神经递质与神经肽ppt课件.ppt

第三章神经递质与神经肽 1 教学目的 掌握神经递质与神经调质的概念和特点 乙酰胆碱 多巴胺的代谢与功能 乙酰胆碱 多巴胺与谷氨酸能神经元的胞体定位及纤维投射 神经肽的概念及其代谢过程 理解阿片肽及P物质的生理作用 了解神经肽的分类及主要作用方式教学重点 神经递质与神经调质的概念和特点 乙酰胆碱能 多巴胺能与谷氨酸能神经元的胞体定位及纤维投射教学难点 乙酰胆碱 多巴胺 谷氨酸能神经元的胞体定位与纤维投射教学对象 预防检验2010级五年制本科 2 使用教材 医学神经生物学基础 阮怀珍主编参考资料 神经生物学 从神经元到脑 杨雄里等译 神经科学基础 李继硕主编网络信息资源 教研室网站http 202 202 224 149 军队院校网络教学应用系统http 192 168 10 21 mta VirClass VMList htm 3 从细胞水平到分子水平动静结合 逐步剖析 设计理念 4 主要内容 一 神经递质概述二 几种经典的神经递质 其余递质自学 乙酰胆碱 Ach 多巴胺 DA 兴奋性氨基酸 谷氨酸 Glu 抑制性氨基酸 GABA三 神经肽阿片肽速激肽 P物质 5 一 神经递质概述 6 1 Discoveryofneurotransmitter 1904年 英国剑桥大学 ThomasRentonElliott 刺激交感神经 释放肾上腺素 德国 OttoLoewi 刺激迷走神经 释放化学物质传递神经冲动 7 InthenightofEasterSaturday 1921 Iawoke turnedonthelight andjotteddownafewnotesonatinyslipofpaper ThenIfellasleepagain Itoccurredtomeatsixo clockinthemorningthatduringthenightIhadwrittendownsomethingmostimportant butIwasunabletodecipherthescrawl ThatSundaywasthemostdesperatedayinmywholescientificlife Duringthenextnight however Iawokeagain atthreeo clock andIrememberedwhatitwas ThistimeIdidnottakeanyrisk Igotupimmediately wenttothelaboratory madetheexperimentonthefrog sheart describedabove andatfiveo clockthechemicaltransmissionofnervousimpulsewasconclusivelyproved quotedfromLoewi O FromtheWorkshopofDiscoveries Lawrence UniversityofKansasPress 1953 8 OttoLoewi sExperiment 1921蛙心灌流实验 Vagusstoff Ach 9 2 Conception 神经递质 neurotransmitter 神经递质主要在神经元中合成 而后储存于突触前囊泡内 在信息传递过程中由突触前膜释放到突触间隙 作用于效应细胞上的受体 引起功能效应 完成神经元之间或神经元与其效应器之间的信息传递 10 3 NeurotransmitterCriteria 递质合成 必须在神经元内合成 并储存在突触囊泡内 神经元内有合成该递质的前体物质和酶系统 递质释放 当神经元发生兴奋并进行信息传递时 神经递质便从神经元轴突末端的囊泡内释放入突触间隙 11 效应过程 神经递质作用于突触后膜上的特异性受体 产生突触后电位而发挥其生理作用 失活 突触间隙和突触后存在使这一递质失活的酶或其它失活方式 