神經(jīng)元間的信息傳遞.ppt

1、第二節(jié) 神經(jīng)元間的信息傳遞 Information transmission from one neuron to next 化學(xué)性突觸 電突觸 定向突觸 化學(xué)性突觸 directed synapse 非定向突觸 non- directed synapse,一、突觸傳遞 synaptic transmission (一)經(jīng)典突觸的結(jié)構(gòu)和分類(lèi) Structure 囊泡通過(guò)出胞作用量子式釋放遞質(zhì) 入間隙。(囊泡膜可再循環(huán)利用),(2)間隙過(guò)程：神經(jīng)遞質(zhì)通過(guò)間隙并擴(kuò)散到后膜 。,(3)突觸后過(guò)程： 神經(jīng)遞質(zhì)作用于后膜上特異性受體 或化學(xué)門(mén)控離子通道后膜對(duì)某些離 子通透性改變帶電離子發(fā)生跨膜流 動(dòng)后膜

2、發(fā)生去極化或超極化產(chǎn)生 突觸后電位Postsynaptic potential。,總之，在突觸傳遞過(guò)程中，突觸前末梢去極化是誘發(fā)遞質(zhì)釋放的關(guān)鍵因素(開(kāi)啟電壓門(mén)控Ca2+通道)；Ca2+是前膜興奮和遞質(zhì)釋放過(guò)程的耦聯(lián)因子(遞質(zhì)釋放量與內(nèi)流入前膜的Ca2+量呈正相關(guān))；囊泡膜的再循環(huán)利用是突觸傳遞持久進(jìn)行的必要條件。,2.突觸后電位 (1)興奮性突觸后電位:突觸后膜在遞 質(zhì)作用下發(fā)生去極化,使突觸后神 經(jīng)元興奮性提高,此種電位變化稱 為Excitatory postsynaptic potential, EPSP A.興奮性突觸后電位的記錄,脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元RP=-70mV,電刺激肌梭傳入纖維后

3、，脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)生去極化，產(chǎn)生EPSP。 隨刺激強(qiáng)度增加，EPSP發(fā)生總和而漸增大,當(dāng)EPSP總和達(dá)到閾電位-52mV時(shí)，在軸突始段出現(xiàn)電流密度較大的外向電流，從而爆發(fā)可擴(kuò)布性的AP。,B.EPSP產(chǎn)生機(jī)制： 突觸前神經(jīng)元末梢釋放興奮性遞質(zhì) 作用于后膜受體，化學(xué)門(mén)控通道開(kāi) 放，后膜對(duì)Na+和K+,尤其是Na+的通 透性增大,Na+內(nèi)流K+外流，導(dǎo)致后 膜局部去極化。,(2)抑制性突觸后電位 Inhibitory postsynaptic potential, IPSP A.抑制性突觸后電位的記錄,B.IPSP產(chǎn)生機(jī)制： 突觸前神經(jīng)元(抑制性中間神經(jīng)元) 末梢釋放抑制性遞質(zhì)作用于突觸后 膜

4、，后膜Cl-通道開(kāi)放，Cl-內(nèi)流， 膜發(fā)生超極化；對(duì)K+的通透性增 加、K+外流，或Na+和Ca2+通道關(guān)閉, 膜發(fā)生超極化。,突觸后電位的特點(diǎn)： EPSP和IPSP均屬局部電位 等級(jí)性：大小與遞質(zhì)釋放量有關(guān)； 電緊張擴(kuò)布： 這種作用取決于局 部電位與鄰近細(xì)胞RP之間的電位 差的大小和距離的遠(yuǎn)近，電位差. 越大，距離越近， 影響越大。 可疊加性,(3)慢突觸后電位 slow postsynaptic potential A.sEPSP and sIPSP: 可在自主神經(jīng)節(jié),皮層神經(jīng)元記錄到; 潛伏期長(zhǎng)(100500ms),持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) (數(shù)s); 機(jī)制sEPSP:膜K+電導(dǎo)(通透性)降低; sI

5、PSP:膜K+電導(dǎo)(通透性)升高; B.late slow EPSP 可在交感神經(jīng)節(jié)記錄到; 潛伏期15s,持續(xù)時(shí)間1030min; 機(jī)制:K+電導(dǎo)降低;遞質(zhì)為GnRH,3.EPSP和IPSP在突觸后神經(jīng)元的整合 （integration） 同時(shí)與多個(gè)神經(jīng)末梢形成突觸的突 觸后神經(jīng)元，其電位變化的總趨勢(shì) 取決于同時(shí)所產(chǎn)生的EPSP和IPSP的 代數(shù)和。 軸突始段是AP首先發(fā)生部位(該處細(xì) 小，電壓門(mén)控Na+通道密度大)。AP 發(fā)生后,既可順向傳到末梢，也可逆 向傳向胞體，從而刷新前次興奮所 造成的電位變化。,4.突觸可塑性synaptic plasticity 突觸受已進(jìn)行過(guò)活動(dòng)的影響而發(fā)生傳

