《突触传递和调控l》课件

突触传递和调控欢迎来到《突触传递和调控》课程。本课程将深入探讨神经系统中信息传递的核心机制，揭示突触传递的奥秘及其调控过程。突触结构与功能突触前膜含有大量神经递质囊泡，负责神经递质的释放。突触后膜富含受体蛋白，负责接收神经递质信号。突触间隙宽度约20-40纳米，神经递质在此扩散传递信息。神经递质的合成与囊泡装填1神经递质合成在神经元细胞体或轴突末梢进行，涉及特定酶的催化作用。2囊泡形成高尔基体或内质网形成囊泡，运输至轴突末梢。3神经递质装填通过特异性转运蛋白，将神经递质装入囊泡。突触小体及其结构突触小体膜由脂质双分子层构成，含有特殊的蛋白质复合物。突触小体核心含有高浓度的神经递质，以及维持其稳定的辅助分子。囊泡蛋白如突触融合蛋白（SNARE），负责囊泡与细胞膜的融合。突触小体的动态及其调控机制停泊突触小体通过蛋白质相互作用停泊在突触前膜附近。活化钙离子流入触发突触小体活化。融合突触小体与细胞膜融合，释放神经递质。回收膜成分被内吞，形成新的突触小体。神经递质的释放1动作电位到达引发钙通道开放，钙离子内流。2囊泡融合钙离子触发SNARE蛋白介导的囊泡与膜融合。3递质释放神经递质通过融合孔释放到突触间隙。4信号传递递质扩散至突触后膜，与受体结合。神经递质的作用与神经递质受体离子型受体直接控制离子通道开放，如乙酰胆碱烟碱型受体。代谢型受体通过G蛋白激活第二信使系统，如多巴胺受体。信号放大单个神经递质分子可激活多个受体，产生级联反应。神经递质受体的分类与功能兴奋性受体如谷氨酸受体，促进神经元去极化。抑制性受体如GABA受体，导致神经元超极化。调节性受体如5-HT受体，调节神经元的兴奋性。自身受体位于突触前膜，调节神经递质的释放。兴奋性递质系统谷氨酸中枢神经系统主要兴奋性递质，参与学习记忆。乙酰胆碱神经肌肉接头处的传递物质，也参与认知功能。去甲肾上腺素调节警觉性和注意力，参与应激反应。抑制性递质系统1GABA主要抑制性递质，维持神经系统平衡。2甘氨酸脊髓和脑干中的重要抑制性递质。3腺苷通过抑制神经元活动促进睡眠。神经递质的再摄取与代谢再摄取特异性转运体将递质重新吸收入突触前神经元。酶解代谢特定酶类如单胺氧化酶分解多余的神经递质。重新利用部分再摄取的递质被重新包装入囊泡。清除胶质细胞协助清除突触间隙中的递质。突触可塑性的概念与分类短时程可塑性持续数毫秒到数分钟，如易化和抑制。长时程可塑性持续数小时到数天，如LTP和LTD。结构可塑性突触形态和数量的长期改变。代谢可塑性神经递质代谢和受体表达的改变。长时程增强的机制1NMDA受体激活高频刺激导致镁离子阻断解除，钙离子内流。2钙调蛋白激酶II活化钙离子激活CaMKII，引发一系列信号级联反应。3AMPA受体插入更多AMPA受体被插入突触后膜，增强突触传递效能。4基因表达改变长期LTP涉及新蛋白质合成和基因表达变化。长时程抑制的机制1低频刺激持续的低频刺激触发LTD。2钙离子内流缓慢但持续的钙离子内流。3磷酸酶激活如钙调磷酸酶被激活。4AMPA受体内吞突触后膜AMPA受体数量减少。短时程可塑性的机制成对脉冲易化第二次刺激引起更大的突触反应，持续毫秒级。突触后激活短期内突触后膜敏感性增加，持续数秒。