四神經(jīng)遞質(zhì)和受體

1、三、神經(jīng)遞質(zhì)和受體,?,神經(jīng)遞質(zhì),Neurotransmitter,?,神經(jīng)調(diào)質(zhì),Neuromodulator,?,受體,Receptor,基本概念,神經(jīng)遞質(zhì),(Neurotransmitter, NT),概念：,由突觸前神經(jīng)元合成并在末梢處釋放，能特異,性地作用于突觸后神經(jīng)元或效應(yīng)器上的受體，并在突觸,后神經(jīng)元或效應(yīng)器細(xì)胞上產(chǎn)生一定效應(yīng)的信息傳遞物質(zhì)。,遞質(zhì)的鑒定,突觸前神經(jīng)元中合成,遞質(zhì)存在于突觸小泡內(nèi),與突觸后膜上的受體結(jié)合,存在有使其失活的機制,有特異的受體激動劑和拮抗劑,遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)的分類,按分泌部位,按化學(xué)性質(zhì),中樞神經(jīng)遞質(zhì),外周神經(jīng)遞質(zhì),膽堿類,胺類,氨基酸類,肽類,嘌呤類,脂類、

2、氣體類等,?,膽堿類,: ACh,?,胺類,:,Dopamine (DA),Noradrenaline(NA,，,NE),Adrenaline(Adr,E),5-HT, histamine (HA),?,氨基酸類,:,興奮性：谷氨酸,(Glu),門冬氨酸,(Asp),抑制性：甘氨酸,(Gly), ,氨基丁酸,(GABA),?,肽類,: VP, OXT,阿片肽，腦腸肽，,AngII,等,?,嘌呤類,:,腺苷，,ATP,?,氣體,: NO,，,CO,?,脂類,:,花生四烯酸及其衍生物,一個神經(jīng)元內(nèi)可以存在兩種或兩種以上的,神經(jīng)遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)，末梢可同時釋放兩種或兩種,以上的遞質(zhì),意義：在于協(xié)調(diào)某些生理

3、功能,遞質(zhì)共存現(xiàn)象,Five Key Steps in,Neurotransmission,?,Synthesis,?,Storage,?,Release,?,Receptor Binding,?,Inactivation,受體,(Receptor),?,受體,(receptor):,細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)能與某些化學(xué)物質(zhì)發(fā),生特異結(jié)合并誘發(fā)生物效應(yīng)的特殊生物分子。,?,配體,(ligand),：能與受體結(jié)合的化學(xué)物質(zhì),?,激動劑,(agonist),：能與受體發(fā)生特異性結(jié)合并產(chǎn)生,生物效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。,?,拮抗劑,(antagonist),：能與受體發(fā)生特異性結(jié)合不,產(chǎn)生生物效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。,受體特

4、性,:,?,結(jié)合的特異性,?,選擇的相對性,?,結(jié)合的可逆性,?,親和性,?,上調(diào),(up regulation),：反應(yīng)性,(,致敏現(xiàn)象,),親和力或數(shù)目,?,下調(diào),(down regulation),：反應(yīng)性,(,脫敏現(xiàn)象,),親和力或數(shù)目,受體的分類,?,分布部位,?,突觸前受體,?,突觸后受體,?,生物效應(yīng),?,離子通道型受體（促離子型受體，,ionotropic receptor,）,?,G,蛋白耦聯(lián)受體（促代謝型受體，,metabotropic receptor,）,?,結(jié)合遞質(zhì),?,膽堿能受體,(N,、,M),?,腎上腺素能受體,(,、,),?,5-HT,受體、氨基酸類受體等,C

5、lasses of Neurotransmitter Receptors,OUT,IN,+,-,IONOTROPIC,METABOTROPIC,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,a,g,b,Ionotropic Receptor,neurotransmitter,NT,Channel,Ionotropic Receptor,NT,Pore,G protein: direct control,R,G,GDP,G protein: direct control,R,G,GTP,Pore,G protein: Protein Phosphorylation,R,G,GDP,A,C,PK,G

6、 protein: Protein Phosphorylation,R,A,C,PK,G,GTP,ATP,cAMP,G protein: Protein Phosphorylation,R,A,C,PK,G,GTP,ATP,cAMP,P,Pore,周圍神經(jīng)系統(tǒng)的遞質(zhì)和受體,-,膽堿能纖維,-,腎上腺素能纖維,乙酰膽堿及其受體,Acetylcholine,is the first discovery neurotransmitter,Loewis experiment,乙酰膽堿的合成與分解,Acetylcholinesterase (AChE),外周膽堿能纖維,膽堿能纖維：神經(jīng)末梢釋放,ACh,

