 的选择通透性和跨膜的的选择通透性和跨膜的KK + + 浓度差。浓度差。 （早期假说）（早期假说） 神经元膜的两侧存在跨膜离子浓度差神经元膜的两侧存在跨膜离子浓度差 神经元膜是离子扩散的障碍物神经元膜是离子扩散的障碍物 膜中的离子通道为离子跨膜流动提供孔道膜中的离子通道为离子跨膜流动提供孔道 离子跨膜浓度差与膜电位离子跨膜浓度差与膜电位 静息电位静息电位(resting potential(resting potential，RP)RP) 在胞膜中存在着被称为Na+ -K+泵 (Na+ -K+ pump) 的离子通 道，由它们不断地逆着电化学梯度将Na +泵到胞外，再将K+带 入胞内。 高钾低钠 高钠低钾 哺乳动物神经元细胞内外哺乳动物神经元细胞内外离子离子浓度和平衡电位浓度和平衡电位 细细 胞胞 外外 液液细细 胞胞 内内 液液 平衡平衡 电位（电位（ mVmV） 离子离子 浓度（浓度（mMmM ） 离子离子 浓度（浓度（ mMmM） NaNa + + K K+ + ClCl - - CaCa2+ 2+ 145145 5 5 125125 2 2 NaNa + + K K+ + ClCl - - CaCa2+ 2+ 1212 140140 9 9 0.00010.0001 +65+65 -84-84 -67-67 +125+125 神经元细胞处于相对安静状态时，细胞膜内、外存在的电位神经元细胞处于相对安静状态时，细胞膜内、外存在的电位 差，细胞内电位约差，细胞内电位约-65mV-65mV，接近于，接近于K+K+的平衡电位的平衡电位-80mv-80mv，此，此 种状态称种状态称极化极化。静息电位增大称静息电位增大称超极化超极化；减小称减小称去极化去极化；去；去 极化至零或变为正值则称极化至零或变为正值则称反极化反极化；去极化后再恢复至静息电；去极化后再恢复至静息电 位称位称复极化复极化。 静息电位应主要由K+、Na+、Cl-三种离子的平衡电位决定 动作电位动作电位(action potential(action potential，AP)AP) 在静息电位的基础上，神经细胞受在静息电位的基础上，神经细胞受 到适当刺激时，其膜电位会发生可到适当刺激时，其膜电位会发生可 扩布的改变。当刺激强度达到阈值扩布的改变。当刺激强度达到阈值 时，会产生一个不衰减的时，会产生一个不衰减的“ “全或无全或无” ” 式的沿神经纤维传导的神经冲动，式的沿神经纤维传导的神经冲动， 称为称为动作电位。动作电位。 阈电位（阈电位（thresholdthreshold）：）：能引起动作能引起动作 电位的最小刺激强度电位的最小刺激强度 动作电位产生的机制动作电位产生的机制 动作电位产生与细胞膜的通透性及离子转运有关：动作电位产生与细胞膜的通透性及离子转运有关： 去极化过程：去极化过程：当细胞受刺激而兴奋时，膜当细胞受刺激而兴奋时，膜对对NaNa + + 通透性增大通透性增大， 对对K K + + 通透性减小，胞外的通透性减小，胞外的NaNa + + 内流形成了的电内流形成了的电- -化学平衡电化学平衡电 位。位。 复极化过程：复极化过程：当细胞膜去极到峰值时，细胞膜的当细胞膜去极到峰值时，细胞膜的NaNa + + 通道迅速通道迅速 关闭，而对关闭，而对K K + + 的通透性增大，细胞内的的通透性增大，细胞内的K K + + 外流，导致膜内负外流，导致膜内负 电位增大，直至恢复到静息时的数值。电位增大，直至恢复到静息时的数值。 可兴奋细胞每发生一次动作电位，激活了可兴奋细胞每发生一次动作电位，激活了NaNa + + -K-K + + 依赖式依赖式 ATPATP 酶即酶即NaNa + + -K-K + + 泵，将胞内多余的泵，将胞内多余的Na+Na+泵出胞外，同时把胞外泵出胞外，同时把胞外K K + + 泵进胞内，以恢复静息状态的离子分布，保持细胞的正常兴奋泵进胞内，以恢复静息状态的离子分布，保持细胞的正常兴奋 性。性。动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。 阈值(threshold): 足够多的钠通道的开放使钠离子通透性大 于钾离子 上升相（rising phase)：钠通道完全开放，钠离子迅速进入 胞内 超射（Overshoot）：趋向于钠平衡电位 下降相(falling phase)：钠通道失活，钾通道开放增加 回射（后超级化，undershoot)：接近于钾平衡电位 绝对不应期(absolute refractory period)：钠通道失活， 不能被激活 相对不应期(relative refractory period)：超极化状态 小结动作电位特征的形成原因: 对于神经元而言，多个局部电流经过空间和时间上的整合，超对于神经元而言，多个局部电流经过空间和时间上的整合，超 过阈值（阈电位），将引发动作电位。过阈值（阈电位），将引发动作电位。 动作电位发放频率、大小，是神经系统信息编码的基本形式。动作电位发放频率、大小，是神经系统信息编码的基本形式。 