重新摄取回收 以实现突触传递的灵活性 12 可模拟性将递质直接作用于突触后膜 可引起与刺激神经同样的效应 可调控性用递质激动剂或受体阻断剂能加强或阻断该递质的突触传递效应 递质 微电极 突触后膜与受体 13 4 NeurotransmittervsNeuromodulator 神经调质 Neuromodulator 存在于神经系统 主要由神经元产生 能调节信息传递的效率和改变递质的效应的化学物质 它们不直接传递神经元之间信息 14 神经递质与神经调质比较 15 5 分类 Classification 乙酰胆碱 肾上腺素 去甲肾上腺素 多巴胺等 谷氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 氨基丁酸 GABA NO CO 腺苷 16 6 递质失活 InactivationofNeurotransmitters 17 18 19 1 2 3 4 扩散 酶解 胶质细胞摄取 重摄取 20 7 Co localization递质共存一个神经元含有两种或以上的神经递质或神经调质 同一细胞相同受体同一细胞不同受体一种作用于突触后细胞 一种作用于突触前自身受体 反馈调节 一种作用于突触后细胞 一种作用于其他神经末梢上的突触前受体 突触前调节 作用于不同类细胞 21 递质共存的生理意义 协同传递信息通过突触前调节 加强或减弱突触传递直接作用于突触后受体 以相互拮抗或协同的方式来调节器官活动 22 23 二 几种经典神经递质 一 乙酰胆碱 二 多巴胺 三 谷氨酸 四 氨基丁酸 24 一 乙酰胆碱 acetylcholine Ach 1 胞体定位及纤维投射2 代谢过程3 生理功能 25 一 乙酰胆碱 acetylcholine Ach 1 胆碱能神经元胞体定位及纤维投射 中枢神经系统中 定位于很多核团和脑区 脑内胆碱能神经元分为两类 局部环路神经元 LocalCircuitNeuron 投射神经元 ProjectionNeuron 26 胆碱能局部环路神经元 这类神经元在核团内组成局部环路 不向核团外发出投射纤维 属于中间神经元 主要位于大脑皮质 纹状体 海马 杏仁核 小脑以及脊髓背角 27 胆碱能投射神经元 运动系统 脑和脊髓发出 如脑干内躯体运动核 特殊内脏运动核 脊髓前角 脊髓侧角 胆碱能网状结构上行激活系统 背侧被盖束和腹侧被盖束 脑干胆碱能系统 大脑皮质和边缘系统 包括下述五条径路 隔区 海马径路 缰核 脚间核径路 斜角带核 杏仁核径路 基底核 皮质径路 新纹状体 大脑皮质 黑质 基底前脑胆碱能系统 脑干和小脑的胆碱能系统 中脑被盖核 脑桥网状核和延髓的某些核团发出的胆碱能纤维投射到小脑 主要分布在基底前脑和脑干 向其他脑区发出纤维投射 28 从脑干发出的投射 29 2 乙酰胆碱的生物合成 Biosynthesis 乙酰辅酶A 胆碱乙酰胆碱 辅酶A 胆碱乙酰转移酶 ChAT 30 Metabolism 肝脏 31 3 乙酰胆碱受体 M型受体 Muscarine 毒覃碱受体 M1 M5 属于G蛋白耦联受体N型受体 Nicotine 烟碱受体 属配体门控离子通道受体 Na K Ca2 Mg2 32 4 乙酰胆碱的失活 Inactivation Ach失活主要有三种方式 酶水解 enzymedegradation AChE 扩散 diffusion 重摄取 reuptake 33 5 乙酰胆碱的生理功能 镇痛和针刺镇痛拟胆碱药产生镇痛 针刺镇痛ACh释放 活动 觉醒与睡眠ACh 中缝背核5 羟色胺能系统触发的慢波睡眠 促进快波睡眠学习与记忆体温调节 种族差异 摄食和饮水感觉和运动功能 神经肌接头 心血管活动的调节 在中枢升高血压 34 二 多巴胺 dopamine DA 胞体定位和纤维投射2 代谢过程3 生理功能 35 胞体定位和纤维投射脑内多巴胺能神经元分布比较集中 