中國醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)生理學(xué)PPT課件-第十章-第二節(jié)-神經(jīng)元間的信息傳遞

中國醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)生理學(xué)PPT課件-第十章-第二節(jié)-神經(jīng)元間的信息傳遞第一頁，共77頁。一、突觸傳遞synaptictransmission

(一)經(jīng)典突觸的結(jié)構(gòu)和分類Structure&

types

ofthe

classicalsynapse經(jīng)典突觸即經(jīng)典的定向化學(xué)性突觸(Chemicalsynapse)第二頁，共77頁。1．突觸的結(jié)構(gòu)(synapticstructure)：

⑴突觸小體(synapticknob)：

A.小體軸漿內(nèi)有：線粒體；含神經(jīng)遞

質(zhì)(neurotransmitter)的囊泡(vesicle)

小而透明囊泡:ACh或氨基酸類；

小而致密囊泡:兒茶酚胺類

大而致密囊泡:神經(jīng)肽類第三頁，共77頁。第四頁，共77頁。B.前膜：第五頁，共77頁。⑵突觸間隙（Synapticcleft）：

寬20nm，與細(xì)胞外液相通；神經(jīng)遞

質(zhì)經(jīng)此間隙擴(kuò)散到后膜。第六頁，共77頁。⑶突觸后膜（Postsynapticmembrane)：

有與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合的特異受體或化學(xué)門控離子通道。后膜對電刺激不敏感（直接電刺激后膜不易產(chǎn)生去極化反應(yīng)）第七頁，共77頁。2．突觸的分類typesofsynapses：

⑴根據(jù)神經(jīng)元相互接觸的部位分為：①軸突-樹突式突觸②軸突-胞體式突觸③軸突-軸突式突觸④樹突-樹突式突觸第八頁，共77頁。第九頁，共77頁。其它方式：樹突-胞體式突觸；樹突-

軸突式突觸；胞體-軸突式突觸；胞體-樹突式突觸；胞體-胞體式突觸等。特殊部位的突觸：如神經(jīng)-骨骼肌接頭等。第十頁，共77頁。⑵根據(jù)突觸的組合形式分為：第十一頁，共77頁。⑶根據(jù)突觸的傳遞功能分為：①興奮性突觸

(Excitatorysynapse)②抑制性突觸

(Inhibitorysynapse)第十二頁，共77頁。(二)突觸傳遞過程與突觸后電位

TheprocessofsynaptictransmissionandPostsynapticpotential

1.突觸傳遞過程

processofsynaptictransmission(1)突觸前過程：

①神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)突觸前神經(jīng)元軸突末梢→突觸前膜去極化；第十三頁，共77頁。

②電壓門控Ca2+通道開放→膜外Ca2+內(nèi)流入前膜；

③Ca2+與胞漿CaM結(jié)合成4Ca2+-CaM復(fù)合物→激活CaM依賴的PKⅡ→囊泡外表面突觸蛋白Ⅰ磷酸化

→蛋白Ⅰ與囊泡脫離→解除蛋白Ⅰ對囊泡與前膜融合及釋放遞質(zhì)的阻礙作用;④囊泡通過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)第十四頁，共77頁。(2)間隙過程：神經(jīng)遞質(zhì)通過間隙并擴(kuò)散到后膜。第十五頁，共77頁。(3)突觸后過程：神經(jīng)遞質(zhì)→作用于后膜上特異性受體或化學(xué)門控離子通道→后膜對某些離子通透性改變→帶電離子發(fā)生跨膜流動(dòng)→后膜發(fā)生去極化或超極化→產(chǎn)生突觸后電位Postsynapticpotential。第十六頁，共77頁?？傊?，在突觸傳遞過程中，突觸前末梢去極化是誘發(fā)遞質(zhì)釋放的關(guān)鍵因素(開啟電壓門控Ca2+通道)；Ca2+是前膜興奮和遞質(zhì)釋放過程的耦聯(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。第十七頁，共77頁。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Excitatorypostsynapticpotential,EPSP