人工智能：解码神经系统信息编码 全或无式脉冲反应全或无式脉冲反应 不减衰传导不减衰传导 绝对不应期和相对不应期绝对不应期和相对不应期 主要生理功能：主要生理功能： 作为快速而长距离地传导的电信号作为快速而长距离地传导的电信号 调控神经递质的释放、肌肉的收缩和腺体的分泌等调控神经递质的释放、肌肉的收缩和腺体的分泌等 动作电位的特征动作电位的特征 有髓纤维有髓纤维动作电位的传导动作电位的传导 神经纤维传导的特征神经纤维传导的特征 完整性：完整性：神经纤维在结构和功能上必须完整，如果神经纤维神经纤维在结构和功能上必须完整，如果神经纤维 被切断或局部受麻醉药作用丧失了完整性，局部电流不能很被切断或局部受麻醉药作用丧失了完整性，局部电流不能很 好通过断口或麻醉区就会发生传导阻滞。好通过断口或麻醉区就会发生传导阻滞。 绝缘性：绝缘性：一条神经干中包含着许多条神经纤维，但由于局部一条神经干中包含着许多条神经纤维，但由于局部 电流主要在一条纤维上构成回路，加上各纤维之间存在结缔电流主要在一条纤维上构成回路，加上各纤维之间存在结缔 组织，因此每条纤维传导冲动时基本上互不干扰。组织，因此每条纤维传导冲动时基本上互不干扰。 相对不疲劳性：相对不疲劳性：耗能小。耗能小。 有髓神经纤维兴奋传导呈跳跃式。髓鞘越厚，结间体越长，传 导速度越快。而无髓纤维传导速度则慢得多。 轴突直径 v= d1/2 v(m/s)=6d(um) 温度的高低，温度低则传导速度慢。 测定传导速度有助于诊断神经纤维的疾患和估计神经损伤的预 后。 决定神经纤维传导速度的因素决定神经纤维传导速度的因素 突触突触 SynapseSynapse 刺激刺激 感觉末梢离子通道开放感觉末梢离子通道开放 膜去极化膜去极化 动作电位动作电位 信息传给其它神经元信息传给其它神经元 信号处理信号处理 发布指令发布指令 18971897年，英国的生理学家年，英国的生理学家Charles Charles Sherrington Sherrington 提出提出突触突触（synapse)synapse)的概念，将在的概念，将在 突触处发生的信息传递过程称为突触处发生的信息传递过程称为突触传递突触传递（ synaptic transmissionsynaptic transmission）。）。 每个神经元有很多突触，如大脑皮质锥体细每个神经元有很多突触，如大脑皮质锥体细 胞约有胞约有3 3万个突触，小脑中有的细胞多达万个突触，小脑中有的细胞多达2020万万 个突触。个突触。 成千上万的神经元通过突触组构成不同水平成千上万的神经元通过突触组构成不同水平 的多级神经元环路，进行细胞间的信息传的多级神经元环路，进行细胞间的信息传 递。递。 广义的突触广义的突触：不仅指两个神经元之间的功能性接触，亦不仅指两个神经元之间的功能性接触，亦 包括神经元与效应器或感受细胞，以及与胶质细胞之间的功能包括神经元与效应器或感受细胞，以及与胶质细胞之间的功能 性接触；是神经元回路的组成单位，是不同信息加工的关键环性接触；是神经元回路的组成单位，是不同信息加工的关键环 节；其功能是进行神经冲动的传递、情报的整合和信息的处节；其功能是进行神经冲动的传递、情报的整合和信息的处 理。理。 现代的突触定义现代的突触定义： 两个神经元之间、神经元与两个神经元之间、神经元与 感受细胞感受细胞/ /效应细胞之间、同效应细胞之间、同 一个神经元的突起之间的结一个神经元的突起之间的结 构上特化的机能联系部位。构上特化的机能联系部位。 突触标准：突触标准： 解剖上的实体；解剖上的实体； 独特的生化组成；独特的生化组成； 有特殊的功能；有特殊的功能； 有多个控制位点。有多个控制位点。 电突触电突触通过缝隙连接，借离子流（局部电流）为媒介构成电通过缝隙连接，借离子流（局部电流）为媒介构成电 信号的直接传递。主要见于无脊椎动物，在脊椎动物大脑内，心信号的直接传递。主要见于无脊椎动物，在脊椎动物大脑内，心 肌和平滑肌细胞间也存在这种突触。肌和平滑肌细胞间也存在这种突触。 化学性突触化学性突触借化学递质媒介进行信息传递。根据其递质又可借化学递质媒介进行信息传递。根据其递质又可 分为乙酰胆碱能、多巴胺能、谷氨酸能、分为乙酰胆碱能、多巴胺能、谷氨酸能、GABAGABA能突触等。能突触等。 混合性突触混合性突触在两个神经元之间的突触面上，可有化学传递和在两个神经元之间的突触面上，可有化学传递和 电传递两种结构并存，称为混合性突触（电传递两种结构并存，称为混合性突触（mixed synapsemixed synapse）。）。 突触的分类突触的分类 1. 1. 根据突触结构和传递机制分类：根据突触结构和传递机制分类： 轴轴树突触树突触：最常见，可以是轴突与树突干或树突棘相突触：最常见，可以是轴突与树突干或树突棘相突触 ，多为不对称型，据认为是兴奋性突触。，多为不对称型，据认为是兴奋性突触。 轴轴体突触：体突触：可为对称型或不对称型，但以对称型为多可为对称型或不对称型，但以对称型为多 轴轴轴突触轴突触：多在轴丘处或轴突起始处或轴突末梢部，大多多在轴丘处或轴突起始处或轴突末梢部，大多 具有突触前抑制作用。