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1、第四章神经递质和受体神经递质和受体1内容 神经递质、调制和受体的概念、分类,递质的共存和代谢,受体的特征。重点介绍去甲肾上腺素和乙酰胆碱,简单介绍5-羟色胺、谷氨酸-氨基丁酸、甘氨酸、神经肽。2一.神经递质和调质(一)神经递质定义:由突触前神经元合成并在末梢处释放,能特异性作用于突触后神经元或效应器上的受体,使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质。34神经递质的共有特征:神经递质的共有特征:合成,储存,结合,灭活,激动剂与拮抗剂合成,储存,结合,灭活,激动剂与拮抗剂神经递质的鉴定标准:突触前神经元内具有合成神经递质的前体及酶系统,能够合成该递质。递质存储于突触小泡,冲动到达时能释
2、放入突触间隙。能与突触后膜受体结合发挥特定的生理作用。存在使该递质失活的酶或其它环节(如重摄取)。有特异性受体激动剂或拮抗剂,能拟似或阻断递质的作用。5(二)神经调质定定义义:虽虽由神由神经经元元产产生,也作用于特定受体,但生,也作用于特定受体,但不在神不在神经经元元间间起信息起信息传递传递作用,而是作用,而是调节调节信息信息传传递递效率,增效率,增强强或削弱或削弱递质递质的效的效应应的一的一类类化学物化学物质质。特征:特征:由神由神经经元元产产生;生;本身本身不能直接跨突触不能直接跨突触进进行信息行信息传递传递;能能间间接接调节递质调节递质在突触前神在突触前神经经末梢的末梢的释释放及其放及其
3、基基础础活活动动水平。水平。6调制作用 定义:调节神经信息传递的效率,增强或削弱递质的效应。特点:A.A.与受体亲和力较低,结合受体后主要通过第二信使物质中介其作用;B.B.同一神经元所释放的化学信息物质,既可作为递质,又可作为调质起作用(对不同的神经元)。7(三)(三)递质共存共存 定义: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 如:外周颈上神经节中有些神经元末梢可同时释放NE和NPY(神经肽Y);有些腹腔交感神经纤维可同时释放NE和生长抑素;8递质共存的意义 协调某些生理过程:如:支配猫唾液腺的副交感神经ACh 和血管活性肠肽VIP共存:ACh
4、:引起唾液腺分泌唾液,不增加 唾液腺血液供应;VIP:不引起唾液腺分泌,但增加唾 液腺血液供应,增加唾液腺上 ACh受体的亲和力,从而增强 ACh分泌唾液的作用;9唾液腺中递质共存的模式图唾液腺中递质共存的模式图10(四)递质的代谢1.1.合成:主要在胞体(ACh、胺类酶催化合成,肽类基因指导翻译)2.2.贮存:囊泡3.3.释放:Ca2+依赖性释放。4.4.失活:重重摄摄取取:主要:主要为单为单胺胺类类酶酶降解:降解:ACh-EACh-E,MAOMAO等等稀稀释释扩扩散散 12(五)递质的分类 按生理功能:兴奋和抑制性 按分布部位:中枢和外周性 按化学性质:胺类、氨基酸类和嘌呤类 按分子大小:
5、神经肽和小分子递质13二.受体(一)定义:指能与内源性配基(递质、调质,激素等信息分子)或相应药物与毒物等结合,并产生特定效应的细胞蛋白质。14(二)受体的分类 以递质化学性质分类 以受体激活机制分类化学化学门门控通道控通道(chemically gated(chemically gated channel)channel)G-G-蛋白耦蛋白耦联联受体受体(G protein-coupled)(G protein-coupled)酶酶耦耦联联的受体的受体 以受体所在部位分类突触前受体突触前受体突触后受体突触后受体 15作用:对递质的合成和释放进行反馈调节。作用:对递质的合成和释放进行反馈调节。
