动物及人体生理学3

1、突触突触 (Synapse) 概念概念: 一个神经元与另一个神经元或其他细胞相一个神经元与另一个神经元或其他细胞相 接触的部位。接触的部位。 是信息传递和整合的关键部位是信息传递和整合的关键部位 Chemical synapses, as seen with the electron microscopel神经神经-肌肉接头的结构及传递特征肌肉接头的结构及传递特征l神经神经- -肌肉信号传递的过程和机理肌肉信号传递的过程和机理l影响神经影响神经-肌肉接头传递的因素肌肉接头传递的因素运动单位运动单位(motor unit)l运动终板运动终板 (motor end-plate) 突触前膜突触前膜

2、突触囊泡突触囊泡(Ach)，活动带，活动带 突触间隙突触间隙 突触后膜突触后膜 终板终板膜膜 受体受体, 乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱酯酶(AchE) l单向传递单向传递l突触延搁突触延搁 (synaptic delay)l高敏感性高敏感性l保持一对一关系保持一对一关系v胆碱能神经元在轴浆内合成胆碱能神经元在轴浆内合成ACh，贮存在末梢的贮存在末梢的囊泡内。囊泡内。v安静状态时，少量囊泡随机地释放，作用于突触安静状态时，少量囊泡随机地释放，作用于突触后膜，在终板膜产生微终板电位后膜，在终板膜产生微终板电位。v当神经冲动传至末梢时，末梢去极化，末梢的膜当神经冲动传至末梢时，末梢去极化，末梢的膜的的Ca2

3、+ 通道开放，通道开放，Ca2+ 内流，囊泡中的内流，囊泡中的ACh大量大量释放。释放。l 终板电位终板电位l微终板电位微终板电位l肌膜肌膜 APl在运动终板区记录到肌肉在运动终板区记录到肌肉AP之前之前的的一个分级的局部负一个分级的局部负电变化，称为终板电位电变化，称为终板电位(endplate potential，EPP)。（终板区以外没有此电位）终板区以外没有此电位）l分级性（非分级性（非“全或无全或无”） l Ach与终板膜与终板膜N- AchR结合导致终板电位产生结合导致终板电位产生lAch起作用后失活起作用后失活l在终板区记录到在终板区记录到的的自发的持续自发的持续20ms的的0.

4、5mV的的去极化，终板区去极化，终板区2 mm以外记录不到以外记录不到。lMEPP由由ACh漏出引起。漏出引起。l终板电位超过阈电位引发肌膜终板电位超过阈电位引发肌膜AP。 冲动到达运动神经末梢，末梢去极化冲动到达运动神经末梢，末梢去极化 Ca2+通道开放，通道开放，Ca2+内流内流 Ach释放释放突触传递突触传递 形成形成R-Ach复合体（后膜）复合体（后膜） 后膜后膜离子通道被激活，离子通道被激活，产生终板电位产生终板电位 肌膜动作电位肌膜动作电位 肌肉收缩肌肉收缩l影响影响ACh的释放：的释放：细胞外液中细胞外液中Ca2+、Mg2+浓度浓度l与与ACh争夺受体：争夺受体：箭毒类药物（筒箭

5、毒和三碘季铵酚）箭毒类药物（筒箭毒和三碘季铵酚）l抑制抑制ACh失活：失活： 对胆碱脂酶有抑制作用的物质，如新斯对胆碱脂酶有抑制作用的物质，如新斯 的明、毒扁豆碱的明、毒扁豆碱 （依色林）、有机磷（依色林）、有机磷 农药（如敌百虫、乐果、敌敌畏等）。农药（如敌百虫、乐果、敌敌畏等）。l据推算，一次据推算，一次AP的到达，能使大约的到达，能使大约200300个囊泡释放出近个囊泡释放出近107个个 ACh分子（一个囊泡约分子（一个囊泡约含含2000至至10000个个ACh 分子）。分子）。l一定范围内，一定范围内，ACh的释放量随着的释放量随着Ca2+ 的浓度的的浓度的提高而增加。提高而增加。Ca