具有突触前抑制作用。 另外还有另外还有树树树突触、体树突触、体树突触、体树突触、体体突触、树体突触、树体突体突 触、体触、体轴突触、树轴突触、树轴突触轴突触，这些突触多为电传递，可能，这些突触多为电传递，可能 有修饰神经环路中的传入冲动，并起相当复杂的调制作用。有修饰神经环路中的传入冲动，并起相当复杂的调制作用。 按照神经元接触的部位分类按照神经元接触的部位分类 兴奋性突触兴奋性突触突触前膜释放的是兴奋性神经递质，引起突触突触前膜释放的是兴奋性神经递质，引起突触 后膜呈现兴奋性（膜的去极化）后膜呈现兴奋性（膜的去极化） 抑制性突触抑制性突触突触前膜释放的是抑制性神经递质，引起突触突触前膜释放的是抑制性神经递质，引起突触 后膜发生抑制性变化。后膜发生抑制性变化。 根据突触生理作用分类：根据突触生理作用分类： GrayGray氏氏1 1型（非对称型）型（非对称型） 往往是兴奋性的，如谷氨往往是兴奋性的，如谷氨 酸能突触。突触小泡以圆酸能突触。突触小泡以圆 形为主，其突触前致密带形为主，其突触前致密带 （活性带）明显，突触间（活性带）明显，突触间 隙较宽，突触后膜致密。隙较宽，突触后膜致密。 GrayGray氏氏2 2型（对称型）型（对称型） 往往是抑制性的，如往往是抑制性的，如GABAGABA 能突触，其突触前致密带能突触，其突触前致密带 不明显，突触间隙较窄，不明显，突触间隙较窄， 突触后膜较薄，突触小泡突触后膜较薄，突触小泡 以扁平形为主。以扁平形为主。 根据突触前后膜的特征分类：根据突触前后膜的特征分类： 串联式突触串联式突触类似于电路中的类似于电路中的 串联一样串联一样 交互式突触交互式突触同一个突触有两同一个突触有两 个传递方向相反的的活动点，个传递方向相反的的活动点， 互为突触的前后膜，如绣球僧互为突触的前后膜，如绣球僧 帽细胞和颗粒细胞之间的突帽细胞和颗粒细胞之间的突 触。触。 根据突触排列方式分类：根据突触排列方式分类： 并联式突触并联式突触两个或两个以上的突触前成分同时作用于突触两个或两个以上的突触前成分同时作用于突触 后膜上。后膜上。 (1)(1)包围式突触包围式突触：一个轴突末梢的许一个轴突末梢的许 多分支密集地贴附在另一神经元的胞多分支密集地贴附在另一神经元的胞 体上，这种结合形式使兴奋易于总合体上，这种结合形式使兴奋易于总合 ，相当于轴突，相当于轴突- -胞体突触。胞体突触。 (2)(2)依傍式突触：依傍式突触：一个神经元的轴突一个神经元的轴突 末梢分支与另一神经元的树突或胞体末梢分支与另一神经元的树突或胞体 的某一点相接触，这一结合形式起易的某一点相接触，这一结合形式起易 化作用，相当于轴突化作用，相当于轴突- -树突突触或轴突树突突触或轴突 - -胞体突触。胞体突触。 根据突触结合形式分类根据突触结合形式分类 连接子连接子 突突 触触 结结 构构 1. 1. 概念：概念：神经元膜紧密接神经元膜紧密接 触的部位，触的部位，是一种电传递是一种电传递 2. 2. 结构基础：结构基础：缝隙连接缝隙连接（gap junction)gap junction)。 由突触前膜、突触后膜和突触由突触前膜、突触后膜和突触 间隙组成；突触间隙极窄，约间隙组成；突触间隙极窄，约 2-4nm 2-4nm左右；突触前、后膜的左右；突触前、后膜的 构造完全相等，无增厚，紧相构造完全相等，无增厚，紧相 贴附，突触前膜无突触囊泡贴附，突触前膜无突触囊泡 电信号的传递是通过连接子通道进行电信号的传递是通过连接子通道进行 电突触电突触（Electrical synapseElectrical synapse） 化学性突触化学性突触 （chemical synapseschemical synapses ） 是哺乳动物神经组织信息传递的是哺乳动物神经组织信息传递的 主要形式，由突触前成分、突触主要形式，由突触前成分、突触 后成分和突触间隙所构成，呈单后成分和突触间隙所构成，呈单 向性传导。突触前后膜厚约向性传导。突触前后膜厚约 7.5nm7.5nm。 a.CNSa.CNS中的兴奋性突触中的兴奋性突触 b. PNSb. PNS中的一个突触中的一个突触 突突 触触 传传 递递 是指经典的化学突触传递过程，是指经典的化学突触传递过程， 可简单概括为可简单概括为3 3部分：部分： 突触前神经轴突末梢的电信号转突触前神经轴突末梢的电信号转 化为化学信号化为化学信号 化学物质到达突触后神经元化学物质到达突触后神经元 突触后神经元将化学信号转突触后神经元将化学信号转 化为电信号化为电信号 电电- -化学化学- -电传递电传递 突触前神经元兴奋突触前神经元兴奋 突触前膜去极化突触前膜去极化CaCa2+ 2+通道开放 通道开放细胞细胞 外外Ca Ca 2+ 2+内流 内流突触囊泡向突触前膜靠近和融合突触囊泡向突触前膜靠近和融合 突触小泡释突触小泡释 放神经递质放神经递质突触后膜受体与递质相互作用突触后膜受体与递质相互作用后膜离子通道后膜离子通道 开放或关闭开放或关闭突触后膜去极化或超级化突触后膜去极化或超级化突触后电位突触后电位多余多余 递质失活递质失活突触囊泡返回质膜突触囊泡返回质膜 经典突触传递过程经典突触传递过程 单向传递单向传递：兴奋只能从突触前神经末梢传向突触后神经元而不兴奋只能从突触前神经末梢传向突触后神经元而不 能逆向传递。