6、20(三)受体的特征 受体与配体结合的特异性(specificity)受体与配体结合的可逆性(reversibility)受体一般有内源性配体 受体与配体结合的饱和性(saturability)21受体的调节(regulation)对数量(quantity)和亲和力(affinity)的调节上上调调(up regulation)(up regulation)下下调调(down regulation)(down regulation)22三.主要的神经递质和受体系统(一)乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)及其受体 胆碱能纤维:末梢释放递质ACh的神经纤维称为胆碱能纤维。23乙酰胆碱的
7、合成与分解胆碱胆碱+乙酰乙酰CoA胆碱乙酰转移酶胆碱乙酰转移酶Ach+CoA胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱胆碱+乙酸乙酸进入肝脏代谢进入肝脏代谢可被重摄取,再合成可被重摄取,再合成Ach24中枢胆碱能纤维分布ACh及其受体广泛存在于中枢和外周神经系统。中枢:脊髓前角运动神经元、丘脑后腹核特异感觉投射神经元、脑干网状结构、纹状体、海马等。25外周胆碱能纤维分布 自主神经节前纤维(N1)大多数副交感神经节后纤维(M)少数交感神经节后纤维(汗腺和骨骼肌舒血管)(M)运动神经纤维(N2)2627胆碱能受体分类分N、M两类。N受体:即烟碱受体 Nicotinic receptor,是配体化学门控通道。aACh与其
8、结合所产生的效应称为烟碱样作用(N样作用)。如如兴奋兴奋自主神自主神经节节经节节后神后神经经元、引起骨骼元、引起骨骼肌收肌收缩缩等。等。大大剂剂量阻断自主神量阻断自主神经节经节的突触的突触传递传递。2829bN受体又分为N1、N2两个亚型。N1亚型分布于中枢神经系统和自主 神经节节后神经元膜上,又称为 神经元(节)型烟碱受体;N2亚型分布于骨骼肌终板膜,又称 为肌肉型烟碱受体。30cN受体的阻断剂是筒箭毒碱 (Tubocurarine);N1受体的阻断剂是六烃季铵 (Hexamethnium);N2受体的阻断剂是十烃季铵 (Decamethonium)31M受体(毒蕈碱受体Muscarinic
9、 receptor)G蛋白耦联受体aACh与其结合所产生的效应称为毒蕈 碱样作用(M样作用)。如心脏活动 的抑制、支气管平滑肌收缩、胃肠 平滑肌收缩、消化腺分泌增加、汗 腺分泌增加、骨骼肌血管舒张等。3233bM受体又分为M1、M2、M3、M4、M5等亚型。M1M1亚亚型在型在脑脑内含量丰富;内含量丰富;M2M2亚亚型存在于胰腺腺泡和胰型存在于胰腺腺泡和胰岛组织岛组织,介,介导导胰胰酶酶和胰和胰岛岛素分泌;素分泌;M2M2和和 M4M4亚亚型存在于平滑肌;型存在于平滑肌;M3M3和和M5M5亚亚型作用不清。型作用不清。cM受体的阻断剂是阿托品(Atropine)34胆碱能受体的分布 交感神经节
10、的节后神经元细胞膜上:(N1受体);交感神经的节后纤维所支配的汗腺腺细胞膜上:(M受体);交感神经的节后舒血管纤维支配的骨骼肌血管平滑肌细胞膜上:(M受体);副交感神经节的节后神经元细胞膜上:(N1受体);35 副交感神经节后纤维所支配的效应器细胞膜上:(M受体)躯体运动神经支配的骨骼肌终板膜上:(N 受体)*重症肌无力患者,由于体内产生一 种对抗和破坏骨骼肌终板膜上N2受 体的抗体,使骨骼肌不能接受运动 神经元释放的ACh的调控而产生肌无 力。是一种自身免疫性疾病。36(二)去甲去甲肾上腺素及其受体上腺素及其受体 儿茶酚胺类Catecholamine:含有邻苯二酚基本结构的胺类多巴胺(多巴胺
11、(Dopamine DADopamine DA)去甲去甲肾肾上腺素(上腺素(Noradrenaline NA,Noradrenaline NA,norepinephrine NEnorepinephrine NE)肾肾上腺素上腺素 (Adrenaline Adr,epinephrine E(Adrenaline Adr,epinephrine E)37酪氨酸酪氨酸酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶多巴多巴多巴脱羧酶多巴脱羧酶多巴胺多巴胺被摄入囊泡被摄入囊泡NE多巴胺多巴胺羟化羟化酶酶被突触前膜重摄取被突触前膜重摄取水解失活水解失活MAOCOMT儿茶酚胺类递质合成38肾上腺素及其受体(adrenaline