6、遞效能 的改變，此現(xiàn)象稱為突觸功能可塑性。 強(qiáng)直后增強(qiáng)(posttetanic potentiation): 突觸前Ca2+積聚遞質(zhì)釋放PTP(60s); 習(xí)慣化與敏感化habituation 激活A(yù)C cAMPCa2+內(nèi)流遞質(zhì)釋 放增多； 長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(long-term potentiation,LTP) 突觸后Ca2+ Ca2+/CaM PKC 長(zhǎng)時(shí)程抑制(long-term depression, LTD),(三)非定向突觸傳遞 Non-directed synaptic transmission 又稱為非突觸性化學(xué)傳遞 Non- synaptic chemical transmissi

7、on 1非定向突觸的結(jié)構(gòu)：,2非定向突觸傳遞的特點(diǎn)： 不存在特化的突觸前、后膜結(jié)構(gòu)； 不存在一對(duì)一的支配關(guān)系，一個(gè) 曲張?bào)w(varicosity)可支配多個(gè) 效應(yīng)細(xì)胞；, 曲張?bào)w與效應(yīng)細(xì)胞間距離一般大 于20nm,遠(yuǎn)者可達(dá)十幾m；遞 質(zhì)擴(kuò)散距離遠(yuǎn)，耗時(shí)長(zhǎng)，一般傳 遞時(shí)間大于1s； 遞質(zhì)能否產(chǎn)生效應(yīng)，取決于效應(yīng) 器細(xì)胞有無(wú)相應(yīng)受體。,(四)電突觸 Electrical synapse 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是縫隙連接Gap junction 兩個(gè)神經(jīng)元間膜間距僅2-3nm； 胞漿內(nèi)不存在vesicle，兩側(cè)膜 上有溝通胞漿的水相通道蛋白 質(zhì),允許帶電離子通過(guò)；, 無(wú)突觸前、后膜之分，為雙向傳遞；

8、 電阻低，傳遞速度快，幾乎不存在 潛伏期。 2功能意義：使許多神經(jīng)元產(chǎn)生同步 性放電或同步性活動(dòng)。,二、神經(jīng)遞質(zhì)和受體 Neurotransmitter ATP 脂類(lèi)(Lipid)： 花生四烯酸及其衍生物; 如前列腺(Prostaglandin,PG) 氣體類(lèi)：NO; CO；,5神經(jīng)遞質(zhì)的共存 neurotransmitter co-existence 戴爾原則(Dale principle)：一個(gè) 神經(jīng)元內(nèi)只存在一種遞質(zhì)，其全部 末梢只釋放同一種遞質(zhì)。近年來(lái)遞 質(zhì)共存現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)突破了這一原則 遞質(zhì)共存現(xiàn)象：一個(gè)神經(jīng)元內(nèi)可以 存在，同時(shí)末梢也可釋放兩種或兩 種以上的神經(jīng)遞質(zhì)(調(diào)質(zhì))。,遞質(zhì)共存

9、的意義： 協(xié)調(diào)某些生理過(guò)程： 如：支配貓唾液腺的副交感神經(jīng)ACh 和VIP共存: ACh:引起唾液腺分泌唾液，不增加 唾液腺血液供應(yīng)； VIP:不引起唾液腺分泌，但增加唾 液腺血液供應(yīng)和腺體上ACh受 體的親和力,從而增強(qiáng)ACh分泌 唾液的作用； 可能與信息的化學(xué)編碼有關(guān)。,（4）戴爾原則似應(yīng)修改為： 一個(gè)神經(jīng)元內(nèi)可共存兩種或兩種 以上的遞質(zhì)，其全部末梢均釋放相 同的遞質(zhì)。,(二)受體 (Receptor) 1.Receptor的概念 位于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)能與某些化學(xué) 物質(zhì)(如遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)、激素等)發(fā)生 特異性結(jié)合并誘發(fā)生物學(xué)效應(yīng)的特 殊生物分子。 一般位于細(xì)胞膜上的receptor是帶 有糖鏈的

10、跨膜蛋白質(zhì)分子。,2受體的激動(dòng)劑和拮抗劑 Agonist and Antagonist 激動(dòng)劑： 能與receptor發(fā)生特異性結(jié)合并 產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)(一 般指藥物制劑)。, 拮抗劑： 可與receptor發(fā)生特異性結(jié)合,從而占據(jù)受體或改變受體的空間構(gòu)型使遞質(zhì)不能產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)(一般指藥物制劑)。 配體(ligand)： 激動(dòng)劑、拮抗劑及神經(jīng)遞質(zhì)、神 經(jīng)調(diào)質(zhì)、激素等化學(xué)信號(hào)物質(zhì)統(tǒng)稱配體。,3Receptor與Ligand結(jié)合的特性 相對(duì)特異性； 飽和性； 可逆性； 競(jìng)爭(zhēng)性；,4Receptor的分類(lèi) 按天然配體分類(lèi): 如膽堿能受體、腎上腺能受體； 受體有亞型：對(duì)每個(gè)配體來(lái)說(shuō)