能逆向传递。 突触延搁突触延搁：兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导慢，约兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导慢，约 需需0.5ms0.5ms。 总和总和：通常兴奋性突触每兴奋一次不足以触发突触后神经元兴通常兴奋性突触每兴奋一次不足以触发突触后神经元兴 奋，而需同时传来一连串兴奋或许多突触前神经末梢同时传来奋，而需同时传来一连串兴奋或许多突触前神经末梢同时传来 兴奋。兴奋。 对内环境变化敏感性对内环境变化敏感性：缺氧、缺氧、CO2CO2增加或酸碱度改变都可以改变增加或酸碱度改变都可以改变 突触部位的传递活动。突触部位的传递活动。 对某些药物敏感：对某些药物敏感：突触后膜的受体对神经递质非常敏感，因而突触后膜的受体对神经递质非常敏感，因而 某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或增强突某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或增强突 触的传递。触的传递。 经典突触传递特点经典突触传递特点 突触的整合功能突触的整合功能 CNSCNS内的突触传递的复杂性：内的突触传递的复杂性： 中枢神经元的各个部位每时每刻都接受着不同性质、不同强中枢神经元的各个部位每时每刻都接受着不同性质、不同强 度突触传入活动的影响，在神经元上产生幅度大小不一、持续度突触传入活动的影响，在神经元上产生幅度大小不一、持续 时间不一的局部电流。时间不一的局部电流。 突触整合：突触整合： 神经元将各种传入冲动引起的突触后反应进行时间和空间的总和神经元将各种传入冲动引起的突触后反应进行时间和空间的总和 ，最终决定是否输出动作电位的过程称为突触整合。，最终决定是否输出动作电位的过程称为突触整合。 突触整合的本质：突触整合的本质： 突触处被激活的电导和离子流的对抗；突触处被激活的电导和离子流的对抗； 脑的最基本的功能活动的本质就是进行突触整合。脑的最基本的功能活动的本质就是进行突触整合。 突触整合的简单形式：突触整合的简单形式： 是总和，包括时间总和和空间总和是总和，包括时间总和和空间总和。前者指某一突。前者指某一突 触连续活动时，相继产生的多个突触后电位进行的叠触连续活动时，相继产生的多个突触后电位进行的叠 加过程；后者指几个相邻突触同时活动时产生的多个加过程；后者指几个相邻突触同时活动时产生的多个 突触后电位的叠加过程。当总趋势为超极化时，突触突触后电位的叠加过程。当总趋势为超极化时，突触 后神经元表现为抑制；当突触后膜去极化时，后神经元表现为抑制；当突触后膜去极化时， 则神则神 经元的兴奋性升高，如去极化达阈电位，即可爆发动经元的兴奋性升高，如去极化达阈电位，即可爆发动 作电位。作电位。 突触整合的关键部位：突触整合的关键部位： 轴突起始段轴突起始段，此处是动作电位的触发区，其细胞膜 ，此处是动作电位的触发区，其细胞膜 具有高密度的电压门控钠通道，阈电位较其它部位具有高密度的电压门控钠通道，阈电位较其它部位 低。低。 与突触有关的疾病与突触有关的疾病 1 1重症肌无力：重症肌无力： 重症肌无力是神经肌肉接头处传重症肌无力是神经肌肉接头处传 递障碍的慢性疾病，也就是说支递障碍的慢性疾病，也就是说支 配肌肉收缩的神经在多种病因的配肌肉收缩的神经在多种病因的 影响下，不能将影响下，不能将“信号信号”正常传递正常传递 到肌肉，使肌肉丧失了收缩功能，到肌肉，使肌肉丧失了收缩功能， 所以临床上就出现了眼睑下垂、所以临床上就出现了眼睑下垂、 复视、斜视，表情肌和咀嚼肌无复视、斜视，表情肌和咀嚼肌无 力表现为表情淡漠、不能鼓腮吹力表现为表情淡漠、不能鼓腮吹 气等，延髓肌无力则出现语言不气等，延髓肌无力则出现语言不 利、伸舌不灵、进食困难、饮食呛咳等。问题出在利、伸舌不灵、进食困难、饮食呛咳等。问题出在突触后突触后，递，递 质与受体结合受阻。质与受体结合受阻。 2 2突触前神经肌接头阻断突触前神经肌接头阻断 突触前突触前存在电压门控钙离子通道抗体，致钙离子内流减少，递质存在电压门控钙离子通道抗体，致钙离子内流减少，递质 释放受阻。使用免疫抑制剂往往使症状得到缓解。问题出在突释放受阻。使用免疫抑制剂往往使症状得到缓解。问题出在突 触前。触前。 