6、2+ 决定囊泡释放的数量决定囊泡释放的数量lCa2+ 在兴奋在兴奋-分泌耦联过程中起了关键的作用。分泌耦联过程中起了关键的作用。 第二节第二节 神经元突触神经元突触The parts of a chemical synapse一、电突触一、电突触 -缝隙连接缝隙连接 (gap junction) 2-3nm间隙间隙 连接部位膜不增厚，无突触连接部位膜不增厚，无突触 小泡小泡 膜阻抗较低，易发生电紧膜阻抗较低，易发生电紧 张性扩散张性扩散 双向双向性，无前、后膜功能性，无前、后膜功能 差异差异 速度快速度快，几乎无潜伏期，几乎无潜伏期 与脑区同步性放电有关与脑区同步性放电有关(一一) 化学突触的

7、结构及信号传递化学突触的结构及信号传递 突触前膜：突触小体突触前膜：突触小体；囊泡栏栅囊泡栏栅 囊泡囊泡 突触间隙突触间隙：酶酶 突触后膜：受体突触后膜：受体 突触后致密带突触后致密带二、化学突触二、化学突触 (chemical synapse)化学突触传递的过程化学突触传递的过程u 神经冲动传导至末梢神经冲动传导至末梢突触前膜去极化突触前膜去极化Ca2+ 通道开放通道开放Ca2+内流内流突触囊泡与前膜融合突触囊泡与前膜融合 化学递质释放化学递质释放递质与突触后膜受体结合递质与突触后膜受体结合突突 触后膜离子通道通透性改变触后膜离子通道通透性改变突触后神经元膜突触后神经元膜 电位改变（突触后电

8、位，电位改变（突触后电位，EPSP或或IPSP ）Ca2+：一方面是降低轴浆的粘度，有利于突触小泡的运输；：一方面是降低轴浆的粘度，有利于突触小泡的运输；另一方面是消除突触前膜内的负电荷，便于小泡和突触前另一方面是消除突触前膜内的负电荷，便于小泡和突触前膜接触融合而破裂。膜接触融合而破裂。 按接触部位分：按接触部位分：轴轴-树突触、轴树突触、轴-体突触、轴体突触、轴-轴突触轴突触 按结合形式分：按结合形式分：包围式包围式(pericorpuscular)、 依傍式依傍式(paradendritic) 按功能：按功能：兴奋性、抑制性突触兴奋性、抑制性突触 按传递信息方式：按传递信息方式：化学突触

9、、电突触化学突触、电突触(二二) 突触的连接形式突触的连接形式局部神经元回路中的其他突触形式局部神经元回路中的其他突触形式 局部神经元回路局部神经元回路 (localneuronal circuit) 局部回路神经元局部回路神经元 (localcircuit neuron) 突触联系：突触联系： 轴突轴突-胞体、轴突胞体、轴突-树突、轴突树突、轴突-轴突轴突 胞体胞体-胞体、胞体胞体、胞体-树突、胞体树突、胞体-轴突轴突 树突树突-树突、树突树突、树突-胞体、树突胞体、树突-轴突轴突突触组合形式突触组合形式 串联串联性性 (aN元元 bN元元 cN元元) 交互性交互性 (树突树突 树突树突)

10、混合性混合性 (同时包括化学同时包括化学 性、性、 电传递性电传递性)三、突触的活动三、突触的活动u Excitatory postsynaptic potential, EPSPu Inhibitory postsynaptic potential, IPSP（一）突触后电位（一）突触后电位1.1.兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位 ( (EPSP)神经冲动神经冲动突触小体突触小体突触前膜去极化突触前膜去极化Ca2+通通道开放道开放Ca2+内流内流突触小泡与前膜融合突触小泡与前膜融合释放释放兴奋性神经兴奋性神经递质递质递质与突触后膜受体结合递质与突触后膜受体结合突突触后膜触后膜对对Na+，K+

11、离子（主要是离子（主要是Na+ ）通透性升高通透性升高突触后产生突触后产生EPSP 突触后神经元轴突始段爆突触后神经元轴突始段爆发动作电位发动作电位神经元兴奋神经元兴奋2.抑制性突触后电位抑制性突触后电位 (IPSP)神经冲动神经冲动突触小体突触小体突触前膜去极化突触前膜去极化Ca2+通道开放通道开放Ca2+内流内流突触小泡与前膜融合突触小泡与前膜融合释放释放抑制性神经抑制性神经递质递质递质与突触后膜受体结递质与突触后膜受体结合合突触后膜突触后膜对对Cl-通透性升高通透性升高突触后产生突触后产生IPSP 突触后神经元不易爆发动作电位突触后神经元不易爆发动作电位神经神经元抑制元抑制神经元突触传递