主要定位于中脑的黑质致密区以及腹侧被盖区 下丘脑及脑室周围 36 脑内DA能神经纤维主要投射至纹状体 广泛的边缘系统和新皮质 人类中枢DA通路可分为四个系统 黑质 纹状体系统中脑 边缘皮质系统结节 漏斗系统下丘脊髓束 37 ThedopaminepathwaysinthebrainThreemajorpathways 黑质尾核 壳核 纹状体 感官刺激 运动2 中脑腹侧被盖区边缘系统 认知及情绪活动3 丘脑弓状核 下丘脑室周区漏斗 垂体前叶调节下丘脑 垂体 内分泌系统 38 39 3 代谢过程 酪氨酸 L 多巴 多巴胺 酪氨酸羟化酶 TH 多巴脱羧酶 DDC 去甲肾上腺素 肾上腺素 多巴胺 羟化酶 苯乙醇胺氮位甲基转移酶 40 4 失活 突触前膜重摄取 1 3 突触后膜摄取酶解 单胺氧化酶MAO 儿茶酚胺 氧位 甲基转移酶COMT 逸漏入血 再循环 分解 经肾脏排出 41 5 多巴胺在中枢神经系统中作用 1 调节锥体外系的运动功能黑质致密区 纹状体DA通路 纹状体内中间神经元 属胆碱能及GABA神经元 纹状体黑质网状区 GABA SP通路 构成一个环路 苍白球 丘脑前核GABA通路 丘脑 大脑皮层 可能是ACh神经元 大脑皮层 纹状体Glu通路 又构成另一环路 42 帕金森综合症 也称为震颤麻痹综合症 和基底核以及黑质脑细胞快速退化 无法制造足够的多巴胺以及胆碱作用增强有关 脑内需要多巴胺来指挥肌肉的活动 缺乏足够的多巴胺就产生各种活动障碍 运动始发困难 肌肉僵硬 静止性震颤 患帕金森氏症的名人毛泽东邓小平阿道夫 希特勒穆罕默德 阿里凯瑟琳 赫本哈利 S 杜鲁门道格拉斯 麦克阿瑟 43 症状 遗传性神经退行性疾病 动作增多 快速 肌张力降低 病因 纹状体内GABA和Ach神经元严重退变 导致DA系统功能亢进 亨廷顿舞蹈症 Huntington sdisease 44 2 调控精神活动 中脑 边缘皮质通路 与精神及情绪活动相关 精神分裂症 恒定思维障碍 幻觉 妄想 行为 与此系统功能失调有关 3 调节脑垂体内分泌功能 D2受体的活动 催乳素 促黑素细胞激素 和 内啡肽的释放 4 对脑血管功能的调节 脑及脑膜血管有DA能支配 DA可使大脑内动脉收缩 5 DA在痛和镇痛中的作用 对吗啡镇痛可产生一定的对抗作用 45 约翰 福布斯 纳什 JohnForbesNashJr 1928年6月13日 1994年诺贝尔经济学奖 纳什均衡 46 第74届奥斯卡最佳影片奖最佳导演奖最佳改编剧本奖最佳女配角奖 47 三 兴奋性和抑制性氨基酸 谷氨酸Glutamate 兴奋性氨基酸 氨基丁酸GABA 抑制性氨基酸 48 GABA aninhibitoryneurotransmitter stopsactionpotentials Glutamate anexcitatoryneurotransmitter startsactionpotentialsorkeepsthemgoing GABAandglutamateregulateactionpotentialtraffic 49 GlutamateandGABA ASysteminBalance 50 30 40 50 1 谷氨酸 1 神经元分布 分布广泛 以大脑皮质 小脑 纹状体的含量最高 脑干 下丘脑次之 脊髓中也有分布 51 2 中枢谷氨酸能的纤维投射 大脑皮质的传出性联系皮质 纹状体投射 皮质 伏隔核投射 皮质 丘脑投射 皮质 中脑被盖投射 皮质 黑质投射 皮质 脑桥投射与海马有关的神经联系其他 小脑颗粒细胞 蒲肯野 下橄榄核 蒲肯野 52 1 蒲肯野细胞 唯一的传出神经元 2 星状细胞 抑制性 3 篮状细胞 抑制性 4 高尔基细胞 抑制性 5 颗粒细胞 唯一的兴奋性神经元 53 3 代谢 Glu 谷氨酸Gln 谷氨酰胺 酮戊二酸谷氨酸 转氨酶 谷氨酰胺谷氨酸 谷氨酰胺酶 54 4 受体 谷氨酸受体 离子型受体 