神经信息物质的分类神经信息物质的分类 神经递质神经递质 神经调质神经调质 神经肽神经肽 神经受体神经受体 神经营养因子神经营养因子 神经蛋白神经蛋白 神经递质神经递质(Neurotransmitter)(Neurotransmitter) 在神经信息物质中，常把那些由在神经信息物质中，常把那些由突触前神经元合突触前神经元合 成、释放成、释放，与受体结合与受体结合时能导致快速的时能导致快速的突触后电突触后电 位产生位产生的化学活性物质称为神经递质。神经系统的化学活性物质称为神经递质。神经系统 实现实现突触传递突触传递的化学信息物质称为递质。的化学信息物质称为递质。 概念概念 确定神经递质的主要条件确定神经递质的主要条件 在突触前神经元中合成，有合成递质的在突触前神经元中合成，有合成递质的前体和酶系统前体和酶系统。 递质存在于突触小泡内，受到适宜刺激时，能从突触前递质存在于突触小泡内，受到适宜刺激时，能从突触前 神经元释放出来。通过突触间隙，与突触后膜上的受体神经元释放出来。通过突触间隙，与突触后膜上的受体 结合并产生一定的生理效应。结合并产生一定的生理效应。 存在使该递质存在使该递质失活失活的酶或其他失活方式的酶或其他失活方式( (如重摄取如重摄取) )，以，以 便其在发挥上述效应后作用迅速终止，从而保证突触传便其在发挥上述效应后作用迅速终止，从而保证突触传 递的高度灵活。递的高度灵活。 有特异的受体激动剂和拮抗剂。有特异的受体激动剂和拮抗剂。 胆碱类胆碱类 乙酰胆碱乙酰胆碱 AchAch， 单胺类单胺类 （1 1）儿茶酚胺）儿茶酚胺 catecholamine, CAcatecholamine, CA a a 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 (NE(NE或或NA)NA) b b 多巴胺多巴胺 (DA)(DA) c c 肾上腺素肾上腺素(E (E 或或A)A) （2 2）吲哚胺（）吲哚胺（ indoleamine , IA indoleamine , IA） 5-5-羟色胺（羟色胺（5-HT, 5-HT, 又称又称serotonin serotonin 血清紧张素）血清紧张素）既可抑制也可兴奋（决定于突既可抑制也可兴奋（决定于突 触后膜的受体）触后膜的受体） 氨基酸类氨基酸类 （1 1）抑制性氨基酸类：）抑制性氨基酸类：-氨基丁酸，甘氨酸氨基丁酸，甘氨酸 （2 2）兴奋性氨基酸类：谷氨酸，天冬氨酸）兴奋性氨基酸类：谷氨酸，天冬氨酸 神经肽：神经肽：神经激素肽、阿片肽、脑肠肽等神经激素肽、阿片肽、脑肠肽等 嘌呤类：嘌呤类：ATPATP 其他神经递质：其他神经递质：NONO（内皮源性舒张因子），内皮源性舒张因子），COCO、内源性大麻素等，弥散、内源性大麻素等，弥散 递质的类型递质的类型 在中枢，有多种神经递质分布在中枢，有多种神经递质分布 在外周，主要神经递质为在外周，主要神经递质为AchAch和和NENE Ach:Ach:交感和副交感神经的节前纤维、副交感神经节后交感和副交感神经的节前纤维、副交感神经节后 纤维、部分交感神经节后纤维（汗腺、骨骼肌）和躯纤维、部分交感神经节后纤维（汗腺、骨骼肌）和躯 体运动神经的神经末梢都释放体运动神经的神经末梢都释放AchAch。释放。释放AchAch的神经元的神经元 称为称为胆碱能神经元胆碱能神经元 NE:NE:大部分交感神经节后纤维（除汗腺、骨骼肌）的大部分交感神经节后纤维（除汗腺、骨骼肌）的 神经末梢释放神经末梢释放NENE。释放。释放NENE的神经元称为的神经元称为去甲肾上腺素去甲肾上腺素 能神经元。能神经元。 神经递质的分布神经递质的分布 神经递质合成、释放和灭活神经递质合成、释放和灭活 （1 1） 神经递质的合成神经递质的合成 合成场所：在神经细胞体内合成的。合成场所：在神经细胞体内合成的。 合成的先决条件（之一）：细胞中是否存在合成这种神经递质合成的先决条件（之一）：细胞中是否存在合成这种神经递质 的酶系及原材料。的酶系及原材料。（胆碱 +乙酰辅酶A 胆碱乙酰基移位酶 乙酰胆碱 ） （2 2）神经递质的释放）神经递质的释放 首先是神经动作电位到达神经终末，引起首先是神经动作电位到达神经终末，引起CaCa2+ 2+流入突触前膜； 流入突触前膜； CaCa2+ 2+ 的流入促进突触小泡向突触前膜移动并与之融合，随后小 的流入促进突触小泡向突触前膜移动并与之融合，随后小 泡破裂，神经递质释放到突触间隙泡破裂，神经递质释放到突触间隙( (此过程为胞吐此过程为胞吐) )。 （3 3）神经递质的失活）神经递质的失活 由特异的酶直接分解；由特异的酶直接分解； 被细胞间液稀释后，进入血液循环带到一定场所分解失活；被细胞间液稀释后，进入血液循环带到一定场所分解失活； 被突触前膜吸收后再利用。被突触前膜吸收后再利用。 不同类型的神经递质采用不同的方式失活，可能是上不同类型的神经递质采用不同的方式失活，可能是上 面的一面的一 种、两种或三种并用。种、两种或三种并用。 神经调质神经调质(Neuromodulater)(Neuromodulater) 本身不具有递质活性，大多与G蛋白耦联的受体结合后诱 发突触前或突触后电位，不直接引起突触后生物学效应 ，但能调制神经递质在突触前的释放及突触后细胞的兴 奋性，调制突触后细胞对递质的反应，如信息传递的效 率、反应强度等的化学活性物质称为神经调质，如某些 肽类、细胞因子、金属离子、气体类等。 