突触的功能.pptx

1第三章 突触的功能2 synapsew神经元之间、神经元与效应细胞之间相互联系和信息传递的特化结构和区域。u经典突触的结构由presynaptic membrane、synaptic cleft和postsynaptic membrane三部分组成。3Classifying synapse4按传递信息物质：按传递信息物质：Chemical synapseElectrical synapse5按接触的部位：按接触的部位：Axodendritic synapse Axosomatic synapse Axoaxonic synapse6按突触排列方式：按突触排列方式：7 Grays typesynapse Grays type synapse（asymmetrical synapse）（symmetrical synapse）按突触前膜和后膜的膜分化形态：按突触前膜和后膜的膜分化形态：8按对下一级神经元活动的影响：按对下一级神经元活动的影响：wExcitatory synapsewInhibitory synapse9chemical synapse1011Process of synaptic transmission12电-化学-电传递AP抵达轴突末梢抵达轴突末梢突触前膜去极化突触前膜去极化电压门控性电压门控性Ca2+通道开放通道开放Ca2+内流入内流入突触前膜突触前膜突触小泡前移突触小泡前移与前膜融合、破裂与前膜融合、破裂递质释放入间隙递质释放入间隙弥散与突触后弥散与突触后膜特异性受体结合膜特异性受体结合化学门控性化学门控性通道开放通道开放突触后膜对某些突触后膜对某些离子通透性增加离子通透性增加突触后膜电位变化突触后膜电位变化（突触后电位）（突触后电位）（去极化或超极化）（去极化或超极化）总和效应总和效应突触后神经元突触后神经元兴奋或抑制兴奋或抑制13Process of synaptic transmissionwElectricalCa2+wChemicalneurotransmitterswElectricalNa+,Cl-(EPSP,IPSP)14Ca2+在突触传递中的作用 w降低轴浆的粘度，有利于突触小泡的位移；w消除突触前膜内侧的负电位，促进突触小泡 和前膜接触、融合和胞裂，促进神经递质的释放15 electrical synapse缝 隙 连 接 gap junction16non-directed synapse非定向突触 特点：突触前成分和突触后成分并非一一对应，且无特化的突触前膜和突触后膜结构；曲张体与突触后成分之间的距离一般大于20 nm，有的可超过400 nm；一个曲张体释放的递质可作用于较多的突触后成分，即作用部位比较分散，无特定的靶点；递质扩散的距离较远，且远近不等，因此突触传递时间较长且长短不一；释放的递质能否产生信息传递效应，取决于突触后成分上有无相应的受体。17突触后电位PostSynaptic Potential,PSP PSP：递质与突触后膜上的受体结合后，引起的突触后膜的电位变化，具有局部电位的性质。w兴奋性突触后电位 （Excitatory PostSynaptic Potential,EPSP）w抑制性突触后电位 (Inhibitory PostSynaptic Potential,IPSP)18EPSP19IPSP20突触传递的特征 u单向传递；u突触延搁；u总和；u兴奋节律的改变；u对内环境变化敏感；u易疲劳。21突触整合 synaptic integration1.EPSP的整合Temporal summationSpatial summation222 抑制wIPSP和分流抑制(shunting inhibition)23wEPSP在轴突的始段达到-52mV左右时，就可以引发动作电位。w始段爆发的动作电位向两个方向扩布。w逆向扩布的动作电位将刷新神经元胞体的状态。突触后神经元动作电位的爆发 24突触传递的调节 w对突触前末梢递质释放的调节Ca2+进入末梢的量突触前膜受体间隙递质的失活w 对突触后膜受体的调节 25central inhibition中枢抑制26突触后抑制(postsynaptic inhibition)w传入侧支性抑制(afferent collateral inhibition)27w回返性抑制(recurrent inhibition)28突触前抑制(presynaptic inhibition)29中枢易化(central facilitation)w突触后易化（突触后易化（postsynaptic facilitationpostsynaptic facilitation）由于突触后膜的去极化，使膜电位靠近阈电由于突触后膜的去极化，使膜电位靠近阈电位水平，如果在此基础上再出现一个刺激，位水平，如果在此基础上再出现一个刺激，就较容易达到阈电位而爆发动作电位。就较容易达到阈电位而爆发动作电位。30APCa2+内流内流EPSPw突触前易化（突触前易化（presynaptic facilitationpresynaptic facilitation）到达突触前膜的到达突触前膜的APAP时程延长，则时程延长，则CaCa2+2+通道开放时间通道开放时间延长，进入末梢的延长，进入末梢的CaCa2+2+数量增多，释放递质数量增数量增多，释放递质数量增多，使突触后膜产生的多，使突触后膜产生的EPSPEPSP增大，产生突触前易化。增大，产生突触前易化。