11、， 有數(shù)個(gè)亞型(如M,N)。這樣同 一ligand在與不同亞型受體結(jié)合 后，可生多樣化效應(yīng)。, 按受體存在部位分類(lèi)：一般存在于突 觸后膜，但也可存在于前膜，稱為突 觸前受體(presynaptic receptor)。 按受體激活機(jī)制分類(lèi)： 根據(jù)遞質(zhì)與受 體結(jié)合后引起突觸后膜產(chǎn)生生物學(xué)效 應(yīng)的機(jī)制的不同，受體分為兩類(lèi)：, 與離子通道耦聯(lián)的受體：此類(lèi)受體又 稱促離子受體、化學(xué)門(mén)控通道。如： A位于終板膜和自主神經(jīng)節(jié)節(jié)后神經(jīng) 元膜上的N型ACh門(mén)控離子通道受體； B氨基酸類(lèi)遞質(zhì)的促離子型受體。, G蛋白耦聯(lián)受體或促代謝受體,大多數(shù)神經(jīng)遞質(zhì)受體為此類(lèi)受體。如：自主神經(jīng)節(jié)節(jié)后纖維所支配的效應(yīng)器細(xì)胞膜上

12、的受體。,5. 受體的調(diào)節(jié)regulation of receptor,在不同情況下, 受體的數(shù)量及與遞質(zhì)親和力發(fā) 生改變。 上調(diào) (增量調(diào)節(jié))up regulation: 遞質(zhì)分泌不足 時(shí) , 使受體數(shù)量增加,親和力升高。(由于將儲(chǔ) 存于胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)上的受體蛋白表達(dá)于膜表面) 下調(diào) (減量調(diào)節(jié))down regulation: 遞質(zhì)分泌過(guò) 多時(shí) , 使受體數(shù)量減少,親和力降低。 (由于受 體蛋白內(nèi)吞入胞,即內(nèi)化internalization) 意義: 受體數(shù)量與親和力的變化與遞質(zhì)量相適 應(yīng), 從而調(diào)節(jié)突觸后神經(jīng)元對(duì)遞質(zhì)的敏感性 與反應(yīng)強(qiáng)度.,(三)外周神經(jīng)遞質(zhì)及其受體 Peripheral n

13、eurotransmitter 引 起骨骼肌收縮等。,bN受體又分為N1、N2兩個(gè)亞型。 N1亞型分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和自主 神經(jīng)節(jié)節(jié)后神經(jīng)元膜上，又稱為 神經(jīng)元(節(jié))型煙堿受體(neuron- type nicotinic receptor)； N2亞型分布于骨骼肌終板膜，又稱 為肌肉型煙堿受體(muscle- type nicotinic receptor) 。,cN受體的阻斷劑是筒箭毒堿 (Tubocurarine)； N1受體的阻斷劑是六烴季銨 (Hexamethonium)； N2受體的阻斷劑是十烴季銨 (Decamethonium),aACh與其結(jié)合所產(chǎn)生的效應(yīng)與毒蕈 堿藥理作用相同

14、,稱為毒蕈堿樣作 用(M樣作用)。如心臟活動(dòng)的抑 制、支氣管平滑肌收縮、胃腸平滑 肌收縮、消化腺分泌增加、汗腺分 泌增加、骨骼肌血管舒張等。,M受體:毒蕈堿受體Muscarinic receptor,b.M受體又分為M1、M2、M3、M4、M5 等亞型。M1亞型在腦內(nèi)含量豐富; M2亞型存在于胰腺腺泡和胰島組織, 介導(dǎo)胰酶和胰島素分泌； M2和 M4亞型存在于平滑??； M3和M5亞型作用不清。 cM受體的阻斷劑是阿托品(Atropine),B膽堿能受體的分布： 分布于膽堿能纖維所對(duì)應(yīng)的突觸 后膜上，即： 交感神經(jīng)節(jié)的節(jié)后神經(jīng)元細(xì)胞 膜上：(N1受體)； 交感神經(jīng)的節(jié)后纖維所支配的 汗腺腺細(xì)胞膜

