生理学：神经系统（8版）-三 神经递质和受体

1、三 神经递质和受体,一）神经递质概述 定义：由突触前神经元合成并在末梢处释放，经突触间隙扩散，特异性地作用于突触后神经元或效应器细胞上的受体，产生效应的化学物质,1神经递质的鉴定 a突触前神经元应具有合成递质的前体和酶 系统，并能合成该递质； b递质贮存于突触小泡内，当兴奋冲动抵达 末梢时，泡内递质能释放入突触间隙； c递质作用于受体后能发挥生理效应； d存在递质失活的酶或其他失活方式； e有特异的受体激动剂和拮抗剂,The synthesis and storage of different types of neurotransmitter,The release of neurotran

2、smitter by exocytosis,2 调质的概念： 神经元合成和分泌的一些化学物质，在神经元之间不起直接的信息传递作用，而是增强或减弱递质的信息传递效率。这种作用称为调制作用。 递质和调质分类： 根据其化学结构可分为：胆碱类、胺类、氨基酸类、肽类、嘌呤类、气体、脂类,3 递质共存现象 共同作用，协调生理活动,4 递质的代谢 合成：ACh和胺类在胞浆通过酶促合成，贮存于突触小泡，肽类递质合成由基因控制。 释放：通过出胞或胞裂外排。 灭活： ACh在胆碱脂酶作用下生成胆碱和乙酸，胆碱重摄取，合成新的ACh； NA被末梢重摄取和酶降解失活； 肽类递质靠酶促降解来消除,二）神经系统受体概述

3、*受体：细胞膜或胞内能与化学物质（递质、激素、调质、药物等）发生特异性结合并产生效应的物质或分子。 *配体：能与受体结合的物质。 激动剂：结合并产生生物效应 拮抗剂：结合但不产生生物效应，对抗自然配体和激动剂的效应 *受体与配体结合的特性： 特异性；饱和性；可逆性,1. 受体的亚型： （1）受体有亚型之分，产生多样化效应； （2）受体又分为： a离子通道型受体，如N型受体； bG-蛋白耦联受体，占大部分,突触前受体 (autoreceptor): 位于突触前膜 调制突触前末梢的递质释放，即：抑制或易化递质的释放,2.突触前受体,3.受体的作用机制,Fig. The structure of a

4、 transmitter-gated ion channel. (a) Side view; (b) Top view of the channel showing the pore, the five subunits,1) 离子通道型受体 跨膜蛋白: 为45个亚基形成一个孔，当与神经递质结合时，通道开放；无神经递质作用通道关闭。 作用：允许某些离子通过,2) G-蛋白耦联受体: 受体与神经递质结合引起细胞膜上G蛋白活化，活化的G蛋白激活效应蛋白（离子通道或酶），通过胞内第二信使发挥作用,4.受体的浓集,在突触前膜相对应的突触后膜上有成簇的受体浓集。 突触后膜上有受体的特异结合蛋白：控制受体

5、的位置,5.受体的调节：数量与亲和力 亲和力 ：激素与受体的结合力。 上调（增量调节）：a.递质释放不足时，使该 受体的亲和力与数量增加。 b.受体上调：表达增加 下调（减量调节): a.递质释放过多，使该受体的亲 和力与数量减少。 b.受体内化：受体内吞入胞过程。 c.受体磷酸化：反应性降低,1.乙酰胆碱及其受体 *胆碱能神经元： 在中枢神经系统，以ACh作为递质的神经元。 *胆碱能纤维： 在周围神经系统，释放ACh的神经纤维,三）人体内主要的递质和受体系统,胆碱能纤维包括: 所有的自主神经节前纤维 大多数副交感神经节后纤维(少数释放肽类和嘌呤类的除外） 少数交感节后纤维 （汗腺和骨骼肌血管

6、舒张） 支配骨骼肌的运动神经纤维,自主神经系统,胆碱能受体,自主神经节突触后膜,神经-骨骼肌接头后膜,毒蕈碱受体（M-R）、烟碱受体（N-R,胆碱能受体 毒蕈碱受体 (M-受体): GPCR 分布：大多数副交感节后纤维支配的效应器官：心肌、支气管、胃肠平滑肌、膀胱逼尿肌、虹膜环行肌；交感节后纤维支配的汗腺及骨骼肌血管平滑肌。 作用: 支气管和胃肠道平滑肌、膀胱逼尿肌、虹膜环行肌收缩，消化腺及汗腺分泌，骨骼肌血管扩张，心脏活动抑制。 阻断剂: 阿托品(atropine) (有机磷中毒,G Protein-Operated ACh Channel,M receptor,烟碱受体（N-受体）: N1

