第四章 突触传递和突触活动的调节

第四章突触传递和突触活动的调节,突触：是一个神经元的冲动传递至另一个神经元或其他细胞间的相互接触的结构。,第一节神经肌肉接头,一、神经肌肉接头的结构突触前膜：栅状结构，为活性带。突触囊泡。突触后膜：又称终板膜，上有ACh受体和AChE。突触间隙：约50nm。传递特征：单向传递；突触延搁；高度敏感性（易受药物、理化因素的影响、易疲劳）,运动单位：一个运动神经元轴突的全部分支及其所支配的肌纤维称为运动单位。大运动单位和小运动单位。,二、神经肌肉接头的信号传递是一个电-化学-电的过程。（一）传递过程1.Ca+进入突触前：AP的传至使电压敏感的Ca+通道开放，从胞外胞内（增高1万倍）激活钙依赖蛋白激酶突触囊泡向前膜移动，并与质膜融合。2.Ach的释放：突触囊泡膜与突触前膜融合，释放囊内的Ach，其膜亦成为前膜的一部分。3.Ach与N型受体的结合产生终板电位（EPSP，兴奋性突触后电位）。进而引起邻近膜产生AP。,4、Ach在终板膜起作用后立即失活并被清除出终板区（二）神经肌肉传递信号的阻断受体阻断剂：箭毒是Ach的N型受体竞争性抑制阻断剂，使后膜不能产生EPSP。肌肉松弛剂。AChE抑制剂：新斯的明、毒扁豆碱（依色林）、有机磷农药。使Ach始终作用在受体上，Na通道一直处于开放状态，不能恢复到初始的可激活状态，而形成除极化阻滞，造成骨骼肌麻痹、呼吸停止而死亡。,（三）量子释放即使静息状态下，终板处也能记录到0.5mv、每秒一次全或无式的微终板电位，这是每秒有一个突触小泡被释放到突触间隙造成的。突触小泡这样的一个单位被称为一个量子，这种释放方式就称为量子释放。现在发现不是所有的突触都有量子释放，只有神经肌肉接头和中枢中部分突触如此，其他突触均为刺激时才释放递质。,第二节神经元突触,神经元之间形成的突触有多种形式：化学性突触（轴-轴、轴-树、轴-体、树-树、体-体、交互式、串联式等），电突触、混合性突触等。由突触前膜、突触后膜和突触间隙组成。,一、电突触结构基础是缝隙连接。每侧膜上的6个连接蛋白相对形成六角形的亲水性通道，允许离子通过。无前后膜之分，双向传递。,二、化学突触结构如前述。兴奋性递质和抑制性递质，产生相应的兴奋性突触后电位（EPSP）或抑制性的突触后电位（IPSP）基本过程：突触前膜去极化钙离子内流突触小泡释放递质（胞吐作用）递质与后膜上的受体结合离子通道开放离子跨膜流动产生突触后电位。,三、突触的活动1.兴奋性突触后电位（excitatorypostsynapticpotential,EPSP）:递质与后膜上的受体结合提高了后膜对Na、K、Cl，特别是Na的通透性，产生局部去极化电位，此电位即为EPSP。其大小与递质的释放量有关，并可叠加（总和）。,兴奋性的突触后电位,2.抑制性突触后电位（inhibitorypostsynapticpotential,IPSP）:递质与后膜上的受体结合提高了后膜对K、CL，特别是CL的通透性，产生局部超极化电位，此电位即为IPSP。其大小与递质的释放量有关，并可叠加（总和）。,抑制性的突触后电位,空间和时间总和,四、突触活动的调节（一）突触前活动的调节主要是调节递质释放量，与Ca离子进入突触前终末的量有关。1.突触前抑制：是通过突触前轴突末梢兴奋而抑制另一个突触前膜的递质释放，从而使突触后神经元呈现抑制效应。结构基础是轴-轴突触。又称去极化抑制。,2.突触前易化当一个突触前末梢反复受到刺激，突触后的反应可能会随每次刺激而增加，这种现象称为易化。如果增加了突触前的递质释放，则为突触前易化。高频刺激则使突触后产生较大的局部电位变化，称为后强直电位。在中枢内常因持久刺激而产生数天至数周的长时程电位（long-termpotentiation,LTP）.这与记忆的形成有关。,（二）突触后抑制这是一种由抑制性的中间神经元活动引起的抑制。当抑制性的神经元兴奋时，使放抑制性的递质，使突触后神经元上产生抑制性的突触后电位，从而导致突触后神经元发生抑制效应。突触后抑制：使突触后膜上产生抑制性的突触后电位（IPSP）所形成的抑制，叫做突触后抑制。所以，突触后抑制又叫超极化抑制。1.传入侧枝性抑制：是指一个神经元兴奋，它的轴突在兴奋一种中枢活动的同时，通过轴突的侧支兴奋一个抑制性的中间神经元，从而对另一中枢活动实现的抑制。譬如，支配同一关节伸肌和屈肌的神经元之间就有这种侧支性抑制。交互抑制也是一种侧支性抑制。作用：使不同中枢之间的活动协调起来。,2.回返性抑制某一中枢神经元兴奋通过其侧支兴奋一个抑制性的中间神经元，反过来又抑制原先发动兴奋的神经元及其同一中枢内其它的神经元活动。这就形成了回返性抑制。