31突触的可塑性（plasticity）强直后增强长时程增强习惯化和敏感化32强直后增强(posttetanic potentiation，PTP)wPTP:PTP:指突触前末梢在接受一短串高频刺激后，突触后电位发指突触前末梢在接受一短串高频刺激后，突触后电位发生明显增强的现象。强直后增强的持续时间可长达生明显增强的现象。强直后增强的持续时间可长达60 s60 s之久。之久。w机制机制:强直性刺激使强直性刺激使CaCa2+2+在突触前神经元内积累，以至于胞浆在突触前神经元内积累，以至于胞浆内游离的内游离的CaCa2+2+的浓度持续升高，使突触前末梢持续释放神经的浓度持续升高，使突触前末梢持续释放神经递质，导致突触后电位增强。递质，导致突触后电位增强。33习惯化：重复给予较温和刺激时，突触对刺习惯化：重复给予较温和刺激时，突触对刺激的反应逐渐减弱，甚至消失。激的反应逐渐减弱，甚至消失。机制：机制：重复刺激使重复刺激使Ca2+通道失活，通道失活，Ca2+内流内流减少导致递质释放减少。减少导致递质释放减少。SiphonGillNeuroscienceNeuroscienceSiphonGillNeuroscienceNeuroscienceSensory neuronSiphon skinMotor neuronGill muscleNeuroscienceNeuroscienceNeuroscienceNeuroscience 突触效能减弱的机制突触效能减弱的机制突触效能减弱的机制突触效能减弱的机制 习惯化的机制习惯化的机制 Mechanisms of hibituation突触前感觉神经元末梢递质释放量减少突触前感觉神经元末梢递质释放量减少 递质释放减少的可能机制递质释放减少的可能机制递质释放减少的可能机制递质释放减少的可能机制可动员的突触囊泡数目减少可动员的突触囊泡数目减少ReturnNeuroscienceNeuroscience突触前膜突触前膜N型型Ca2+通道失活通道失活39敏感化：重复的较强刺激尤其是伤害性刺激，可使突触对原有刺激的反应性增强和延长，传递效率增加，这种可塑性称为敏感化 机制：伤害性刺激激活了感觉神经元细胞膜上的腺苷酸环化酶，cAMP产生增多，Ca2+内流增多,神经递质释放量增多,引起敏感化。SiphonGillNeuroscienceNeuroscienceSiphonSensoryneuronMotorneuronGill muscleL29ShockNeuroscienceNeuroscienceATPcAMPAdenylylcyclasePKA PKA NeuroscienceNeuroscienceReturnPOPO4 4PKANeuroscienceNeuroscience敏化的机制敏化的机制 Mechanisms of Short Term Sensitization 突触前易化的机制突触前易化的机制突触前易化的机制突触前易化的机制 突触前易化使突触效能增强突触前易化使突触效能增强突触前易化使突触效能增强突触前易化使突触效能增强Gs-proteinGs-proteinATPcAMPPKAPKA激激激激 活活活活KK+channel channel关闭关闭关闭关闭AP AP 时程时程时程时程 ReturnACACNeuroscienceNeuroscience5-HT5-HT感觉神经元感觉神经元感觉神经元感觉神经元5-HTR5-HTR中间神经元中间神经元中间神经元中间神经元KK+电导电导电导电导 Ca2+内流内流N-type CaN-type Ca2+2+Channel openChannel openL-type CaL-type Ca2+2+Channel openChannel openvesicle mobilized to vesicle mobilized to active zoneactive zoneTransmitter Transmitter releasereleaseGo-proteinGo-proteinPLCPLCDAGPKC45长时程增强(long-term potentiation，LTP)wLTP:LTP:突触前神经元受到短时间的快速重复性刺激后，突触前神经元受到短时间的快速重复性刺激后，在突触后神经元快速形成的持续时间较长的突触后在突触后神经元快速形成的持续时间较长的突触后电位增强。它类似于强直后增强，但持续时间要长电位增强。它类似于强直后增强，但持续时间要长得多，最长可达数天。得多，最长可达数天。w机制：机制：突触后神经元胞质内突触后神经元胞质内CaCa2+2+的增加，似有新受的增加，似有新受体嵌入突触后膜和受体敏感性的增高参与。体嵌入突触后膜和受体敏感性的增高参与。w部位：部位：尤其在海马等与学习记忆有关的脑区发生。尤其在海马等与学习记忆有关的脑区发生。4647长时程抑制(long-term depression,LTD)wLTDLTD与与LTPLTP相反，指突触传递效率的长时程降低。在相反，指突触传递效率的长时程降低。在海马、小脑皮层和新皮层等脑区可观察到海马、小脑皮层和新皮层等脑区可观察到LTDLTD，LTDLTD也需要突触后的也需要突触后的CaCa2+2+浓度的升高，似由受体数量减浓度的升高，似由受体数量减少和受体敏感性降低所介导。另外，突触前末梢递少和受体敏感性降低所介导。另外，突触前末梢递质释放的改变，也参与了质释放的改变，也参与了LTPLTP与与LTDLTD。48