7、作為,遞質(zhì)的纖維,分布,?,自主神經(jīng)節(jié)前纖維,?,大多數(shù)副交感神經(jīng)節(jié)后纖維,?,少數(shù)交感神經(jīng)節(jié)后纖維,（汗腺和骨骼肌舒血管）,?,運動神經(jīng)纖維,Important,膽,堿,能,受,體,毒蕈堿受體,（阿托品）,muscarinic receptor,（,M-,受體,，,G,蛋白耦,聯(lián)受體，,M1M5),煙堿受體（,筒箭毒,）,nicotinic receptor,（,N-,受體,，配體門,控通道）,N,1,，神經(jīng)元型煙堿受體（神,經(jīng)節(jié)前后，,六烴季胺,）,N,2,，肌肉型煙堿受體（神經(jīng),肌肉接頭，,十烴季胺,）,?,心臟抑制,?,平滑肌收縮,?,消化腺分泌,?,汗腺分泌,?,骨骼肌血管舒張,?,

8、腦神經(jīng)元,Important,去甲腎上腺素及其受體,兒茶酚胺類,Catecholamine,：含有鄰苯二酚基本結(jié),構(gòu)的胺類,?,去甲腎上腺素,(Noradrenaline NA,norepinephrine NE):,?,腎上腺素,(Adrenaline Adr, epinephrine E),?,多巴胺,(Dopamine DA),外周腎上腺素能神經(jīng)纖維,?,腎上腺素能神經(jīng)纖維：以,NE,作為遞質(zhì)的神經(jīng)纖維。,?,外周,NE,能纖維：交感神經(jīng)節(jié)后纖維（除支配汗腺和,骨骼肌血管纖維）,Important,腎,上,腺,素,能,受,體,a,a,1,興奮,皮膚、腎、胃腸血管平滑肌,a,2,突觸前膜，

9、,減少遞質(zhì)釋放,b,b,1,興奮心臟,b,2,抑制，,骨骼肌、肝臟血管,平滑肌舒張,b,3,脂肪分解,adrenergic receptor,a,receptor,b,receptor,isoform,a,1,a,2,b,1,、,b,2,、,b,3,agonist,NA A ISO,ISOANA,antagonist,Phentolamine,(,酚妥拉明,),a,1,：,prazosin,(,哌唑嗪,),a,2,：,yohimbine,(,育亨賓,),Propranolol,(,普萘洛爾,),b,1,：,atenol,(,阿提洛爾,),b,2,：,butoxamine,(,丁氧胺,),肽類和

10、嘌呤類遞質(zhì)及其受體,?,神經(jīng)肽：作為遞質(zhì)的肽類,?,嘌呤類：腺苷，,ATP,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的遞質(zhì)和受體,?,乙酰膽堿及其受體,?,去甲腎上腺素及其受體,?,多巴胺及其受體,?,5-,羥色胺及其受體,?,組胺及其受體,?,氨基酸遞質(zhì)及受體,?,肽類遞質(zhì)及受體,?,其它遞質(zhì)、受體系統(tǒng),乙酰膽堿及其受體,膽,堿,能,神,經(jīng),元,*,脊髓前角運動神經(jīng)元,*,丘腦后腹側(cè)特異性感覺投射神經(jīng)元,*,腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng),*,尾核、殼核、蒼白球,*,邊緣系統(tǒng)（梨狀區(qū)、杏仁核、海馬）,1.,Central,cholinergic,pathways,去甲腎上腺素及其受體,上行部分大腦皮層、邊緣前腦、下丘腦,支配

11、低位腦干部分低位腦干,下行部分脊髓后角膠質(zhì)區(qū)、側(cè)角、前角,纖,維,投,射,部,位,I.,Noradrenaline,1.,Central,noradrenergic,pathways,多巴胺及其受體,主要存在中樞，黑質(zhì)內(nèi)合成,紋狀體,中腦邊緣系統(tǒng),結(jié)節(jié)漏斗,黑質(zhì),受體：,D,1,D,5,，,G,蛋白耦聯(lián),D,1,、,D,5,激活,cAMP,D,2,、,D,3,、,D,4,激活,cAMP,軀體運動、精神情緒、垂體分泌、心血管活動調(diào)節(jié),1.,Dopamine pathways in the CNS,-,Nigrostriatal,pathway (,Substantia nigra,?,Corpu