概念概念 神经调质的主要特征神经调质的主要特征 （1 1）可由）可由神经细胞、胶质细胞或其他分泌细胞神经细胞、胶质细胞或其他分泌细胞释放，对释放，对 递质起调节作用；递质起调节作用； （2 2）不直接不直接传递神经信息，而是调节神经信息传递过程传递神经信息，而是调节神经信息传递过程 的效率和速率，其发生作用的的效率和速率，其发生作用的距离比神经递质大距离比神经递质大，但其化，但其化 学组成和结构可能与同类神经递质相同，也可能与神经递学组成和结构可能与同类神经递质相同，也可能与神经递 质完全不同。质完全不同。 （3 3）调节递质在）调节递质在突触前突触前的释放及其基础活动水平；的释放及其基础活动水平； （4 4）影响）影响突触后突触后细胞对递质的反应性，对递质的效应起细胞对递质的反应性，对递质的效应起 调制作用。调制作用。 突触突触前前调节：调节：直接直接影响突触前囊泡的递质影响突触前囊泡的递质释放量释放量；影响细胞内；影响细胞内 某些酶的作用而影响递质的合成、某些酶的作用而影响递质的合成、代谢代谢等基础活动等基础活动； 突触突触后后调节：调节：改变改变突触后膜电位，影响去极化的突触后膜电位，影响去极化的幅度幅度或阈值或阈值； 影响影响受体的变构受体的变构效应：效应：改变改变受体的敏感性，受体的敏感性，改变膜改变膜内外离子运内外离子运 转的速度等，从而抑制或易化转的速度等，从而抑制或易化突触传递；突触传递； 改变改变递质的作用递质的作用效果：效果：如如使兴奋性递质变为使兴奋性递质变为抑制性抑制性或使抑制性或使抑制性 递质转变为兴奋性递质转变为兴奋性。 神经调质调节突触传递的方式神经调质调节突触传递的方式 4. 4. 神经递质和调质的区分神经递质和调质的区分 二者无严格区分：二者无严格区分： 神经递质神经递质膜受体膜受体离子通道开放离子通道开放产生兴奋或抑制效应的化产生兴奋或抑制效应的化 学物质；学物质； 神经调质神经调质膜受体膜受体第二信使第二信使膜兴奋性或其它递质释放发生膜兴奋性或其它递质释放发生 改变。改变。 二者的区分是相对的。比如有些神经调节物质既能起递质的作二者的区分是相对的。比如有些神经调节物质既能起递质的作 用又能起调质的作用，关键在于它们与何种受体类型或亚型相用又能起调质的作用，关键在于它们与何种受体类型或亚型相 结合。结合。如乙酰胆碱与如乙酰胆碱与N-N-型受体结合时，引起快速的兴奋性突触型受体结合时，引起快速的兴奋性突触 后电位后电位(EPSP)(EPSP)，起递质作用；而与，起递质作用；而与M-M-型受体结合时，引起缓型受体结合时，引起缓 慢突触后电位和其它促代谢作用，起调质作用。慢突触后电位和其它促代谢作用，起调质作用。 神经肽（神经肽（NeuropeptidesNeuropeptides） 概念：概念：神经肽是生物体内的一类生物活性多肽神经肽是生物体内的一类生物活性多肽, , 大多分布于神大多分布于神 经组织经组织, , 也可存在于其它组织也可存在于其它组织, , 按其分布不同按其分布不同分别起递质分别起递质 (transmitter)(transmitter)、调质、调质(modulator)(modulator)或激素或激素(hormone) (hormone) 的作用的作用。 特点：特点：含量低、活性高、作用广泛而又复杂，可以多种方式含量低、活性高、作用广泛而又复杂，可以多种方式 ，如，如递质传递或旁分泌或神经内分泌递质传递或旁分泌或神经内分泌等起调节作用。等起调节作用。 功能：功能：在体内调节多种多样的生理功能在体内调节多种多样的生理功能, ,如痛觉、睡眠、情如痛觉、睡眠、情 绪、学习与记忆乃至神经系统本身的分化和发育都受神经肽的绪、学习与记忆乃至神经系统本身的分化和发育都受神经肽的 调节。调节。 神经肽概念神经肽概念 神经肽分类神经肽分类 类 别名 称 垂体肽 血管升压素(VP, 曾称抗利尿激素, ADH)，催产素(OT )，促 肾上腺皮质激素(ACTH)，-促黑激素(-MSH)，催乳素 (PRL)，垂体腺苷酸环化酶激活肽( PACAP) 下丘脑神经肽 促皮质激素释放激素(CRH)，生长激素释放激素(GHRH , GRH )，生长抑素(SS)，促性腺激素释放激素(GnRH)，促 甲状腺激素释放激素(TRH) 脑肠肽 P物质(SP)，生长抑素(SS)，神经降压肽(NT)，缩胆囊素 (CCK, 曾称胆囊收缩素血管活性肠肽, VIP)， 胰多肽，铃蟾 肽(曾称蛙皮素) 内源性阿片肽 甲硫-脑啡肽(M-ENK)，亮-脑啡肽(L-ENK)，-内啡肽(- EP)，-内啡肽(-EP)，强啡肽A (Dyn A)，强啡肽B (Dyn B)，-新内啡肽 其他 降钙素基因相关肽(CGRP)，神经肽Y (NPY)，缓激肽(BK) ，心房钠尿肽(ANP, 曾称心钠素、心房肽等) ，脑钠尿肽 (BNP, 曾称脑钠素、利钠利尿素/肽)，内皮素(ET) 神经肽按发现部位进行分类神经肽按发现部位进行分类 神经肽的合成和代谢神经肽的合成和代谢 （1 1）生物合成：）生物合成： 神经肽是在特定的细胞内合成的神经肽是在特定的细胞内合成的, , 首先在胞体由其基因转录成首先在胞体由其基因转录成 mRNA, mRNA, 然后再翻译成然后再翻译成无活性的前体蛋白无活性的前体蛋白, , 装入囊泡经轴浆运装入囊泡经轴浆运 输至神经末梢，在转运的过程中经输至神经末梢，在转运的过程中经酶切、修饰等加工成有活性酶切、修饰等加工成有活性 的神经肽。