神经递质及其受体.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,神经递质及其受体,1,第一节 神经递质概述,一、神经递质及其分类,2,神经递质和神经调质的概念,神经递质(neurotransmitter)：神经系统通过化学物质作为媒介进行信息传递的过程称为化学传递，化学传递物质即是神经递质。,神经调质(neuromodulator)：有一些神经调节物本身并不直接触发所支配细胞的功能效应，只是调节传统递质的功能和作用，称为神经调质。,3,神经递质（,neurotransmitter）:,神经递质主要在神经元中,合成,，而后,储存,于突触前囊泡内，在信息传递过程中由突触前膜,释放,到突触间隙，,作用,于效应细胞上的受体，引起功能效应，完成神经元之间或神经元与其效应器之间的信息传递。,4,神经调质（Neuromodulator）：,存在于神经系统，,主要,由神经元产生，能,调节,信息传递的效率和,改变,递质的效应的化学物质，它们,不直接,传递神经元之间信息。,5,神经递质与神经调质比较,神经递质,神经调质,类似点,突触前神经元合成，储存于突触囊泡，随神经冲动到达而释放，作用于相应受体。,不同点,直接作用于效应细胞上的受体引起功能效应。,(1)可为非神经元所释放，对递质起调制作用,(2)不直接引起突触后效应细胞功能改变,(3)调节递质的突触传递效率,(4)旁突触传递,6,但神经肽,NO,CO等不断被发现的信息传递物质,并不完全符合以上条件,用此标准判断一个神经信息活性物质是否为神经递质并不完善,7,神经递质分类,神经肽,经典神经递质,氨基酸类：谷氨酸,天冬氨酸,-氨基丁酸,甘氨酸,乙酰胆碱,单胺类：多巴胺,去甲肾上腺素、,肾上腺素,5-羟色胺,是生物体内主要起着信息传递作用的,生物活性多肽,，分布于神经组织也可存在于其它组织。,下丘脑释放激素类、神经垂体激素类、阿片类、,垂体肽类、脑肠肽类等,其他类,NO、CO、组胺和腺苷、前列腺素等,8,二、神经递质的代谢,（一）底物和酶是合成的限速因素,（二）囊泡储存是递质储存的主要方式,（三）依赖Ca,2+,的囊泡释放及其它释放形式,（四）递质释放的突触前调制,（五）递质通过重摄取、酶解和弥散在突触间隙消除,9,（一）底物和酶是合成的限速因素,小分子递质（经典递质）,在,突触前末梢,由底物经酶催化合成。酶在胞体内合成，经慢速轴浆运输(0.55mm/d)方式运输到末梢，底物通过胞膜上的转运蛋白（或称转运系统）摄入。所以合成速度受限速酶和底物摄入速度的调节。而,神经肽,的合成方式完全不同，在,胞体,内合成大分子前体，然后在运输过程中经裂解酶裂解、修饰而成。,10,（二）囊泡储存是递质储存的主要方式,递质合成后通过囊泡转运体储存在囊泡内，囊泡内可以有数千个递质分子。待释放的活动囊泡聚集在突触前膜活动区，为递质的胞裂外排作好准备。小分子递质如乙酰胆碱、氨基酸类递质储存在小的清亮囊泡；而神经肽储存在大的致密核心囊泡；单胺类递质储存的囊泡既可有小的致密核心囊泡，也可是大的的致密囊泡。,聚集在突触前膜活动区,11,（三）依赖Ca,2+,的囊泡释放及其它释放形式,囊泡释放是递质释放的主要形式，囊泡的胞裂外排在所有递质都相似，但在释放的速度上有所差异。小分子递质的释放比神经肽快。,不依赖Ca,2+,的胞浆释放，,胞膜转运体反方向转运的释放。,弥散方式释放。如前列腺素、NO和CO,少量的漏出(leak out)。,12,（四）递质释放的突触前调制,递质的释放受自身受体或异源受体的调节。突触前自身受体无论是促代谢型受体或离子通道偶联型受体，激活后产生二种效应：,一种效应是Ca,2+,通道关闭，或者K,+,通道开放使膜超极化，减少冲动到达末梢时电压依赖性Ca,2+,通道的开放，减少突触前末梢Ca,2+,内流，以致递质释放减少，这是一种负反馈的调节机制，以,限制递质释放,的数量，避免突触后神经元过度兴奋和突触后受体的失敏。,另一种效应是使突触前膜去极化，Ca,2+,通道开放，Ca,2+,内流增加，导致,递质释放增加,，,13,（五）递质通过重摄取、酶解和弥散在突触间隙消除,递质释放到突触间隙，与突触后受体结合，未与受体结合的一部分递质必须迅速移去，否则突触后神经元不能对随即而来的信号发生反应，况且受体持续暴露在递质作用下，几秒后便失敏，使递质传递效率降低。递质失活的方式有,重摄取,、,酶解,和,弥散,。递质的重摄取依靠膜转运体，氨基酸类递质释放后可以被神经元和胶质细胞重摄取，而单胺类递质仅被神经元重摄取。重摄取的递质进入胞浆后又被囊泡转运体摄取重新储存在囊泡中。膜转运体位于神经元和胶质细胞，也可以在周围组织中（如肝、肾、心脏等）。,14,1,2,3,4,扩散,酶解,胶质细胞摄取,重摄取,15,一直认为一个神经元内只存在一种递质，其全部神经末梢均释放一种递质，这一原则称为,戴尔原则（Dale Principle）。,近年来，发现有递质共存现象，包括经典递质、神经肽的共同或相互共存。,神经递质与神经调质实际上并不能绝对割裂开来，往往同一种神经化学调节物的具体作用，在某种情况下起递质作用，而在另一种情况下起调质作用。,16,递质共存,(neurotransmitter co-existence),两种或两种以上的递质(包括调质)共存于同一神经元内，这种现象称为递质共存。