12、s striatum); 75%,-,Mesolimbic,pathway (Midbrain,?,nucleus,accumbens,),-,Tubero,-,infundibular,system (,arcuate,nucleus,?,median eminence of the pituitary),5-,羥色胺及其受體,主要存在中樞，集中于中縫核內(nèi),紋狀體、丘腦、下丘,腦、邊緣前腦、大腦,皮層,低位腦干,脊髓后角、側(cè)角、,前角,中縫核,受體,：,5-HT,1,5-HT,7,，有多種亞型。,5-HT,3,是離子通道型受體，,其余為,G,蛋白耦聯(lián)受體，,5-HT1,A,是突觸前受體。,調(diào)

13、節(jié)痛覺、精神情緒、睡眠、體溫、性行為、垂體內(nèi)分泌。,上行部,下行部,III. 5,-,HT (,serotonin,),1.,Central 5,-,HT pathways and receptors,下丘腦后部的結(jié)節(jié)乳頭核內(nèi)組胺能神經(jīng)元發(fā)出,纖維投射到腦和脊髓。,組胺有三種受體：,1.,H,1,：,PLC,PI3,，,DAG,PKC,2.,H,2,：,G,蛋白,cAMP,PKA,3.,H,3,：,突觸前受體，抑制遞質(zhì)釋放,調(diào)節(jié)：覺醒、性行為、腺垂體激素分泌、血壓、飲,水、痛覺,氨基酸遞質(zhì)及受體,?,興奮性氨基酸：,?,谷氨酸,(glutamate),?,門冬氨酸,(aspartate),?,

14、抑制性氨基酸：,?,GABA (,-aminobutyric acid),?,甘氨酸,(glycine),Glutamate,GABA,Glycine,谷氨酸的釋放和攝取，以及神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞之,間的“谷氨酸,-,谷氨酰胺”循環(huán),Excitatory synaptic transmission is mediate by,glutamate receptors,NMDA,receptors,(NMDARs),AMPA,receptors,Kainate,receptors,metabotropic,Glu receptors,OUT,IN,K,+,K,+,Na,+,Ca,2,+,Na,+,(C

15、a,2+,?),a,g,b,*,兩類受體,A,、促代謝型（,metabotropic,）,glu,受體：,與,G,蛋白耦聯(lián),L-AP4-glu-R,、,ACPD-glu-R,B,、促離子型（,ionotropic,）,glu,受體：,配體門控離子通道,NMDA-glu-R,：,Na,+,、,Ca,2+,內(nèi)流、,K,+,外流,KA-glu-R,AMPA-glu-R,：,Na,+,內(nèi)流、,K,+,外流,谷氨酸（,Glutamate, Glu,）及其受體,兩類促離子型谷氨酸受體示意圖,NMDA,Non-NMDA,抑制性氨基酸,：,?,甘氨酸（,gly,）主要分布在脊髓和腦干中。,脊髓閏紹細(xì)胞釋放的遞

16、質(zhì)，其受體為離子通道（,Cl,-,）,甘氨酸也能與,NMDA,受體結(jié)合，產(chǎn)生興奮效應(yīng)。,?,GABA,：主要存在于大腦皮層淺層、小腦皮層浦肯野纖維,及紋狀體黑質(zhì)纖維中。,GABA,受體分為三型：,GABA,A,：,Cl,-,通道,GABA,B,：,促代謝型受體（,IP,3,，,DG,），激活后可增加,K,+,通,道的電導(dǎo)。,GABA,C,：,Cl,-,通道,GABA,A,受體示意圖,巴比妥酸,酒精,苯二氮,鎮(zhèn)靜藥,降低,Ca,2+,通道的電導(dǎo),反射弧中樞部分的活動規(guī)律,反射的中樞控制：,適宜刺激,感受器,傳入神經(jīng),反射中樞,傳出神經(jīng),效應(yīng)器,內(nèi)分泌腺,效應(yīng)器,激素,高級中樞,整合,單線式聯(lián)系（

17、,single line connection,）,中樞神經(jīng)元的聯(lián)系方式,輻散式聯(lián)系,（,Divergence,）,多見于運動傳出通路,?,結(jié)構(gòu)形式：多個神經(jīng)元與少數(shù)或一個神經(jīng)元發(fā)生聯(lián)系。,?,意義：,a,、使,CNS,內(nèi)神經(jīng)元活動能夠集中；,b,、使興奮或抑制能在后一個神經(jīng)元上發(fā)生整,合而及時加強或減弱。,Convergent Synapse,Presynaptic neurons,Postsynaptic,neuron,?,A junction,between two or,more presynaptic,neurons with a,postsynaptic neuron,(the r

18、atio of pre to,post is greater than,one).,?,The stimulation of,the postsynaptic,neuron depends on,the Spatial,Summation.,1,單向傳布：,2,突觸延擱,(delay),：,0.3,0.5ms.,突觸傳遞的特征,3,總和：,時間性總和,(temporal summation),空間性總和,(spatial summation),-65mV,-,70mV,AT REST,V,m,Time,+,-,Temporal,Summation,+,Repeated stimulation,