A.興奮性突觸后電位的記錄第十八頁，共77頁。第十九頁，共77頁。①脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元RP=-70mV,電刺激肌梭傳入纖維后，脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)生去極化，產(chǎn)生EPSP。

②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。第二十頁，共77頁。

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)門控通道開放，后膜對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。第二十一頁，共77頁。(2)抑制性突觸后電位

Inhibitorypostsynapticpotential,IPSP

A.抑制性突觸后電位的記錄

第二十二頁，共77頁。

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，后膜①Cl-通道開放，Cl-內(nèi)流，

膜發(fā)生超極化；②對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。第二十三頁，共77頁。突觸后電位的特點(diǎn)：EPSP和IPSP均屬局部電位

①等級性：大小與遞質(zhì)釋放量有關(guān)；

②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。

③可疊加性第二十四頁，共77頁。(3)慢突觸后電位

slowpostsynapticpotential

A.sEPSPandsIPSP:①可在自主神經(jīng)節(jié),皮層神經(jīng)元記錄到;②潛伏期長(100~500ms),持續(xù)時(shí)間長(數(shù)s);③機(jī)制sEPSP:膜K+電導(dǎo)(通透性)降低;

sIPSP:膜K+電導(dǎo)(通透性)升高;

B.lateslowEPSP①可在交感神經(jīng)節(jié)記錄到;②潛伏期1~5s,持續(xù)時(shí)間10~30min;③機(jī)制:K+電導(dǎo)降低;遞質(zhì)為GnRH

第二十五頁，共77頁。3.EPSP和IPSP在突觸后神經(jīng)元的整合

（integration）

①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

取決于同時(shí)所產(chǎn)生的EPSP和IPSP的

代數(shù)和。②軸突始段是AP首先發(fā)生部位(該處細(xì)小，電壓門控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。第二十六頁，共77頁。4.突觸可塑性synapticplasticity

突觸受已進(jìn)行過活動(dòng)的影響而發(fā)生傳遞效能的改變，此現(xiàn)象稱為突觸功能可塑性。

⑴強(qiáng)直后增強(qiáng)(posttetanicpotentiation):突觸前Ca2+積聚→遞質(zhì)釋放↑→PTP↑(60s);

⑵習(xí)慣化與敏感化habituation&sensitization:重復(fù)刺激→Ca2+通道關(guān)閉→Ca2+內(nèi)流少→遞質(zhì)釋放減少;激活A(yù)C→cAMP↑→Ca2+內(nèi)流↑→遞質(zhì)釋放增多；

⑶長時(shí)程增強(qiáng)(long-termpotentiation,LTP)突觸后Ca2+↑

→Ca2+/CaM→PKC

長時(shí)程抑制(long-termdepression,

LTD)第二十七頁，共77頁。(三)非定向突觸傳遞Non-directedsynaptictransmission

又稱為非突觸性化學(xué)傳遞Non-synapticchemicaltransmission

1．非定向突觸的結(jié)構(gòu)：第二十八頁，共77頁。第二十九頁，共77頁。2．非定向突觸傳遞的特點(diǎn)：①不存在特化的突觸前、后膜結(jié)構(gòu)；②不存在一對一的支配關(guān)系，一個(gè)曲張?bào)w(varicosity)可支配多個(gè)效應(yīng)細(xì)胞；第三十頁，共77頁。③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μm；遞質(zhì)擴(kuò)散距離遠(yuǎn)，耗時(shí)長，一般傳遞時(shí)間大于1s；

④遞質(zhì)能否產(chǎn)生效應(yīng)，取決于效應(yīng)器細(xì)胞有無相應(yīng)受體。第三十一頁，共77頁。(四)電突觸Electricalsynapse1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

⑴結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是縫隙連接Gapjunction

⑵兩個(gè)神經(jīng)元間膜間距僅2-3nm；

⑶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；第三十二頁，共77頁。

⑷無突觸前、后膜之分，為雙向傳遞；

⑸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)。第三十三頁，共77頁。二、神經(jīng)遞質(zhì)和受體

