神经递质和受体 教育学习

三、神经递质和受体,神经递质Neurotransmitter神经调质Neuromodulator受体Receptor,1,一类参考,基本概念,神经递质(Neurotransmitter,NT)概念：由突触前神经元合成并在末梢处释放，能特异性地作用于突触后神经元或效应器上的受体，并在突触后神经元或效应器细胞上产生一定效应的信息传递物质。,2,一类参考,递质的鉴定,突触前神经元中合成递质存在于突触小泡内与突触后膜上的受体结合存在有使其失活的机制有特异的受体激动剂和拮抗剂,3,一类参考,4,一类参考,递质和调质的分类,按分泌部位,按化学性质,中枢神经递质外周神经递质,胆碱类胺类氨基酸类肽类嘌呤类脂类、气体类等,5,一类参考,胆碱类:ACh胺类:Dopamine(DA),Noradrenaline(NA，NE),Adrenaline(Adr,E),5-HT,histamine(HA)氨基酸类:兴奋性：谷氨酸(Glu),门冬氨酸(Asp)抑制性：甘氨酸(Gly),氨基丁酸(GABA)肽类:VP,OXT,阿片肽，脑肠肽，AngII等嘌呤类:腺苷，ATP气体:NO，CO脂类:花生四烯酸及其衍生物,6,一类参考,一个神经元内可以存在两种或两种以上的神经递质或调质，末梢可同时释放两种或两种以上的递质意义：在于协调某些生理功能,7,一类参考,递质共存现象,8,一类参考,9,一类参考,FiveKeyStepsinNeurotransmission,SynthesisStorageReleaseReceptorBindingInactivation,10,一类参考,受体(Receptor),受体(receptor):细胞膜或细胞内能与某些化学物质发生特异结合并诱发生物效应的特殊生物分子。配体(ligand)：能与受体结合的化学物质激动剂(agonist)：能与受体发生特异性结合并产生生物效应的化学物质。拮抗剂(antagonist)：能与受体发生特异性结合不产生生物效应的化学物质。,11,一类参考,受体特性:,结合的特异性选择的相对性结合的可逆性亲和性上调(upregulation)：反应性(致敏现象)亲和力或数目下调(downregulation)：反应性(脱敏现象)亲和力或数目,12,一类参考,受体的分类,分布部位突触前受体突触后受体生物效应离子通道型受体（促离子型受体，ionotropicreceptor）G蛋白耦联受体（促代谢型受体，metabotropicreceptor）结合递质胆碱能受体(N、M)肾上腺素能受体(、)5-HT受体、氨基酸类受体等,13,一类参考,ClassesofNeurotransmitterReceptors,OUT,IN,-,IONOTROPIC,METABOTROPIC,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,14,一类参考,IonotropicReceptor,neurotransmitter,NT,15,一类参考,IonotropicReceptor,16,一类参考,NT,IonotropicReceptor,17,一类参考,IonotropicReceptor,18,一类参考,MetabotropicReceptor,ReceptorseparatefromchannelGproteins2dmessengersystemcAMPothertypesEffectsControlchannelAlterpropertiesofreceptorsregulationofgeneexpression,19,一类参考,Gprotein:directcontrol,20,一类参考,Gprotein:directcontrol,Pore,21,一类参考,Gprotein:ProteinPhosphorylation,externalsignal:nt,2dmessenger,secondaryeffector,externalsignal:NT,2dmessenger,secondaryeffector,GS,norepinephrine,cAMP,proteinkinase,22,一类参考,Gprotein:ProteinPhosphorylation,PK,23,一类参考,Gprotein:ProteinPhosphorylation,PK,ATP,cAMP,24,一类参考,Gprotein:ProteinPhosphorylation,PK,ATP,cAMP,P,25,一类参考,周围神经系统的递质和受体,-胆碱能纤维-肾上腺素能纤维,26,一类参考,DistributionofPeripheralNeurotransmitters,autonomicefferentfibersympatheticfiberpreganglionicfiber:AChpostganglionicfiber:AChorNEEfferentParasympatheticfiberpreganglionicfiber:AChNervepostganglionicfiber:AChfibersomaticmotorfiber:ACh,27,一类参考,乙酰胆碱及其受体,Acetylcholineisthefirstdiscoveryneurotransmitter,Loewisexperiment,28,一类参考,乙酰胆碱的合成与分解,29,一类参考,Acetylcholinesterase(AChE),30,一类参考,外周胆碱能纤维,胆碱能纤维：神经末梢释放ACh作为递质的纤维,分布自主神经节前纤维大多数副交感神经节后纤维少数交感神经节后纤维（汗腺和骨骼肌舒血管）运动神经纤维,Important,31,一类参考,胆碱能受体,毒蕈碱受体（阿托品）muscarinicreceptor（M-受体，G蛋白耦联受体，M1M5),烟碱受体（筒箭毒）nicotinicreceptor（N-受体，配体门控通道）,N1，神经元型烟碱受体（神经节前后，六烃季胺）,N2，肌肉型烟碱受体（神经肌肉接头，十烃季胺）,心脏抑制平滑肌收缩消化腺分泌汗腺分泌骨骼肌血管舒张脑神经元,Important,32,一类参考,33,一类参考,Ligand-gateedAChChannels,NReceptor,34,一类参考,GProtein-OperatedAChChannel,Mreceptor,35,一类参考,M-ACh-R亚型及作用机制,36,一类参考,去甲肾上腺素及其受体,儿茶酚胺类Catecholamine：含有邻苯二酚基本结构的胺类去甲肾上腺素(NoradrenalineNA,norepinephrineNE):肾上腺素(AdrenalineAdr,epinephrineE)多巴胺(DopamineDA),37,一类参考,38,一类参考,NA的合成与转运过程示意图,39,一类参考,40,一类参考,外周肾上腺素能神经纤维,肾上腺素能神经纤维：以NE作为递质的神经纤维。外周NE能纤维：交感神经节后纤维（除支配汗腺和骨骼肌血管纤维）,Important,41,一类参考,肾上腺素能受体,1兴奋皮肤、肾、胃肠血管平滑肌2突触前膜，减少递质释放,1兴奋心脏2抑制，骨骼肌、肝脏血管平滑肌舒张3脂肪分解,42,一类参考,43,一类参考,44,一类参考,肾上腺能受体亚型及作用机制,异丙肾上腺素,45,一类参考,肾上腺能受体的分布及功能,46,一类参考,MechanismofAction(receptor),47,一类参考,Epi,a1,Gprotein,PLC,IP3,Ca+2,48,一类参考,肽类和嘌呤类递质及其受体,神经肽：作为递质的肽类嘌呤类：腺苷，ATP,49,一类参考,中枢神经系统的递质和受体,乙酰胆碱及其受体去甲肾上腺素及其受体多巴胺及其受体5-羟色胺及其受体组胺及其受体氨基酸递质及受体肽类递质及受体其它递质、受体系统,50,一类参考,乙酰胆碱及其受体,胆碱能神经元,脊髓前角运动神经元丘脑后腹侧特异性感觉投射神经元脑干网状结构上行激动系统尾核、壳核、苍白球边缘系统（梨状区、杏仁核、海马）,51,一类参考,去甲肾上腺素及其受体,上行部分大脑皮层、边缘前脑、下丘脑,支配低位脑干部分低位脑干,下行部分脊髓后角胶质区、侧角、前角,纤维投射部位,52,一类参考,多巴胺及其受体,主要存在中枢，黑质内合成,纹状体,中脑边缘系统,结节漏斗,黑质,受体：D1D5，G蛋白耦联D1、D5激活cAMPD2、D3、D4激活cAMP躯体运动、精神情绪、垂体分泌、心血管活动调节,53,一类参考,5-羟色胺及其受体,主要存在中枢，集中于中缝核内,纹状体、丘脑、下丘脑、边缘前脑、大脑皮层,低位脑干,脊髓后角、侧角、前角,中缝核,受体：5-HT15-HT7，有多种亚型。5-HT3是离子通道型受体，其余为G蛋白耦联受体，5-HT1A是突触前受体。调节痛觉、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌。,上行部,下行部,54,一类参考,下丘脑后部的结节乳头核内组胺能神经元发出纤维投射到脑和脊髓。组胺有三种受体：H1：PLCPI3，DAGPKCH2：G蛋白cAMPPKAH3：突触前受体，抑制递质释放调节：觉醒、性行为、腺垂体激素分泌、血压、饮水、痛觉,55,一类参考,56,一类参考,氨基酸递质及受体,兴奋性氨基酸：谷氨酸(glutamate)门冬氨酸(aspartate)抑制性氨基酸：GABA(-aminobutyricacid)甘氨酸(glycine),57,一类参考,Glutamate,GABA,Glycine,58,一类参考,谷氨酸的释放和摄取，以及神经元和胶质细胞之间的“谷氨酸-谷氨酰胺”循环,59,一类参考,Excitatorysynaptictransmissionismediatebyglutamatereceptors,NMDAreceptors(NMDARs),AMPAreceptors,Kainatereceptors,metabotropicGlureceptors,OUT,IN,K+,K+,Na+,Ca2+,Na+,(Ca2+?),GLU,KA,a,*,60,一类参考,两类受体A、促代谢型（metabotropic）glu受体：与G蛋白耦联L-AP4-glu-R、ACPD-glu-RB、促离子型（ionotropic）glu受体：配体门控离子通道NMDA-glu-R：Na+、Ca2+内流、K+外流KA-glu-R,AMPA-glu-R：Na+内流、K+外流,谷氨酸（Glutamate,Glu）及其受体,61,一类参考,两类促离子型谷氨酸受体示意图,NMDA,Non-NMDA,62,一类参考,NMDA受体双重特性化学门控性和电压门控性,63,一类参考,抑制性氨基酸：,甘氨酸（gly）主要分布在脊髓和脑干中。脊髓闰绍细胞释放的递质，其受体为离子通道（Cl-）甘氨酸也能与NMDA受体结合，产生兴奋效应。GABA：主要存在于大脑皮层浅层、小脑皮层浦肯野纤维及纹状体黑质纤维中。GABA受体分为三型：GABAA：Cl-通道GABAB：促代谢型受体（IP3，DG），激活后可增加K+通道的电导。GABAC：Cl-通道,64,一类参考,GABAA受体示意图,巴比妥酸,酒精,苯二氮,镇静药,65,一类参考,降低Ca2+通道的电导,66,一类参考,阿片肽在CNS的分布,67,一类参考,68,一类参考,受体第二信使拮抗剂通道效应递质主要分布,外周：胆碱能Nf所有自主N节前纤维、大多数副交感N节后纤维、少数交感N节后纤维、骨骼肌N纤维；汗腺。中枢：胆碱能N元脊髓前角运动N元、丘脑后部腹侧的特异感觉投射N元、脑干网状结构上行激动系统、纹状体、边缘系统等。,筒箭毒十烃季铵,Na+和其他小离子,阿托品,筒箭毒六烃季铵,M2(心),Ca2+,IP3/DG,cAMP,IP3/DG,cAMP,K+,N2（肌肉型烟碱受体）,N1（N元型烟碱受体）,M1,M4(腺体),M3,N,M,化学门控通道,M5,乙酰胆碱（ACh）,69,一类参考,递质受体第二信使拮抗剂通道效应递质主要分布,外周：肾上腺素能Nf多数交感N节后纤维；中枢：肾上腺素能N元低位脑干及上行投射到皮层、边缘前脑、下丘脑以及下行到达脊髓后角、侧角、前角的纤维。,1(心)2平滑肌,IP3/DG,cAMP,cAMP,K+,酚妥拉明,酚妥拉明,育亨宾,心得宁阿提洛尔,丁氧胺,K+Ca2+,儿茶酚胺：去甲肾上腺素(NE、NA)和肾上腺素(E、Adr),1,2（突触前膜小肠）,3脂肪组织,70,一类参考,递质受体第二信使通道效应递质主要分布,-氨基丁酸,多巴胺,IP3/DG,cAMP,D1，D5,D2，D3，D4,cAMP,K+Ca2+,黑质-纹状体、结节-漏斗、中脑边缘系统。,5-HT,中缝核内及上行投射到纹状体、下丘脑等以及下行到脊髓背角、侧角、前角。,5-HT1（ABD）,5-HT2(AC),cAMP,K+,K+,其他的递质,5-HT3,5-HT4,Na+,cAMP,GABAA,GABAB,-,IP3/DG,K+Ca2+,CI-,大脑皮层的浅层和小脑皮层浦肯野细胞层。黑质-纹状体,消化道,71,一类参考,反射弧中枢部分的活动规律,72,一类参考,反射的中枢控制：,适宜刺激,感受器,传入神经,反射中枢,传出神经,效应器,内分泌腺,效应器,激素,高级中枢,整合,73,一类参考,74,一类参考,单线式联系（singlelineconnection）,中枢神经元的联系方式,75,一类参考,辐散式联系（Divergence）,76,一类参考,DivergentSynapse,Ajunctionthatoccursbetweenapresynapticneuronandtwoormorepostsynapticneurons(ratioofpretopostislessthanone).,Thestimulationofthepostsynapticneuronsdependsontemporalsummation,77,一类参考,78,一类参考,多见于运动传出通路结构形式：多个神经元与少数或一个神经元发生联系。意义：a、使CNS内神经元活动能够集中；b、使兴奋或抑制能在后一个神经元上发生整合而及时加强或减弱。,79,一类参考,ConvergentSynapse,Presynapticneurons,Postsynapticneuron,Ajunctionbetweentwoormorepresynapticneuronswithapostsynapticneuron(theratioofpretopostisgreaterthanone).ThestimulationofthepostsynapticneurondependsontheSpatialSummation.,80,一类参考,81,一类参考,82,一类参考,83,一类参考,1单向传布：2突触延搁(delay)：0.30.5ms.,突触传递的特征,84,一类参考,3总和：时间性总和(temporalsummation)空间性总和(spatialsummation),85,一类参考,-65mV,-70mV,ATREST,Vm,Time,+,-,TemporalSummation,Repeatedstimulationsamesynapse,86,一类参考,-65mv,-70mv,ATREST,vm,Time,+,-,SpatialSummation,Multiplesynapses,87,一类参考,-70mv,EPSPIPSP,88,一类参考,4兴奋节律的改变：反射活动中，传入神经与传出神经的冲动频率不同多个synapses自身的功能状态,89,一类参考,5.