突触前抑制神经递质释放暂时减少，导致信号传递减弱。神经递质及其受体的调控1受体磷酸化蛋白激酶对受体进行磷酸化修饰，改变其功能。2受体内吞长期刺激导致受体从膜表面内吞，降低敏感性。3基因表达调控环境因素和神经活动影响受体基因的表达水平。4辅助蛋白调节辅助蛋白与受体相互作用，调节其功能和定位。神经递质调控的生理意义神经可塑性神经递质调控是学习和记忆形成的基础。神经系统平衡维持兴奋和抑制的平衡，防止过度兴奋。环境适应神经递质水平调整帮助机体适应环境变化。神经递质调控失常与疾病帕金森病多巴胺能神经元退化，导致运动障碍。抑郁症5-羟色胺等递质水平失衡。精神分裂症多巴胺系统功能异常。癫痫兴奋性和抑制性递质平衡失调。神经递质在学习记忆中的作用1谷氨酸LTP形成的关键递质，促进记忆编码。2乙酰胆碱增强注意力，促进工作记忆。3多巴胺参与奖赏学习，强化记忆。4去甲肾上腺素提高警觉性，增强记忆巩固。神经递质在奖赏系统中的作用多巴胺释放愉悦体验触发腹侧被盖区多巴胺能神经元激活。信号传递多巴胺传递至伏隔核和前额叶皮层。奖赏感知激活相关脑区，产生愉悦感和动机。行为强化促进与奖赏相关的行为重复。神经递质在情绪调节中的作用5-羟色胺调节情绪稳定性，抗抑郁。去甲肾上腺素参与应激反应，调节警觉性。多巴胺参与愉悦感和动机形成。GABA抑制性递质，缓解焦虑。神经递质在运动控制中的作用多巴胺调节基底神经节功能，控制运动启动和协调。乙酰胆碱神经肌肉接头处的关键递质，控制肌肉收缩。谷氨酸兴奋性递质，参与运动皮层和小脑的信号传递。神经递质在生理节奏中的作用1褪黑素调节睡眠-觉醒周期。2乙酰胆碱促进REM睡眠。3组胺维持觉醒状态。4腺苷累积促进睡眠。神经递质在内分泌调节中的作用下丘脑-垂体轴释放激素调节多种内分泌腺体。去甲肾上腺素刺激肾上腺素和糖皮质激素分泌。多巴胺抑制泌乳素分泌，调节生长激素释放。5-羟色胺参与调节促肾上腺皮质激素释放激素的分泌。神经递质在睡眠觉醒中的作用1觉醒促进系统组胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素维持觉醒。2睡眠促进系统GABA和腺苷促进睡眠。3昼夜节律调节褪黑素参与睡眠-觉醒周期调节。4REM睡眠调控乙酰胆碱促进REM睡眠。神经递质在疼痛调节中的作用内源性阿片肽如内啡肽，参与疼痛抑制。5-羟色胺下行抑制通路中的关键递质，调节疼痛感知。谷氨酸参与疼痛信号的传导和中枢敏化。GABA在脊髓水平抑制疼痛信号传导。突触可塑性研究的新进展光遗传学技术利用光控制特定神经元活动，研究突触可塑性。单细胞测序揭示单个神经元在可塑性过程中的基因表达变化。超分辨率显微技术观察突触结构微小变化，研究形态可塑性。神经递质与脑疾病的关系阿尔茨海默病乙酰胆碱系统功能障碍。帕金森病多巴胺能神经元退化。抑郁症5-羟色胺、去甲肾上腺素失衡。精神分裂症多巴胺、谷氨酸系统异常。神经递质在神经保护中的作用1神经营养因子如BDNF，促进神经元存活和突触可塑性。2抗氧化作用某些神经递质如褪黑素具有抗氧化作用。3抗炎作用某些神经递质调节神经炎症反应。4细胞凋亡调控神经递质参与调控神经元生存和死亡。神经递质靶向治疗药物的开发1靶点识别确定特定神经递质系统的关键分子靶点。2先