12、,Adr or epinephrine,E)肾上腺素能神经元 仅分布于中枢,主要位于延髓C1C1:延髓:延髓头头端腹外端腹外侧侧C2C2:延髓背:延髓背侧侧,第第脑脑室底迷走背核室底迷走背核处处C3C3:延髓中:延髓中缝缝背背侧侧,舌下神舌下神经经起始部内起始部内侧侧 肾上腺素能受体:同去甲肾上腺素受体39去甲肾上腺素NE 及其受体 在中枢神经系统,主要位于低位脑干(中脑网状结构、脑桥蓝斑、延髓网状结构)。在外周神经系统,末梢释放递质去甲肾上腺素的神经纤维称为肾上腺素能纤维(Adrenergic fiber)。40 肾上腺素能纤维的分布:除了支配汗腺和骨骼肌血管舒张的交感神经节后纤维以外的所有
13、交感神经节后纤维。肾上腺素能受体:G蛋白耦联受体 能与肾上腺素及去甲肾上腺素(NE)结合的受体称为肾上腺素能受体。但 作为外周神经递质来说,只有NE。41 肾上腺能受体分类及阻断剂酚妥拉明阻断受体,主要是1受体。2 受体激动剂:氯压啶Clonidine。由于其可激动2受体(突触前受体),抑制NE释放,因而用于治疗高血压。42普萘洛尔普萘洛尔(心得安)(心得安)43肾上腺能受体的分布大多数交感神经节后纤维所支配的效应细胞膜上(汗腺和受交感舒血管纤维支配的骨骼肌血管除外)。但不一定都有和受体,有的仅有受体(如皮肤血管),有的仅有受体(如支气管平滑肌),有的和受体均有(如心肌)。44 肾上腺素能受体
14、激动后的效应A与受体特性有关:肾上腺素和NE与受体(主要是1受体)结合产生的平滑肌效应以兴奋为主,如:血管收缩,子宫收缩,扩瞳肌(虹膜辐射肌)收缩等;但也有抑制性的,如小肠舒张。45 肾上腺素和NE与受体(主要是2受体)结合产生的平滑肌效应以抑制为主,如:血管舒张,子宫舒张,支气管舒张等;但与心肌1受体结合产生的效应是兴奋性的。伴有呼吸系统疾病的心脏病患者应该用1受体阻滞剂.46B与配体的特性有关以其对心血管的作用为例aNE对受体作用强,对1受体作用弱,对2受体几乎无作用。NE与受体结合,使皮肤血管、胃肠道及肾血管收缩外周阻力血压上升。(用作升压药)NE用于抗休克,提升血压;用于消化道出血,收
15、缩血管产生止血效应47b肾上腺素对和受体作用均强。与1受体结合:心肌收缩力,心率心输出量血压 与受体结合:皮肤粘膜血管、内脏尤其肾血管收缩血压 与2受体结合:骨骼肌血管、冠脉舒张血压48 由于对骨骼肌血管的舒张作用抵消了皮肤粘膜血管的收缩作用,故血 压总的变化不大,只是血流在身体各部位的重新分布。这样,对1受体的作用变得突出,故肾上腺素是强效心脏兴奋药。49C取决于器官上两种受体的分布情况 如器官上有和两种受体,其效应取决于何种受体数量上占优势。例如:血管平滑肌上有和受体,在皮肤、在皮肤、肾肾、胃、胃肠肠的血管平滑肌上的血管平滑肌上 受体数受体数量上占量上占优势优势,肾肾上腺素上腺素产产生的效
16、生的效应应是血管是血管收收缩缩;而骨骼肌和肝而骨骼肌和肝脏脏的血管的血管 受体占受体占优势优势,肾肾上上腺素腺素产产生的效生的效应应是血管舒是血管舒张张。50(三)多巴胺及其受体 多巴胺能神经元主要分布于中枢:黑黑质质-纹纹状体通路状体通路参与运参与运动调节动调节中中脑边缘脑边缘系系统统参与精神活参与精神活动动结节结节-漏斗通路漏斗通路参与神参与神经经内分泌内分泌调节调节 受体:都是G-蛋白耦联受体D1D1、D2D2、D3D3、D4D4、D5D551(四)5-羟色胺及其受体 5-羟色胺能神经元主要集中于低位脑干中缝核内 受体亚型:5-HT1-7,多为G-蛋白耦联受体(5-HT3离子通道)。主要
17、调节痛觉与镇痛、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌、心血管调节和躯体运动等。52(五)组胺及其受体 组胺能神经元主要分布于下丘脑后部结节乳头核,纤维投射至中枢几乎所有部位。受体:H1、H2、H3受体,均G-蛋白耦联受体,多数H3为突触前受体 参与觉醒、性行为、腺垂体分泌、血压、饮水、痛觉等。53(六)氨基酸类递质及其受体 A.兴奋性氨基酸:谷氨酸(glutamate)、门冬氨酸(aspartate)。a.谷氨酸能神经元:分布广泛,大脑皮层和脊髓背侧相对多 受体:促代促代谢谢型受体型受体(metabotropic)(metabotropic):1111种;种;促离子型受体促离子型受体(io