12、过程与神经神经元突触传递过程与神经- -肌肉接头传递过程相似，肌肉接头传递过程相似，但也有不同：但也有不同：1）神经元突触有兴奋性突触和抑制性突触之分，递质对突）神经元突触有兴奋性突触和抑制性突触之分，递质对突 触后膜的作用及其机制也不同。触后膜的作用及其机制也不同。2）神经肌肉接头的兴奋传递是）神经肌肉接头的兴奋传递是1对对1的。的。 兴奋性突触其突触前神经末稍的单个神经冲动，只能引兴奋性突触其突触前神经末稍的单个神经冲动，只能引 起一个兴奋性突触后电位，不能完成传递。起一个兴奋性突触后电位，不能完成传递。3）神经肌接头的递质只是乙酰胆碱一种递质，而神经元突）神经肌接头的递质只是乙酰胆碱一种

13、递质，而神经元突 触的递质既有兴奋性的也有抑制性的，而且每一类还触的递质既有兴奋性的也有抑制性的，而且每一类还 有多种。有多种。 v 神经元间信息传递的基础神经元间信息传递的基础v 基本方式基本方式-总和总和 空间总和空间总和 (spatial summation) 时间总和时间总和 (temporal summation)（二）突触输入的总和（二）突触输入的总和Postsynaptic potentials四、突触活动的调节四、突触活动的调节（一）突触前活动的调节（一）突触前活动的调节1. 突触前抑制突触前抑制( (pre-synaptic inhibition) 轴轴-轴突触轴突触 机制机

14、制 因去极化而冲动减弱，递质因去极化而冲动减弱，递质释放量减少，不易甚至不能引释放量减少，不易甚至不能引起突触后起突触后N元兴奋。元兴奋。 去极化抑制去极化抑制 作用作用2. 突触前易化突触前易化( (pre-synaptic facilitation)突触易化突触易化 (synaptic facilitation) 长时程强化长时程强化 (long term potentiation, LTP) 长时程压抑长时程压抑 (long term depression, LTD)突触强化突触强化(synaptic potentiation) 或强直后强化或强直后强化(posttetanic pote

15、ntiation)（二）突触后抑制（二）突触后抑制( (post-synaptic inhibition) 中枢抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后中枢抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后 膜产生膜产生IPSP，突触后神经元因超极化，兴奋性降低，突触后神经元因超极化，兴奋性降低 所致的抑制过程。所致的抑制过程。 传入侧支性抑制传入侧支性抑制 (afferent collateral inhibition) 返回性抑制返回性抑制 (recurrent inhibition) 超极化抑制超极化抑制传入侧支性抑制传入侧支性抑制 交互抑制交互抑制 (reciprocal inhibition)

16、返回性抑制返回性抑制 闰绍细胞闰绍细胞(Renshaw cell) 突触后受体突触后受体 突触前受体突触前受体 自身受体自身受体 (autoreceptor)（三）突触传递的特征（三）突触传递的特征1. 单向传递单向传递(unidirectional transmission)2. 突触延搁突触延搁 中枢延搁中枢延搁 (central delay) 单突触单突触 0.5-0.9 ms 多突触多突触 10-20 ms 通过大脑皮层中枢通过大脑皮层中枢 500 ms 反射中枢兴奋反射中枢兴奋，中枢延搁延长。，中枢延搁延长。 反射时反射时(reflex time)3. 突触活动的可塑性突触活动的可塑

17、性4. 对内环境变化的敏感性对内环境变化的敏感性第三节第三节 神经递质和神经调质神经递质和神经调质 神经递质神经递质(neurotransmitter) 神经系统中参与突触传递的化学物质神经系统中参与突触传递的化学物质神经调质神经调质(neuromodulator) 神经元产生的另一类化学物质，它的功能是调神经元产生的另一类化学物质，它的功能是调 节信息传递的效率，影响神经递质的效应。节信息传递的效率，影响神经递质的效应。 中枢递质中枢递质 （中枢神经递质）（中枢神经递质） 外周递质外周递质 （外周神经递质）（外周神经递质） 乙酰胆碱乙酰胆碱 (Ach) 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 (NE) 嘌