19、same synapse ,-65mv,-,70mv,AT REST,v,m,Time,+,-,Spatial,Summation,+,?,Multiple synapses,+,-,70mv,+,-,-,EPSP,IPSP,+,4,興奮節(jié)律的改變：,反射活動中，傳入神經(jīng)與傳出神經(jīng)的沖動頻率不同,?,多個,synapses,?,自身的功能狀態(tài),5.,對內(nèi)環(huán)境變化敏感和易疲勞：反射弧中最易發(fā)生疲,勞的環(huán)節(jié)。,6,后發(fā)放：,刺激停止，傳出神經(jīng)仍然發(fā)放沖動。,主要原因：神經(jīng)元之間的環(huán)狀聯(lián)系以及中間神經(jīng)元的作用。,中樞抑制和中樞易化,?,突觸后抑制（,postsynaptic inhibition,）

20、,-,傳入側(cè)支性抑制,(afferent collateral inhibition),-,回返性抑制,(recurrent inhibition),?,突觸前抑制（,presynaptic inhibition,）,中樞抑制,?,結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：是抑制性中間神經(jīng)元,?,機制：,興奮沖動,抑制性中間,N,元,釋放抑制性遞質(zhì),突觸后,N,元產(chǎn)生,IPSP,突觸后,N,元發(fā)生抑制,?,分類：,側(cè)支性抑制,:,回返性抑制,:,突觸后抑制,:,傳入側(cè)支性抑制,:,興,奮,沖,動,傳,入,側(cè)支興奮,抑制性中間,N,元,抑制性中間,N,元釋,放抑制性遞質(zhì),抑制另一,N,元,突觸后膜產(chǎn)生,IPSP,傳入側(cè)支性抑制

21、,:,意義,:,調(diào)控其它,N,元，以便,活動協(xié)調(diào)同步。,興奮一,N,元,突,觸,后,膜,產(chǎn),生,EPSP,回返性抑制,:,意義,:,調(diào)控,N,元本身，使其活動及時終止。,N,元興奮沖動沿軸突傳出,側(cè)支興奮,抑制性中間,N,元,抑制性中間,N,元,釋放抑制性遞質(zhì),原興奮的,N,元抑制,突觸后膜產(chǎn)生,IPSP,興奮效應(yīng)細(xì)胞,突,觸,后,膜,產(chǎn),生,EPSP,突觸前抑制（,presynaptic inhibition,）,結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),:,軸,-,軸,-,胞串聯(lián)突觸。,概念：,通過改變突觸前膜電位使突,觸后神經(jīng)元興奮性降低的抑,制稱為突觸前抑制。,意義,:,可將各種不必要的或非主要,的信息，在傳入途中即

22、被抑,制掉，進而保證了重要信息,上傳到高級中樞，使個體的,思維、注意力、精力得到高,度集中。,-,廣泛存在于機體的感覺傳入途中,Excitatory Synapse,?,A active,?,B more likely to fire,?,Add a 3d neuron ,A,B,+,Presynaptic Inhibition,Excitatory Synapse,?,Axon-axon synapse,?,C is inhibitory ,A,B,+,Presynaptic Inhibition,C,-,Excitatory Synapse,A,B,+,Presynaptic Inhibi

23、tion,C,-,?,C active,?,less NT from A when active,?,B less likely to fire ,機制：,先刺激軸,B,軸,B,興奮釋放遞質(zhì),(GABA),軸,A,部分去極化,(Cl,-,電導(dǎo),),在此基礎(chǔ)上再刺激軸,A,軸,A,產(chǎn)生,AP,幅度,軸,A,Ca,2+,內(nèi)流量,軸,A,釋放遞質(zhì)量,胞,C,EPSP,幅度,胞,C,不易達到閾電位而抑制,特征：是去極化抑制。,C,A,B,B,實驗,A,：刺激軸突,A,時，胞,B,產(chǎn)生,10mV,的,EPSP,；,實驗,B,：先刺激軸突,C,，再刺激軸突,A,時，胞,B,產(chǎn)生,5mV,的,EPSP,。,先刺激軸,B,軸,B,興奮釋放遞質(zhì),(GABA),軸,A,上的,GABA,B,受體,軸,A,上,K,+,通透性增加,軸,A,產(chǎn)生,AP,時程,軸,A,Ca,2+,內(nèi)流量,軸,A,釋放遞質(zhì)量,胞,C,EPSP,幅