Neurotransmitter&Receptor(一)神經(jīng)遞質(zhì)

1.神經(jīng)遞質(zhì)的概念：在突觸間起信息傳遞作用的化學(xué)物質(zhì)。

2.確定神經(jīng)遞質(zhì)的條件(5條)

3.神經(jīng)調(diào)質(zhì)Neuromodulator

的概念及調(diào)質(zhì)的調(diào)制作用第三十四頁，共77頁。⑴神經(jīng)調(diào)質(zhì)：雖由神經(jīng)元產(chǎn)生，也作用于特定受體，但不在神經(jīng)元間起信息傳遞作用，而是調(diào)節(jié)信息傳遞效率，增強(qiáng)或削弱遞質(zhì)的效應(yīng)的一類化學(xué)物質(zhì)。第三十五頁，共77頁。⑵調(diào)制作用（Modulation）：調(diào)質(zhì)所

發(fā)揮的作用稱為調(diào)制作用。例：阿片肽對交感神經(jīng)末梢釋放去

甲腎上腺素的調(diào)制作用：

作用于δ-receptor：促進(jìn)末梢

釋放NE，加強(qiáng)血管收縮。作用于κ-receptor：抑制末梢

釋放NE，抑制血管收縮。第三十六頁，共77頁。4．神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)的分類

⑴膽堿類Cholines⑵單胺類Monoamines

⑶氨基酸類Aminoacides興奮性氨基酸:谷氨酸(Glu)天冬氨酸(Asp)

抑制性氨基酸:γ-氨基丁酸(GABA)甘氨酸(Gly)等。第三十七頁，共77頁。⑷肽類Peptides：①下丘腦調(diào)節(jié)肽②阿片肽③胃腸肽④其他：血管緊張素Ⅱ，血管加

壓素(VP)，催產(chǎn)素(OXT),心房

鈉尿肽．第三十八頁，共77頁。⑸嘌呤類(Purine)：腺苷(adenosine);ATP⑹脂類(Lipid)：花生四烯酸及其衍生物;如前列腺(Prostaglandin,PG)⑺氣體類：NO;CO；第三十九頁，共77頁。5．神經(jīng)遞質(zhì)的共存

neurotransmitterco-existence⑴戴爾原則(Daleprinciple)：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)。近年來遞質(zhì)共存現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)突破了這一原則⑵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))。第四十頁，共77頁。⑶遞質(zhì)共存的意義：

①協(xié)調(diào)某些生理過程：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；②可能與信息的化學(xué)編碼有關(guān)。第四十一頁，共77頁。

（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)。第四十二頁，共77頁。

(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是帶有糖鏈的跨膜蛋白質(zhì)分子。第四十三頁，共77頁。2．受體的激動(dòng)劑和拮抗劑

AgonistandAntagonist⑴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)。第四十四頁，共77頁。⑵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)。⑶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)信號物質(zhì)統(tǒng)

稱配體。第四十五頁，共77頁。3．Receptor與Ligand結(jié)合的特性

⑴相對特異性；

⑵飽和性；

⑶可逆性；

⑷競爭性；

第四十六頁，共77頁。4．Receptor的分類⑴按天然配體分類:如膽堿能受體、腎上腺能受體；受體有亞型：對每個(gè)配體來說，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)。第四十七頁，共77頁。⑵按受體存在部位分類：一般存在于突

觸后膜，但也可存在于前膜，稱為突觸前受體(presynapticreceptor)。⑶按受體激活機(jī)制分類：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：第四十八頁，共77頁。①與離子通道耦聯(lián)的受體：此類受體又

稱促離子受體、化學(xué)門控通道。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門控離子通道受體；B．氨基酸類遞質(zhì)的促離子型受體。第四十九頁，共77頁。②G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)胞膜上的受體。第五十頁，共77頁。5.受體的調(diào)節(jié)regulationofreceptor

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))upregulation: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))downregulation:遞質(zhì)分泌過多時(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)元對遞質(zhì)的敏感性與反應(yīng)強(qiáng)度.第五十一頁，共77頁。(三)外周神經(jīng)遞質(zhì)及其受體