15、上 ：(M受體)；, 交感神經(jīng)的節(jié)后舒血管纖維支配 的骨骼肌血管平滑肌細(xì)胞膜上： (M受體)； 副交感神經(jīng)節(jié)的節(jié)后神經(jīng)元細(xì)胞 膜上：(N1受體)； 副交感神經(jīng)節(jié)后纖維所支配的效 應(yīng)器細(xì)胞膜上：(M受體)；, 軀體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)支配的骨骼肌終板膜 上:（N2受體） *：重癥肌無(wú)力患者，由于體內(nèi)產(chǎn)生一 種對(duì)抗和破壞骨骼肌終板膜上N2受 體的抗體，使骨骼肌不能接受運(yùn)動(dòng) 神經(jīng)元釋放的ACh的調(diào)控而產(chǎn)生肌無(wú) 力。是一種自身免疫性疾病。,2Norepinephrine 及其受體： 在外周神經(jīng)系統(tǒng)，末梢釋放遞質(zhì) 去甲腎上腺素的神經(jīng)纖維稱為腎 上腺素能纖維(Adrenergic fiber)。,腎上腺素能纖維的分布

16、： 除了支配汗腺和骨骼肌血管舒張的交 感神經(jīng)節(jié)后纖維以外的所有交感神經(jīng) 節(jié)后纖維。,腎上腺素能受體： 能與腎上腺素(E)及去甲腎上腺素(NE) 結(jié)合的受體稱為腎上腺素能受體。但 作為外周神經(jīng)遞質(zhì)來(lái)說(shuō)，只有NE。,腎上腺能受體分類(lèi)及阻斷劑： 1受體：哌唑嗪； 酚妥拉明 2 受體激動(dòng)劑:可樂(lè)定Clonidine。由 于其可激動(dòng)2受體,抑制NE釋放, 因而用于治療高血壓。,受體,2受體：育亨賓；,Prazosin,Yohimbine,Phentolamine,對(duì)1受體作用強(qiáng)。,1受體：阿提洛爾 普拉洛爾 2受體：丁氧胺 3受體：參與脂肪代謝。 伴有呼吸系統(tǒng)疾病的心臟病患者應(yīng) 該用心得寧,以免發(fā)生支氣

17、管痙攣。,受體,Propranolol心得安,普 萘 洛 爾,Atenolo氨酰心安,Practolol心得寧,Butoxamine 心得樂(lè),美托洛爾 Metoprolol美多心安,腎上腺能受體的分布： 大多數(shù)交感神經(jīng)節(jié)后纖維所支配的效 應(yīng)細(xì)胞膜上(汗腺和受交感舒血管纖 維支配的骨骼肌血管除外)。 但不一定都有和受體,有的僅有 受體(如,皮膚粘膜血管),有的僅有 受體(如,心肌、支氣管平滑肌),有 的和受體均有(如,胃腸血管,但 以受體為主;而骨骼肌血管以受 體為主）。, 腎上腺素能受體激動(dòng)后的效應(yīng)： A與受體特性有關(guān)： a.腎上腺素和 NE與受體(主要 是1受體) 結(jié)合產(chǎn)生的平滑肌 效應(yīng)以興

18、奮為主。 如：血管收縮，子宮收縮，擴(kuò) 瞳?。ê缒ぽ椛浼。┦湛s等； 但也有抑制性的，如小腸舒張。,b.腎上腺素和NE與受體(主要是2 受體)結(jié)合產(chǎn)生的平滑肌效應(yīng)以抑制 為主。 如：血管舒張，子宮舒張，支氣管舒 張等； 但與心肌1受體結(jié)合產(chǎn)生的 效應(yīng)是興奮性的。 3 受體主要分布于脂肪組織,與脂肪 分解有關(guān),aNE對(duì)受體作用強(qiáng)，對(duì)1受體作 用弱，對(duì)2受體幾乎無(wú)作用。 NE與受體結(jié)合，使皮膚血管、胃 腸道及腎血管收縮外周阻力 血壓上升。（用作升壓藥） *：NE用于抗休克，提升血壓；用于消 化道出血，收縮血管產(chǎn)生止血效應(yīng),B與配體的特性有關(guān)：（以其對(duì)心血 管的作用為例）,b腎上腺素對(duì)和受體作用均強(qiáng)。 與1受體結(jié)合：心肌收縮力,心 率心輸出量血壓 與受體結(jié)合：皮膚粘膜血管、內(nèi) 臟尤其腎血管收縮血壓 與2受體結(jié)合：骨骼肌血管、冠脈 舒張血壓 故腎上腺素是強(qiáng)效心臟興奮藥,c異丙腎上腺素對(duì)受體作用強(qiáng)。 與1受體結(jié)合:對(duì)心肌有正性變時(shí)、變 力、變傳導(dǎo)作用，縮短收縮期和舒張期。 與腎上腺素比較，其加快心率、加速傳 導(dǎo)作用較強(qiáng)。 與