脊髓前角的闰绍细胞（Renshaocell）,通过释放递质甘氨酸，对脊髓前角的神经元就形成回返性抑制。作用：使神经元的兴奋活动及时停止；使同一中枢内的神经元步调一致地活动。,（三）突触传递的特征1.单向传递2.突触延搁3.突触活动的可塑性调节:长时程抑制,受体脱敏4.对内外环境变化的敏感性,第三节神经递质和神经调质,一、神经递质和调质的一般特性1.确定神经递质的基本条件A.突触前神经元内有合成递质的前体和酶系统，能合成递质。B.递质应贮存于囊泡中，防止被其它酶所破坏。C.神经冲动传来可使递质释放到突触间隙。D.递质与后膜上的受体结合后可产生突触后电位。E.突触间隙有递质灭活的机制。F.人工将这种物质作用于突触后膜上也可产生同样的作用。,2.神经调质神经肽从突触前膜释放到突触间隙后，并不对突触后膜直接起信息传递作用，而是起控制突触前膜的释放递质量、或者控制突触后膜对递质的反应，因此，这种神经调制物质被称为神经调质（neuramodulation）。与神经递质向比较，神经调质特点如下：分子量大，含量低；释放后不能重吸收；一般需要通过第二信使的作用发挥作用；作用缓慢持久；只调节递质的释放量或受体对递质的敏感度，不直接参与信息传递。,3、递质和递质的共存从递质对突触后膜的作用来看，可分两种：兴奋性递质和抑制性递质。但是有的递质既有兴奋作用，又有抑制作用，关键还是结合受体不同的问题。过去一直认为一个神经元只存在一种递质，既Dale法则；近年来发现，是可以存在两种以上递质的。神经肽可与递质共存并一起释放，共同完成细胞间通讯的调节。,二、神经活动肽存在于神经组织并参与神经系统功能作用的内源性活性物质,是一类特殊的信息物质。特点是含量低、活性高、作用广泛而又复杂,在体内调节多种多样的生理功能,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调节。已知有25种，2-40aa组成。释放地点远离突触活动带和突触间隙。突触前的高频刺激能引起递质和神经肽的共同释放。可作为递质、激素、调质发挥作用。,三、神经递质及其受体（一）受体的一般特性受体是指细胞膜或细胞内的能与某些化学物质发生特异性结合并诱发效应的特殊蛋白质分子。配体分为激动剂（产生生物学效应）和颉颃剂（斜航，常说成拮抗）（不产生生物学效应）。受体分为配体门控离子通道受体（促离子型受体）和G蛋白偶联受体（促代谢型受体）。一种递质可有多种受体，其中既有促离子型受体的也有促代谢型受体。如Ach的N型受体属于前者，而M型受体则属于后者。,（二）主要神经递质及其受体的功能主要有：胆碱类：Ach单胺类：多巴胺（DA）、NE、E、5-羟色胺氨基酸类：谷氨酸、甘氨酸、门冬氨酸、GABA等。其它：前列腺素、P物质、组织胺等。,1、乙酰胆碱（acetylcholine,ACh）由胆碱和乙酰辅酶A在胆碱乙酰化酶的催化下合成，贮存在囊泡中。受体分为烟碱型（N型）和毒蕈碱型2大类。,分类毒蕈碱受体烟碱受体作用心肌、平滑肌和腺体神经-肌接头、自主神经节毒蕈碱样作用烟碱样作用（M样作用）（N样作用）分布大多数副交感神经的所有自主神经元的突触后膜节后纤维和少数交感和神经-肌接头的终板膜上神经的节后纤维支配的效应器细胞上亚型M1、M2、M3、M4、M5肌肉型（N2）、神经元型（N1）机制G蛋白-第二信使Ach门控通道阻断剂阿托品筒箭毒碱,2.儿茶酚胺类包括多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素，均带有儿茶酚环。合成底物是酪氨酸，开始2步均相同。第一步为酪氨酸羟化，所以用TH抗体能显示此三种递质能的神经元。（1）多巴胺：D1-D5受体，均为G蛋白偶联受体。参与运动、情绪活动和心血管调节。（2）肾上腺素和去甲肾上腺素：有2类受体1-2和1-3.,受体的特性：受体（主要是1受体）的效应主要是兴奋性的；受体（主要是2受体）的效应主要是抑制性的。配体的特性：NA对受体的作用较强；肾上腺素对和受体的作用都强；异丙肾上腺素主要对受体有强烈作用。阻断剂：受体（主要是1受体）-酚妥拉明；2受体-育亨宾碱受体-普萘洛尔；1受体阿提洛尔；2受体丁氧胺；,3.氨基酸类递质（1）兴奋性氨基酸递质：谷氨酸和门冬氨酸分促代谢型和促离子型。其中海人藻酸受体、L-AP4、AMPA和NMDA等几种亚型为促离子型受体；促代谢型受体有11个亚型。（2）抑制性氨基酸递质：-氨基丁酸（GABA）和甘氨酸是确认的抑制性递质。其受体均属于配体门控离子通道超家族。受体有5个亚单位组成，与nAChR相似。主要调节CL的透性，Cl内流增加，突触后膜产生超极化，形成IPSP。GABAA1-GABAA5和GABAB。后者为促代谢型受体，可增加K的外流和抑制Ca内流，使突触后超级化。