的神经肽。 （2 2）释放：）释放： 中枢神经系统神经肽与经典递质的释放相似中枢神经系统神经肽与经典递质的释放相似, ,电刺激或高钾引电刺激或高钾引 起的去极化都可使神经肽释放。但在外周神经系统中起的去极化都可使神经肽释放。但在外周神经系统中, , 高频电高频电 刺激才可使神经肽释放刺激才可使神经肽释放, , 而单个或低频电刺激即可引起神经递而单个或低频电刺激即可引起神经递 质的释放。质的释放。 （3 3）失活：）失活： 神经肽的主要失活方式是神经肽的主要失活方式是酶促降解酶促降解，一般无重摄取机制一般无重摄取机制。神经。神经 肽可经氨肽酶、羧肽酶和一些内肽酶的作用而失活。肽可经氨肽酶、羧肽酶和一些内肽酶的作用而失活。 神经肽作用方式神经肽作用方式 1.1.神经内分泌方式：神经内分泌方式：如如催产素OTOT、血管升压素VP VP 以及下丘脑释放以及下丘脑释放 激素激素, , 如如TRHTRH、CRHCRH、GnRH GnRH 等。等。 2.2.神经递质传递方式：神经递质传递方式：神经肽从神经末梢释放后神经肽从神经末梢释放后, , 通过突触后间隙通过突触后间隙 作用于突触后膜上的受体作用于突触后膜上的受体, , 使突触后神经元或靶细胞发生兴奋或使突触后神经元或靶细胞发生兴奋或 抑制。如抑制。如P物质 就是痛觉传入的初级就是痛觉传入的初级 感觉神经纤维的递质。感觉神经纤维的递质。 3.3.神经调质的作用方式神经调质的作用方式：神经肽的多数作用是作为调质神经肽的多数作用是作为调质( ( modulator ) modulator ) 对靶细胞发挥作用。对靶细胞发挥作用。 4.4.其他方式其他方式 神经营养作用神经营养作用：-MSHMSH、ACTH ACTH 及及ACTH ACTH 的片段可促进神经的片段可促进神经 突起的生长。突起的生长。 肌肉营养作用：肌肉营养作用：如如CGRP CGRP 可能就有肌肉营养作用。可能就有肌肉营养作用。 神经肽对免疫细胞可能具有神经肽对免疫细胞可能具有细胞因子样的作用细胞因子样的作用：如阿片肽、如阿片肽、SPSP 、LHRH LHRH 等。等。 神经肽和神经递质的主要区别神经肽和神经递质的主要区别 经典神经递质经典神经递质 神经肽神经肽 分子量分子量 小（小（100100数百）数百） 大（数百大（数百 数千）数千） 含量含量 1010-9 -910 10-10 -10 mol/mg 10 mol/mg 10-12 -12-10 -10-15 -15 mol/mg mol/mg 囊泡囊泡 小，透亮（小，透亮（30-50nm30-50nm） 大，致密（大，致密（80-100nm80-100nm） 合成合成 胞体和末梢胞体和末梢 胞体胞体 释放释放 低频刺激、快低频刺激、快 高频、比前者慢高频、比前者慢 失活失活 重摄取、酶解、弥散重摄取、酶解、弥散 酶促降解酶促降解 功能功能 迅速而准确迅速而准确 缓慢而持久缓慢而持久 神经受体（神经受体（neuroreceptorneuroreceptor） 受体（受体（receptor)receptor)：位于细胞膜或细胞内能与某些化学物质（如位于细胞膜或细胞内能与某些化学物质（如 递质、调质、激素等）发生高亲和力地特异性结合并诱发生物学递质、调质、激素等）发生高亲和力地特异性结合并诱发生物学 效应的细胞蛋白质。效应的细胞蛋白质。神经元上的受体称为神经受体。神经元上的受体称为神经受体。 激动剂（激动剂（agonist)agonist)：能与受体发生特异性结合并产生生物效应的能与受体发生特异性结合并产生生物效应的 化学物质。化学物质。 拮抗剂（拮抗剂（antagonistantagonist）：与受体发生特异性结合，拮抗递质或调：与受体发生特异性结合，拮抗递质或调 质进而阻断其作用的化学物质。质进而阻断其作用的化学物质。 配体（配体（ligandligand）：）：能与受体结合的物质统称为配体（激动剂、拮能与受体结合的物质统称为配体（激动剂、拮 抗剂及神经递质、神经调质、激素等）。抗剂及神经递质、神经调质、激素等）。 概念概念 神经受体的特性神经受体的特性 （1 1）与配体结合具有：）与配体结合具有：相对特异性，饱和性，可逆性。相对特异性，饱和性，可逆性。 （2 2）受体有亚型：）受体有亚型：对每个配体来说，有数个亚型。对每个配体来说，有数个亚型。同一同一 个配体在与不同亚型受体结合后，可产生多样化效应。