7、 受体: 分布：所有自主神经节后神经元； 作用：兴奋； 阻断剂: 六烃季铵(hexamethonium). N2 受体: 分布：骨骼肌细胞膜； 作用：兴奋并引起肌肉收缩； 阻断剂: 十烃季铵（decamethonium). 筒箭毒硷(tubocurarine):阻断N受体,胆碱能受体,The nicotinic Ach receptor,Ligand-Operated ACh Channels,N Receptor,G Protein-Operated ACh Channel,M receptor,N1,N1,交感 神经,副交感 神经,躯体运 动神经,ACh,ACh,ACh,ACh,ACh,N

8、E,骨骼肌血管、汗腺,N2,M,N1,M,M,烟碱样作用（nicotinic action） 毒蕈碱样作用（muscarinic action,胆碱能纤维,胆碱能纤维,胆碱能纤维,胆碱能纤维,大多数副交感神经节后纤维,2 单胺类递质及其受体 单胺类递质包括儿茶酚胺（NE、E和DA）、5-羟色胺、组胺 （1）去甲肾上腺素和肾上腺素及其受体 *去甲肾上腺素能神经元 ： 在中枢神经系统，以NE为递质的神经元。 低位脑干：网状结构、蓝斑 *肾上腺素能神经元 ： 主要在延髓部位 *去甲肾上腺素能纤维： 以NE为递质的神经纤维， 在外周，大部分交感神经节后纤维,肾上腺素能受体,1)受体特性：G蛋白偶联受体

9、,心绞痛合并支气管哮喘病人选用心得宁治疗,Mechanism of Action ( receptor,Fig.: Modulation by the NE receptor. (1) The binding of NE to the receptor activates a G-protein in the membrane. (2) The G-protein activates the enzyme adenylyl cyclase. (3)Adenylyl cyclase converts ATP into the second messenger cAMP. (4) cAMP act

10、ivites a protein kinase. (5) The protein kinase causes a L-type Ca2+ channel to open by attaching a phosphate group to it,2)配体特性 NE对-R作用强，对-R弱； E对、-R都有作用。 3)器官上、-R的分布 皮肤、肾、胃肠的血管平滑肌上-R为主 骨骼肌、肝脏的血管平滑肌上2-R为主。 心肌上-R（1）为主,2）多巴胺及其受体 主要存在于中枢： 黑质-纹状体 中脑边缘系统 结节-漏斗部 已克隆出5种DA-R， 作用机制：G蛋白偶联受体,3）5-HT及其受体： 1）存在于中

11、枢：脑干中缝核 2）种类： 共有7种受体，另外每种受体又有不同 的亚型； 3）作用机制： 5-HT3-R为离子通道，其余为与G-蛋白和 AC或PLC耦联,4）组胺及其受体： 1）存在部位：中枢-下丘脑后部； 外周； 2）种类：H1：磷脂酶C H2：cAMP H3：突触前受体,3. 氨基酸类递质及其受体 分布：中枢神经元； 种类： 兴奋性氨基酸：谷氨酸、门冬氨酸 抑制性氨基酸：-氨基丁酸、甘氨酸,兴奋性谷氨酸受体分型： 促代谢型受体 属于G蛋白耦联受体，可引起IP3和DG增加；在海马和小脑可能参与突触的可塑性活动； 促离子型受体 海人藻酸受体，AMPA-R ，NMDA-R,抑制性-氨基丁酸（GA

12、BA）： 大脑皮层的浅层和小脑皮层的浦肯野细胞层含量高； GABA可引起突触后膜超极化，产生抑制效应； GABA-R分类（与谷氨酸一样） 促代谢型受体： （GABAB-R）， 由G-蛋白介导;K+通道: K+外流 促离子型受体： （GABAA-R；GABAC-R ） Cl-通道:内流,Signal amplification by G-protein-coupled second messenger cascades. When a transmitter activates a G-protein-coupled receptor, there can be amplification of