代谢型受体 NMDA受体 非NMDA受体 I型 II型 III型 AMPA受体 KA受体 55 5 对神经元的作用中枢神经系统兴奋性突触传递参与学习记忆 可塑性 神经毒性作用 56 1 中枢GABA能神经元的胞体定位 大脑皮质各层 小脑皮质 海马 纹状体 中脑网状结构 黑质等 2 神经纤维通路纹状体 黑质小脑 前庭外侧核小脑皮质 小脑深核 2 GABA 57 3 主要生理功能抗焦虑GABA受体是一个由GABA受体 Cl 通道 安定受体组成的超分子结构 抗惊厥作用镇痛作用调节内分泌 催乳素和黄体生成素 促肾上腺皮质激素和促甲状腺素 对摄食的影响 GABA可抑制动物的摄食 大脑发育 学习记忆 视觉通路信息传递调控 58 三 神经肽 Neuropeptide 一 神经肽概述 59 经典递质 神经肽 1 经典神经递质和神经肽的比较 分子量含量合成储存释放作用方式清除 60 经典神经递质和神经肽的比较 61 神经激素类 催产素 加压素 促甲状腺素释放激素 促肾上腺皮质激素 ACTH 促肾上腺皮质释放激素 CRF 等阿片肽 甲硫脑啡肽 亮脑啡肽 内啡肽 强啡肽 新内啡肽脑肠肽类 P物质 SP 血管活性肠多肽 VIP 胰高血糖素 胰岛素 胆囊收缩素 CCK 等其它 血管紧张素 降钙素基因相关肽 降钙素 神经肽Y NPY 心钠素 脑钠素 甘丙肽等 2 神经肽的分类 62 3 神经肽的生物合成 储存 释放与失活 神经肽前体翻译后加工的细胞内过程 63 神经递质 神经肽突触后膜受体突触后电位神经调质 突触前膜受体调节释放神经肽突触后膜突触传递效率非突触性受体第二 三信使蛋白合成激素 神经内分泌 TRH OT 脑肠肽 4 作用 64 不仅作用于中枢神经系统 也可作用于外周 同一种肽在中枢不同部位可以表现不同的 甚至相反的作用 强啡肽 脊髓蛛网膜下腔 镇痛 脑室 对抗吗啡镇痛 SP 脊髓 参与伤害性信息传递 脑内 镇痛 65 镇痛 情绪效应 成瘾性N Tyr Gly Gly Phe阿片肽分类 内啡肽 脑啡肽 强啡肽阿片肽受体 G蛋白偶联受体 经典的阿片肽家族 前阿黑皮素 内啡肽的前体 前脑啡肽 甲硫脑啡肽和亮脑啡肽的前体 前新内啡肽 强啡肽 新内啡肽和强啡肽的前体 其他阿片肽 蛙皮素 孤啡肽 二 阿片肽 66 受体分布与功能 型阿片受体的分布与痛觉及感觉运动整合作用的通路相平行 前脑 中脑 脑干 型阿片受体的功能尚不清楚 可能参与运动整合作用 嗅觉与识别功能 型阿片受体的分布特性可能与水平衡调节 摄食活动 痛感觉及神经内分泌功能有关 67 镇痛作用激活下行性痛调制系统 导水管周围灰质和间脑室周灰质 延髓的中缝大核和巨细胞旁网状核 脊髓后角胶状质 抑制上行性痛信息传递系统阿片肽能神经元通过边缘系统 调制疼痛引起的痛情绪反应 行为上的应激 阿片肽的作用 68 其他效应在黑质 纹状体 多巴胺系统中阿片类参与运动功能的调节 但因受体不同 可产生不同的效应 阿片类经下丘脑 垂体轴 调节内分泌的释放 参与应激反应 呼吸和心血管运动 摄食与饮水 精神异常和情绪的调节及学习与记忆的调节 69 P物质 SubstanceP SP 神经激肽A neurokininA NKA 神经激肽B neurokininB NKB 三 速激肽家族 70 SP与痛的关系SP与纹状体 黑质多巴胺能神经系统的作用 对纹状体 黑质系统中多巴胺能神经元具有紧张性兴奋作用 促进环路中递质信息的传递 SP与植物性神经活动 对交感神经节前神经元产生紧张性兴奋作用 SP的外周作用 参与免疫反应 呼吸活动 消化道活动及炎症反应等 71 Summary 神经递质与神经肽的比较几种经典神经递质的胞体定位 投射与功能兴奋性氨基酸与抑制性氨基酸在神经系统中的作用 72 神经递质的概念 确定神经递质的条件 递质共存几种经典递质的胞体定位 重要神经纤维通路及主要生理功能经典神经递质与神经肽的比较神经肽的主要作用与镇痛有关