个配体在与不同亚型受体结合后，可产生多样化效应。 （3 3）受体存在部位：）受体存在部位：受体不仅存在于受体不仅存在于突触后膜突触后膜，而且存，而且存 在于在于前膜前膜。大多数前膜受体与配体结合后，其作用是。大多数前膜受体与配体结合后，其作用是抑制抑制 前膜递质的进一步释放，如前膜递质的进一步释放，如NENE作用于前膜作用于前膜 2 2 受体可抑制受体可抑制 NENE的释放。的释放。少数突触前受体能易化递质释放少数突触前受体能易化递质释放。 神经受体分类神经受体分类 根据所结合的天然配体的种类根据所结合的天然配体的种类 胆碱受体胆碱受体 肾上腺素受体肾上腺素受体 多巴胺受体多巴胺受体 甘氨酸受体甘氨酸受体 5-HT5-HT受体等受体等 膜受体膜受体 胞浆受体胞浆受体 核受体核受体 根据存在部位根据存在部位 根据受体被激活后产生的生物学效应根据受体被激活后产生的生物学效应 离子通道型受体离子通道型受体 G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体 神经营养因子（神经营养因子（neurokinesneurokines） 是指能促进神经元生长、存活、分化及维持其功能的化学活是指能促进神经元生长、存活、分化及维持其功能的化学活 性物质，包括神经营养因子、神经抑制因子和细胞因子等，性物质，包括神经营养因子、神经抑制因子和细胞因子等， 如如NGFNGF、BDNFBDNF、FGFFGF、ILIL。 神经蛋白（神经蛋白（neuroproteinsneuroproteins） 指存在于指存在于神经系统的神经特异性蛋白质神经系统的神经特异性蛋白质，如突触蛋白（，如突触蛋白（ synapsinsynapsin）、）、3,5-3,5-磷酸腺苷磷酸腺苷- -调节蛋白调节蛋白3232（DARPP-32)DARPP-32)、 钙调蛋白（钙调蛋白（CaMCaM）等，常与神经细胞正常功能的产生和维持）等，常与神经细胞正常功能的产生和维持 有关。有关。 递递 质质 共共 存存 (neurotransmitter co-existence)(neurotransmitter co-existence) 一个神经元内只存在一种递质，其全一个神经元内只存在一种递质，其全 部末梢只释放同一种递质。部末梢只释放同一种递质。（早期观（早期观 点）点） 1.1.戴尔原则戴尔原则(Dale principle)(Dale principle)： 2. 2. 递质共存概念递质共存概念 研究表明研究表明, , 两种或两种以上的递质两种或两种以上的递质/ /调调 质共存于同一神经元的现象可能是带质共存于同一神经元的现象可能是带 有普遍性的规律。有普遍性的规律。递质共存是指一个递质共存是指一个 神经元同时含有两种或两种以上的神神经元同时含有两种或两种以上的神 经递质或调质，两个神经元之间存在经递质或调质，两个神经元之间存在 多种化学传递的现象。多种化学传递的现象。 经典递质与经典递质共存经典递质与经典递质共存，如交感神经节后纤维内，如交感神经节后纤维内AchAch与与 NANA共存，延髓中缝核内共存，延髓中缝核内5-HT5-HT与与GABAGABA共存等；共存等； 经典递质与神经肽共存经典递质与神经肽共存，如中脑黑质区，如中脑黑质区DADA与与CCKCCK共存，共存， 在交感神经系统及某些脑区在交感神经系统及某些脑区NANA与与NPYNPY共存等；共存等； 神经肽与神经肽共存神经肽与神经肽共存，如下丘脑室旁核小细胞部内血管升，如下丘脑室旁核小细胞部内血管升 压素压素VPVP与与CRHCRH共存，大细胞部内催产素共存，大细胞部内催产素OTOT与与CCKCCK共存等。共存等。 多种神经调节物共存及相互作用使神经调节的形式更加多样多种神经调节物共存及相互作用使神经调节的形式更加多样 化。一个神经元化。一个神经元释放两种或两种以上的神经调节物释放两种或两种以上的神经调节物、可以使、可以使 神经调节的范围更为扩大，更加精确。神经调节的范围更为扩大，更加精确。 3. 3. 递质共存的形式递质共存的形式 共存递质作用于突触后同一类受体上共存递质作用于突触后同一类受体上，如中枢某些神经元分，如中枢某些神经元分 泌多种脑啡呔或其他阿片肽作用于突触后的同一类受体；泌多种脑啡呔或其他阿片肽作用于突触后的同一类受体； 突触前释放的共存递质分别作用于不同靶细胞或同一突触后突触前释放的共存递质分别作用于不同靶细胞或同一突触后 神经元上的不同受体神经元上的不同受体，如含速激肽的神经元释放的，如含速激肽的神经元释放的P P物质和物质和K K物物 质，常分别作用于突触后的质，常分别作用于突触后的P P物质受体和物质受体和K K物质受体；物质受体； 一种调质调制另一个神经递质引起的效应，一种调质调制另一个神经递质引起的效应，调制的环节可以调制的环节可以 在突触间隙，也可以在突触后膜的受体，还可以在受体介导的在突触间隙，也可以在突触后膜的受体，还可以在受体介导的 第二信使或离子通道，其调制第二