13、 the messengers at several stages of the cascade, so that ultimately many channels are affected,4. 肽类递质(调质)及其受体 1）速激肽: P物质、神经肽A、 、 神经激肽A（3-10）、神经激肽B 受体：NK-1、NK-2 、 NK-3 P物质作用： 慢痛传入：调质； 下丘脑：神经内分泌调节作用 外周：肠平滑肌收缩，血管扩张、血压下降,2）阿片肽： -内啡肽 、脑啡肽、强啡肽、内吗啡肽； 受体：、和受体，均为G-蛋白耦联 受体。 -内啡肽：下丘脑、丘脑、视网膜、 腺垂体 作用：抑制性调质作用(缓

14、解机体应激反应,3）下丘脑调节肽： 调节腺垂体功能：生长抑素、CRH 神经垂体肽：缩宫素、血管升压素 4）脑-肠肽：CCK; VIP 5）其他：神经肽Y； 血管升压素；内皮素,5. 嘌呤类递质及其受体 腺苷； ATP 1）腺苷- 是中枢神经系统中一种抑制性递质； 受体： G-蛋白耦联受体； A1、A2A、A2B和A3受体， 2）ATP及其受体- ATP参与感觉传入过程，可能与痛觉有关 受体：P2Y-R 、P2U-R、P2X-R、P2Z-R P2X-R：P2X1 、P2X2 、P2X3,6. 气体类递质 NO： CO： 硫化氢 7. 其它递质、受体 前列腺素；类固醇激素,一)反射的分类 1反射的

15、概念和分类 *反射： 在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境变化作出的规律性应答。 *分类：非条件反射和条件反射,四、反射活动的基本规律,2反射的基本过程 感受器：接受刺激 传入N 中枢: 分析、整合：初级、高级 传出N 内分泌腺 效应器 反射弧是反射的基本结构和基本单位,二) 反射的中枢整合 单突触反射：一次突触传递；一对一 多突触反射：多次突触传递；多级整合,三)中枢神经元的联系方式 1、单线式联系 ：一对一,2、辐散联系：在感觉传入途径上多见,3、聚合联系：在运动传出途径中多见,4、环状联系：可引起正反馈（后放现象） 或负反馈（兴奋及时终止）。 5、链锁式：可在空间扩大作用范围,辐散原则

16、，聚合原则，环状（链锁式），单线式,五） 中枢兴奋传播的特征 1.单向传播 2.中枢延搁 （synaptic delay） 兴奋在中枢部分传递时所需时间较长的现象。 0.3-0.5mS 3.兴奋的总和（summation） 兴奋在中枢传布需要多个EPSP的总和， 达到阈电位水平，爆发动作电位。 时间总和 空间总和,4)兴奋节律的改变 传出神经元发放冲动的频率不但取决于传入冲动的节律，而且还取决于中间神经元与传出神经元的联系方式及它们自身的功能状态 (5)后发放与反馈 刺激停止，传出神经仍然发放冲动。 环状联系通路 纠正、维持原先的反射活动,6)对内环境变化敏感和易疲劳性 机体缺氧、体内二氧化碳

17、和酸性代谢产物过多等因素均可影响递质的合成与释放，改变突触的传递能力。 易疲劳性： 递质耗竭,六)中枢抑制和中枢易化,1.突触后抑制 *产生： 抑制性中间神经元兴奋，释放抑制性神经递 质，使突触后神经元产生IPSP ，发生抑制。 *分类： 根据中间神经元的功能与联系方式不同分 传入侧支性抑制 回返性抑制,1）传入侧支性抑制（也称交互抑制） 定义： 一个传入神经元兴奋一个中枢的神经元的同时，经侧支兴奋另一个抑制性中间神经元，进而使另一个中枢的神经元抑制 。 意义： 使不同中枢之间的 活动协调,2）回返性抑制 定义： 中枢神经元兴奋后，传出冲动沿轴突外传，同时又经轴突侧支兴奋一个抑制性中间神经元，后者释放抑制性递质，反过来抑制原先发动兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元。 意义： 使神经元的活动及时终止，也促使同一中枢神经元之间的活动步调一致,2、 突触前抑制 *概念： 通过改变突触前膜的活动而使突触后神经元 产生抑制的现象。 *结构基础：轴突-轴突式突触。 *存在部位：多见于感觉传入途径 *意义： 控制从外周传入中枢的感觉信息，使感 觉更 加清 晰和集中,mV,轴突 B,轴突 A,神经元C,刺激 A,刺激 B,刺激 B后,刺激 A,70,65,60,GABA,轴突B先（+）末梢释放递质(GABA,与轴突A末