18、notropic)(ionotropic):KAKA、AMPAAMPA、NMDANMDA54B.抑制性氨基酸-氨基丁酸(-aminobutyric acid,GABA)GABA能神经元分布广泛,大脑皮层和小脑皮层浦氏细胞多;受体:促代促代谢谢型受体:型受体:GABAGABAB B受体受体 促离子型受体:促离子型受体:GABAGABAA A、C C受体受体(Cl(Cl-通道通道)甘氨酸(glycine):神经元主要位于脊髓和脑干;受体:Cl-通道,可为士的宁阻断55(七)神经肽及其受体A.PA.P物物质和其他速激和其他速激肽:哺乳动物有6 6个成员 受体均为G-G-蛋白耦联受体56B.阿片肽(o
19、pioid peptides)包括:-内啡肽(-endophin)-endophin)脑啡肽(enkephalin)(enkephalin)甲硫氨酸脑啡肽(met-enkephalin)(met-enkephalin)亮氨酸脑啡肽(leu-enkephalin)(leu-enkephalin)强啡肽(dynorphin)(dynorphin)受体:、受体,G-G-蛋白耦联受体57C.下丘脑调节肽(HRP)(HRP)和神经垂体肽 如TRHTRH、CRHCRH、SSTSST、OXTOXT、VPVP等 生长抑素受体:SSTR1 SSTR5SSTR1 SSTR5 都是G-G-蛋白耦联受体D.脑-肠肽(
20、brain-gut peptides)(brain-gut peptides)如缩胆囊素CCK-4CCK-4、CCK-8CCK-8、VIPVIP、胃泌素、神经降压素、甘丙肽、胃泌素释放肽等 CCKCCK受体:CCK-ACCK-A、CCK-BCCK-B受体58E.降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptides,(calcitonin gene-related peptides,CGRP)CGRP)包括:CGRPCGRP、CGRPCGRP F.神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)Y(neuropeptide Y,NPY)存在于脑内和自主神经系统 常与
21、NANA共存,能增强NANA的缩血管作用 在下丘脑增进食欲,促进摄食行为59(八)嘌呤类递质及其受体 分布:中枢和外周分布:中枢和外周 包括:包括:腺苷腺苷(adenosine)(adenosine)(adenosine)(adenosine)、ATPATPATPATP、ADPADPADPADP 腺苷受体:腺苷受体:均均G-G-G-G-蛋白耦蛋白耦联联受体受体 A A A A1 1 1 1、A A A A2A2A2A2A、A A A A2B2B2B2B、A A A A3 3 3 3受体受体 ATPATPATPATP受体:受体:P2YP2YP2YP2Y、P2UP2UP2UP2U受体受体,G-G-
22、G-G-蛋白耦蛋白耦联联受体受体 P2XP2XP2XP2X1-31-31-31-3、P2ZP2ZP2ZP2Z受体受体,离子通道离子通道 ADPADPADPADP受体:受体:P2TP2TP2TP2T受体受体,可能离子通道可能离子通道60(九)其他可能的递质 一氧化氮(nitric oxide,NO)分布于外周和中枢分布于外周和中枢与一氧化氮合与一氧化氮合酶酶(NOS)(NOS)伴行伴行直接直接结结合并激活合并激活鸟鸟苷酸苷酸环环化化酶酶(GC)(GC)一氧化碳(carbon monoxide,CO)与与NONO相似相似,也通也通过过激活激活GCGC而起作用而起作用61前列腺素(prostaglandin,PG)脑匀浆神经末梢碎片中分离到 神经细胞膜上可能存在PG转运体神经活性类固醇(neuroactive steroid)脑内能产生有活性的神经类固醇 脑内有类固醇激素受体 62THANKS63