18、呤类或肽类嘌呤类或肽类确定神经递质的基本条件确定神经递质的基本条件 该物质在某一区域有一定数量的该物质在某一区域有一定数量的存在存在 突触突触前前N元具有合成该物质的前体和酶系统，能元具有合成该物质的前体和酶系统，能合成合成该物质该物质 突触突触前前N元有能元有能贮存贮存该物质的囊泡，防止该物质被破坏该物质的囊泡，防止该物质被破坏 神经冲动到达时，该物质可神经冲动到达时，该物质可释放释放到突触间隙到突触间隙 递质递质作用作用于突触后膜特殊受体产生突触后电位于突触后膜特殊受体产生突触后电位 存在该递质的存在该递质的失活失活酶或其他失活方式酶或其他失活方式 药理学验证药理学验证 拟似剂或阻断剂能拟

19、似或拮抗其作用拟似剂或阻断剂能拟似或拮抗其作用一、神经递质和神经调质的一般性质一、神经递质和神经调质的一般性质经典神经递质经典神经递质 胆碱类：胆碱类：Ach 单胺类：单胺类：DA、NE、E、5-HT 氨基酸类氨基酸类：Glu、Gly、GABA、Asp 神经系统存在的参与神经信息传递，具有生物活性的肽类神经系统存在的参与神经信息传递，具有生物活性的肽类 物质，由物质，由240个氨基酸组成，分子量在个氨基酸组成，分子量在5005000之间。之间。 神经调质神经调质 神经肽神经肽(neuropeptide)作用作用 氨基酸为典型递质氨基酸为典型递质 Ach、单胺类，既为单胺类，既为递质递质，又为，

20、又为调质调质 modulator（本身（本身 不触发效应细胞功能，而调制、改变其基础活动水平）不触发效应细胞功能，而调制、改变其基础活动水平） Ach、单胺、氨基酸类，小分子，单胺、氨基酸类，小分子，快作用递质快作用递质 神经肽分子较大，作用慢而持久，范围较广，一般发神经肽分子较大，作用慢而持久，范围较广，一般发 挥调质作用，挥调质作用，慢作用递质慢作用递质经典神经递质和神经调质的比较：经典神经递质和神经调质的比较：递质的共存与共释递质的共存与共释 戴戴尔尔原则原则(Dales principle) 一个神经元中只存在一种递质，其全部神经一个神经元中只存在一种递质，其全部神经末梢均释放同一种递

21、质。末梢均释放同一种递质。二、神经活动肽二、神经活动肽 脑脑-肠肽：肠肽：CCK-8、VIP、NPY、 SP等等 阿片肽阿片肽(endogenous opioid peptides)： -内啡内啡肽肽(-endorphin)、脑啡肽、脑啡肽(enkephalin) 、 强啡肽强啡肽 (dynorphin)等等 其他：其他：血管紧张素血管紧张素 、加压素、加压素(vasopressin, VP)、 催产素催产素(oxytocin, OT)等等三、神经三、神经递质及其受体递质及其受体 激动剂激动剂(agonist) 拮抗剂拮抗剂(antagonist) 配体配体 (ligand) 受体受体 (re

22、ceptor)（一）（一）受体的一般特性受体的一般特性特性特性v 具有内源性配体具有内源性配体(如神经递质、激素如神经递质、激素)， 或外源性配体或外源性配体(如药物、毒素如药物、毒素)v 特异性或专一性特异性或专一性 (specificity)v 饱和性饱和性 (saturability)v 可逆性可逆性(reversibility) 种类种类v 递质递质(配体配体)门控离子通道受体门控离子通道受体 促离子型受体促离子型受体 (ionotropic receptor )v G蛋白偶联受体蛋白偶联受体 促代谢型受体促代谢型受体 (metabotropic receptor)胆碱胆碱 + 乙酰辅

23、酶乙酰辅酶A 乙酰胆碱乙酰胆碱 + 辅酶辅酶A 胆碱乙酰化酶胆碱乙酰化酶 Ach的合成的合成l 中枢通路包括：中枢通路包括： 脑和脊髓运动脑和脊髓运动N元元 特异性感觉传入的第二、第三级神经元由丘脑特异性感觉传入的第二、第三级神经元由丘脑 向皮层投射的纤维向皮层投射的纤维 脑干网状结构上行激动系统脑干网状结构上行激动系统 隔区隔区-海马海马-边缘叶胆碱能通路（记忆、情绪）边缘叶胆碱能通路（记忆、情绪） 纹状体，尤以尾核为丰富纹状体，尤以尾核为丰富 胆碱能受体胆碱能受体 ( (cholinergic receptor)(1) 毒蕈碱受体毒蕈碱受体(muscarinic recepter)：M1-