Peripheralneurotransmitter&Itsreceptor

1．Acetylcholine及其受體在外周神經(jīng)系統(tǒng)，末梢釋放遞質(zhì)

ACh的神經(jīng)纖維稱為膽堿能纖維

(Cholinergicfiber)。

第五十二頁，共77頁。第五十三頁，共77頁。⑴膽堿能纖維的分布：

①交感神經(jīng)的節(jié)前纖維；

②支配汗腺的交感神經(jīng)節(jié)后纖維；

③支配骨骼肌血管舒張的交感神經(jīng)節(jié)后纖維；

④副交感神經(jīng)的節(jié)前纖維；

⑤副交感神經(jīng)的節(jié)后纖維；

⑥軀體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢；第五十四頁，共77頁。第五十五頁，共77頁。⑵膽堿能受體：

A．膽堿能受體分類：分N、M兩類。

N受體：即煙堿受體

Nicotinicreceptor，是配體化學(xué)門控通道。第五十六頁，共77頁。a．ACh與其結(jié)合所產(chǎn)生的效應(yīng)與煙堿的藥理作用相同，稱為煙堿樣作用（N樣作用）。如：興奮自主神經(jīng)節(jié)節(jié)后神經(jīng)元;引起骨骼肌收縮等。第五十七頁，共77頁。b．N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-typenicotinicreceptor)；

N2亞型分布于骨骼肌終板膜，又稱

為肌肉型煙堿受體(muscle-typenicotinicreceptor)

。第五十八頁，共77頁。c．N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)第五十九頁，共77頁。

a．ACh與其結(jié)合所產(chǎn)生的效應(yīng)與毒蕈

堿藥理作用相同,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Muscarinicreceptor第六十頁，共77頁。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。c．M受體的阻斷劑是阿托品(Atropine)第六十一頁，共77頁。B．膽堿能受體的分布：分布于膽堿能纖維所對應(yīng)的突觸

后膜上，即：①交感神經(jīng)節(jié)的節(jié)后神經(jīng)元細(xì)胞膜上：(N1受體)；②交感神經(jīng)的節(jié)后纖維所支配的汗腺腺細(xì)胞膜上：(M受體)；第六十二頁，共77頁。③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)；④副交感神經(jīng)節(jié)的節(jié)后神經(jīng)元細(xì)胞膜上：(N1受體)；⑤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)；第六十三頁，共77頁。⑥軀體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)支配的骨骼肌終板膜

上:（N2受體）*：重癥肌無力患者，由于體內(nèi)產(chǎn)生一

種對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

力。是一種自身免疫性疾病。第六十四頁，共77頁。2．Norepinephrine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(Adrenergicfiber)。第六十五頁，共77頁。⑴腎上腺素能纖維的分布：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。第六十六頁，共77頁。⑵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)來說，只有NE。

第六十七頁，共77頁。①腎上腺能受體分類及阻斷劑：

α1受體：哌唑嗪；酚妥拉明

α2受體激動(dòng)劑:可樂定Clonidine。由

于其可激動(dòng)α2受體,抑制NE釋放,

因而用于治療高血壓。α受體α2受體：育亨賓；PrazosinYohimbinePhentolamine對α1受體作用強(qiáng)。第六十八頁，共77頁。

β1受體：阿提洛爾

普拉洛爾

β2受體：丁氧胺

β3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)生支氣管痙攣。

β受體Propranolol心得安

普萘洛爾Atenolo氨酰心安Practolol心得寧Butoxamine心得樂美托洛爾Metoprolol美多心安第六十九頁，共77頁。②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α和β受體,有的僅有

α受體(如,皮膚粘膜血管),有的僅有

β受體(如,心肌、支氣管平滑肌),有的α和β受體均有(如,胃腸血管,但以α受體為主;而骨骼肌血管以β受體為主）。第七十頁，共77頁。③腎上腺素能受體激動(dòng)后的效應(yīng)：