神经系统生化.ppt

神经系统生物化学,（BiochemistryintheNervousSystem),本章主要内容,神经组织的化学组成神经组织的物质代谢神经递质与受体神经递质与神经系统疾病,神经系统,中枢神经系统,外周神经系统,（脑、脊髓）,（脑神经、脊神经、植物性神经和神经节）,树突,胞体,轴突,髓鞘,神经末梢,神经元,基本功能单位,大脑皮质,高级神经中枢,(突触),第一节神经组织的化学组成,一、髓鞘的脂类组成,主要：鞘磷脂其次：胆固醇/甘油磷脂/半乳糖苷脂4：3：2,二、髓鞘的蛋白质组成,主要：酸性蛋白碱性蛋白（18KD,170AA,pI=10.6),复合物,碱性蛋白,三磷酸肌醇,+,抗体,肢端麻痹症,（脱髓鞘病动物模型）,第二节神经组织的物质代谢,一、能量与糖代谢,特点：能量代谢率高耗氧量大，对缺氧敏感正常：葡萄糖为主要能源异常：可利用酮体主要途径：有氧氧化己糖激酶：低Km;高Vmax主要调节酶：磷酸果糖激酶,二、脂代谢和核酸代谢,（一）脂代谢神经鞘磷脂胆固醇脑苷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱磷脂酰肌醇,慢,快,（二）核酸代谢特点:mRNA高缺乏氨基甲酰磷酸合成酶II,尿苷,UMP,TMP,CMP,ATP,ADP,三、氨基酸代谢,特点：有较多游离氨基酸包括：Glu、Asp、-氨基丁酸Gln、牛磺酸等,四、脑物质代谢性疾病,（一）脱支酶缺乏症,低血糖性癫痫发作,（二）3-磷酸甘油酸激酶缺乏症,溶血性贫血和神经症状,（三）鞘脂累积病鞘磷脂沉积症先天性缺乏鞘磷脂酶,进行性痴呆、耳聋、惊厥发作,（四）氨基酸代谢病病因:先天性酶缺陷氨基酸转运障碍神经症状:智力障碍惊厥发作共济失调等如:苯丙酮酸尿症,苯丙氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸羟化酶,转氨酶,苯丙酮酸苯乙酸苯乳酸,苯丙酮酸尿症,神经损伤,脑组织,生化机制：,智力障碍、惊厥等,（五）遗传性核酸代谢病病因:先天性酶缺陷如：痛风症,（自毁容貌综合症）,原发性病因：,先天性缺乏:次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT),第三节神经递质及其受体,一、神经递质概述,受体,神经递质,突触后膜,突触前膜,突触后膜,神经末梢,突触,受体,（一）神经递质的特点1.存在于神经末梢2.受刺激时自突触前膜释放，作用于突触后膜受体3.外源给予可出现相同生物效应4.药物可阻断效应5.存在有効灭活机制,1.胆碱类：乙酰胆碱2.单胺类：多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、组胺3.氨基酸类：兴奋性（Glu;Asp)抑制性（-氨基丁酸;Gly)4.神经肽类：阿片肽类P物质等,（二）神经递质的分类,二、神经递质的代谢,（一）乙酰胆碱(Acetylcholine,Ach)1.生物合成原料：胆碱乙酰CoA,卵磷脂,水解,重新摄取,葡萄糖,氧化,脂肪酸,-氧化,胆碱,乙酰胆碱,胆碱乙酰转移酶,乙酰CoA,CoA,过程：,三种方式,酶解失活,重新摄取,2.灭活,扩散失活,乙酰胆碱,胆碱,乙酸,乙酰胆碱酯酶,+,（AchE),有机磷农药,AchEOH,AchE有机磷酰基,解磷定,两类,烟碱（nicotine)受体(N型),毒蕈碱(muscarine)受体(M型),3.受体,（与G-蛋白偶联受体）,（化学配体门控离子通道受体）,(二）儿茶酚胺类(catecholamine,CA),三种,去甲肾上腺素（norepinephrine,NE)(noradrenaline,NA),多巴胺(dopamine,DA),肾上腺素（epinephrine,E)(adrenaline,A),A:R=CH3,-OH,DA:R=H,NA:R=H,-OH,1.生物合成原料：酪氨酸(Tyr)限速酶：酪氨酸羟化酶（tyrosinehydroxylase,TH）,过程：,TH,Tyr,多巴,DA,NA,A,脱羧酶,羟化酶,转甲基酶,胞液,囊泡,胞液,BH4,O2,H2O,CO2,O2,SAM,（四氢生物蝶呤）,（S-腺苷蛋氨酸）,两种方式,酶解失活,重新摄取,2.灭活,单胺氧化酶(MAO),儿茶酚氧位甲基转移酶,NA与A,-受体,-受体,3.受体,1,2,3,1,2,3,DA,D1受体,D2受体,(三）5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),血清紧张素（serotonin)1.生物合成原料：色氨酸(Trp)限速酶：色氨酸羟化酶（tryptophanehydroxylase,TPH）,过程：,TPH,Trp,5-羟色氨酸（5-HTP）,脱羧酶,5-HT,CO2,两种方式,酶解失活,重新摄取,2.灭活,5-HT,MAO,5-羟吲哚乙醛,5-羟吲哚乙酸（5-HIAA),醛脱氢酶,酶解失活：,三种,5-HT1,5-HT1C,3.受体,5-HT1D,5-HT2,5-HT3,5-HT1A,5-HT1B,(四）组胺(histamine,HA),1.生物合成原料：组氨酸(His),His,HA,组氨酸脱羧酶,小血管扩张物质促胃蛋白酶与胃酸的分泌过敏时释放,CO2,过程:,2.灭活酶解失活,HA,甲基转移酶,3-甲基咪唑乙酸,MAO,3-甲基组织胺,SAM,三种,H1,3.受体,H2,H3,(五）兴奋性氨基酸(excitatoryaminoacids,EAA),1.生物合成原料：-酮戊二酸草酰乙酸,Glu,Asp,-酮戊二酸,-酮酸,氨基酸,Glu,草酰乙酸,-酮酸,氨基酸,Asp,转氨酶,转氨酶,过程：,3.受体,2.灭活重新摄取,五种,NMDA,AMPA,KA,L-AP4,ACPD,(亲代谢型）,Ca2+,细胞膜,膜外,膜内,NMDA受体,Glu,Gly,Glu,Gly:协同激动剂,Ca2+,(六）抑制性氨基酸(inhibitoryaminoacids),1.生物合成原料：GluSer,Glu,GABA,Glu脱羧酶,Ser,Gly,羟甲基转移酶,CO2,-氨基丁酸（GABA）,Gly,过程：,两种,GABAA,3.受体,GABAB,2.灭活重新摄取,三、神经递质与神经系统疾病,受体,肌肉收缩无力,发病机制：自身免疫系统疾病,产生乙酰胆碱受体的抗体,（一）胆碱能递质与重症肌无力,结合,受体功能,外周神经肌肉接头处胆碱能递质系统病变,（二）多巴胺递质与帕金森氏病（Parkinsonsdisease,PD)中枢神经锥体外系器质性病变,震颤、肌强直、动作减少,DA与Ach失平衡,纹状体DA,黑质DA能神经元退行性病变,病理学特征：,（三）GABA递质与癫痫（epilepsy)特征:惊厥发作,黑质、纹状体、杏仁核内GABA,发病机制：,惊厥发作,(四）EAA递质与缺血性脑损伤EAA毒