对内环境变化敏感和易疲劳：反射弧中最易发生疲劳的环节。6后发放：刺激停止，传出神经仍然发放冲动。主要原因：神经元之间的环状联系以及中间神经元的作用。,90,一类参考,中枢抑制和中枢易化,91,一类参考,突触后抑制（postsynapticinhibition）-传入侧支性抑制(afferentcollateralinhibition)-回返性抑制(recurrentinhibition)突触前抑制（presynapticinhibition）,中枢抑制,92,一类参考,结构基础：是抑制性中间神经元机制：,兴奋冲动,抑制性中间N元,释放抑制性递质,突触后N元产生IPSP,突触后N元发生抑制,分类：,侧支性抑制:回返性抑制:,突触后抑制:,93,一类参考,传入侧支性抑制:,94,一类参考,兴奋冲动传入,侧支兴奋抑制性中间N元,抑制性中间N元释放抑制性递质,抑制另一N元,突触后膜产生IPSP,传入侧支性抑制:,意义:调控其它N元，以便活动协调同步。,兴奋一N元,突触后膜产生,EPSP,95,一类参考,96,一类参考,回返性抑制:,意义:调控N元本身，使其活动及时终止。,N元兴奋冲动沿轴突传出,侧支兴奋抑制性中间N元,抑制性中间N元释放抑制性递质,原兴奋的N元抑制,突触后膜产生IPSP,兴奋效应细胞,突触后膜产生,EPSP,97,一类参考,Recurrentinhibition,98,一类参考,99,一类参考,100,一类参考,突触前抑制（presynapticinhibition）,结构基础:轴-轴-胞串联突触。概念：通过改变突触前膜电位使突触后神经元兴奋性降低的抑制称为突触前抑制。意义:可将各种不必要的或非主要的信息，在传入途中即被抑制掉，进而保证了重要信息上传到高级中枢，使个体的思维、注意力、精力得到高度集中。,-广泛存在于机体的感觉传入途中,101,一类参考,ExcitatorySynapse,AactiveBmorelikelytofireAdda3dneuron,+,PresynapticInhibition,102,一类参考,ExcitatorySynapse,Axon-axonsynapseCisinhibitory,+,PresynapticInhibition,103,一类参考,ExcitatorySynapse,+,PresynapticInhibition,CactivelessNTfromAwhenactiveBlesslikelytofire,104,一类参考,机制：,先刺激轴B,轴B兴奋释放递质(GABA),轴A部分去极化(Cl-电导),在此基础上再刺激轴A,轴A产生AP幅度,轴ACa2+内流量,轴A释放递质量,胞CEPSP幅度,胞C不易达到阈电位而抑制,特征：是去极化抑制。,实验A：刺激轴突A时，胞B产生10mV的EPSP；实验B：先刺激轴突C，再刺激轴突A时，胞B产生5mV的EPSP。,105,一类参考,先刺激轴B,轴B兴奋释放递质(GABA),轴A上的GABAB受体,轴A上K+通透性增加,轴A产生AP时程,轴ACa2+内流量,轴A释放递质量,胞CEPSP幅度,胞C不易达到阈电位而抑制,轴B兴奋释放递质,轴A上相应的受体,轴A内递质的释放对Ca2+敏感性,特征：是去极化抑制,106,一类参考,Concept:theinhibitionoccursatthepresynapticterminalsbeforethesignaleverreachesthesynapse.Thebasicstructure:anaxon-axonsynapse(presynapticsynapse),AandB.NeuronAhasnodirecteffectonneuronC,butitexertaPresynapticeffectonabilityofBtoInfluenceC.ThepresynaticeffectMaydecreasetheamountofneuro-transmitterreleasedfrom(Presynapticinhibition)orincreaseit(presynapticfacilitation).,PresynapticInhibition,B,C,A,C,107,一类参考,Activationofth