24、5，G蛋白偶联，蛋白偶联， M样作用；样作用； 分布：分布： 副交感节后纤维所支配的效应器细胞副交感节后纤维所支配的效应器细胞 交感节后胆碱交感节后胆碱能能纤维所支配的汗腺、骨骼肌血管。纤维所支配的汗腺、骨骼肌血管。 Antagonist：阿托品阿托品(atropine)(2) 烟碱样受体烟碱样受体nicotinic recepter：N1-2，离子通道偶联离子通道偶联， N样作用；样作用； 分布：分布： 植物性神经节突触后膜植物性神经节突触后膜N1受体；六烃季胺阻断受体；六烃季胺阻断 骨骼肌终板膜骨骼肌终板膜N2受体；十烃季胺阻断受体；十烃季胺阻断 筒箭毒阻断筒箭毒阻断N1、 N2受体受体2

25、. 儿茶酚胺类儿茶酚胺类去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺合成：合成：酪氨酸酪氨酸 多巴多巴 多巴胺多巴胺 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 多巴胺多巴胺(dopamine, DA) 黑质黑质-纹体通路：躯体运动、行为觉醒纹体通路：躯体运动、行为觉醒 结节结节-漏斗部通路：弓状核漏斗部通路：弓状核正中隆起，调节内分泌正中隆起，调节内分泌 中脑中脑-边缘通路：中脑脚间核周围边缘通路：中脑脚间核周围 隔、伏核等，情绪隔、伏核等，情绪 中脑中脑-皮层通路：中脑皮层通路：中脑额叶内侧皮层、前扣带皮层等，额叶内侧皮层、前扣带皮层等， 精神活动精神活动 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 (nor

26、epinephine) 胞体主要集中在延髓与脑桥胞体主要集中在延髓与脑桥(包括蓝斑包括蓝斑)中脑、间脑、边缘前脑、中脑、间脑、边缘前脑、 小脑、大脑。小脑、大脑。 下行下行脊髓脊髓 肾上腺素肾上腺素 (epinephrine) 胞体主要在延髓，上行部分与胞体主要在延髓，上行部分与NE相混相混脑干、脑干、 间脑、边缘间脑、边缘 前脑，前脑， 下行下行脊髓中间外侧脊髓中间外侧肾上腺素能受体肾上腺素能受体( (adrenergic receptor) 分布：分布：交感节后纤维所支配的器官交感节后纤维所支配的器官( (汗腺及骨骼肌血管除外汗腺及骨骼肌血管除外) )细胞膜。细胞膜。受体受体 平滑肌效应主

27、要表现兴奋反应；酚妥拉明平滑肌效应主要表现兴奋反应；酚妥拉明(phentolamine)阻断阻断 哌唑嗪哌唑嗪( (prazosin) 、酚苄明、酚苄明( (phenoxyberzamine)阻断阻断1 1， 育亨宾育亨宾( (yohimbine)、rauwolscine、tolazoline阻断阻断2 2（突触前受体）突触前受体） 可乐定可乐定( (clonidine)激动激动2 （治疗高血压）治疗高血压）受体受体 心得安心得安( (普洛萘尔普洛萘尔) )propranolol、心得平心得平oxoprenolol阻断（治疗心绞痛）阻断（治疗心绞痛） 11受体：主要分布于心脏，兴奋受体：主要分布于心脏，兴奋( (心缩加强加快心缩加强加快).). 阿提洛尔阿提洛尔 atenolol、心得宁（普拉洛尔）心得宁（普拉洛尔）practolol阻断阻断22受体：以分布于平滑肌上为多，以抑制反应为主。受体：以分布于平滑肌上为多，以抑制反应为主。 心得乐心得乐( (丁氧胺丁氧胺) )butoxamine 、IPS329阻断阻断3. 氨基酸类氨基酸类 脑内广泛分布着氨基酸。某些氨