,递质共存的生理意义：,协同传递信息,通过突触前调节，加强或减弱突触传递,直接作用于突触后受体，以相互拮抗或协同的方式来调节器官活动。,17,神经递质共存的现象，有3种形式：,不同经典递质共存,，如NA与ACh共存于发育中的交感神经节，5-HT与GABA共存于中缝背核，DA与GABA共存于中脑黑质等；,经典递质与神经肽共存,，如脑内蓝斑核中的NA神经元含有神经肽Y（NPY），中缝大核的5-HT神经元含有SP与TRH，颈上交感神经节神经元有NA和脑啡肽共存等；,不同神经肽共存,，如下丘脑弓状核有-内啡肽（-EP）与ACTH共存，下丘脑室旁核大细胞有SP与VIP的共存，降钙素基因相关肽（CGRP）与SP共存于感觉神经节与支配心脏神经末梢等。,18,同一细胞相同受体,同一细胞不同受体,一种作用于突触后细胞，一种作用于突触前自身受体（反馈调节）,一种作用于突触后细胞，一种作用于其他神经末梢上的突触前受体（突触前调节）,作用于不同类细胞,两种共存的递质或调质在神经化学传递中可能五种作用模式：,19,定位：细胞膜上,膜受体membrane receptors,本质：跨膜糖蛋白,作用：特异性识别并结合配体，将配体携带的信号转变成胞内信号，引起生物学效应,概念,20,膜受体主要有三类,离子通道型受体(ion-channel-linked receptor)；,G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor)；,具有酶活性的受体:,受体酪氨酸激酶(receptor Trk),本身具有酶活性的受体,21,细胞质膜受体分类：,(1)离子通道受体,(2)G蛋白偶联受体,(3)酶活性受体,22,概念,：既为受体，又为离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤,离子通道型受体,（配体门控通道）,(ion-channel-linked receptor),主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞,其信号分子为神经递质。,作用机理,：受体和配体结合后，通道蛋白改变构象，导致通道开放或关闭，,化学信号,转化为,电信号,，直接引起细胞反应。,23,突触前膜释放的神经递质结合并开启突触后细胞膜上的递质门离子通道，结果导致突触后细胞膜离子流改变，从而将化学信号转换成电信号。,在突触处通过配体门控通道实现化学信号转换为电信号,24,乙酰胆碱受体,25,乙酰胆碱受体,乙酰胆碱受体以三种构象存在，两分子乙酰胆碱的结合可以使之处于通道开放构象，但该受体处于通道开放构象状态的时限仍十分短暂，在几十毫微秒内又回到关闭状态。然后乙酰胆碱与之解离，受体则恢复到初始状态，做好重新接受配体的准备。,26,概念,：七次跨膜蛋白，胞外结构域识别信号分子（配体），胞内结构域与,G,蛋白耦联,G,蛋白偶联型受体（也称促代谢型受体）,(G-protein-coupled receptor),27,作用机理：,当此受体和配体结合后，激活偶联的,G,蛋白，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使。,信号分子有神经递质、肽类激素（如,肾上腺素、胰高血糖素）,等,28,细胞外,胞质,配体结合位点,-螺旋,G蛋白结合位点,N,C,G蛋白偶联受体,肾上腺素受体,毒蕈碱型乙酰胆碱受体,视网膜视紫红质受体等,通过与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生,第二信使如cAMP、肌醇磷脂,等，从而将胞外信号跨膜传递到胞内,。,G蛋白耦联型受体结构具有惊人的相似，为一个单肽链，形成7个,螺旋的,跨膜结构，每个疏水跨膜区由20-25个氨基酸组成，受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与G蛋白耦联。,29,G蛋白偶联受体的信息传递可归纳为：,30,第二信使（second messenger）,一般将细胞外信号分子称为“第一信使”，第一信使与受体作用后在细胞内产生的信号分子称为“,第二信使,”。,第二信使学说,胞外物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体导致胞内产生第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使的降解使其信号作用终止。,31,受体酪氨酸激酶,(receptor,trk,),单次跨膜蛋白,受体和配体结合后，导致受体二聚化，二聚体内发生自磷酸化从而激活受体的激酶活性，引发生物学效应。,信号分子为细胞因子、干扰素、生长因子等,32,膜受体的特点,1、特异性：立体构象互补，分子的立体特异性,2、可饱和性：有限的结合能力，受体数目和浓度恒定,3、高亲和度：结合能力强,4、可逆性：非共价结合,5、特定的组织定位,33,第二节乙酰胆碱及其受体,acetylcholine&acetylcholine receptor,34,一、乙酰胆碱的代谢,神经递质的代谢包括递质的合成、贮存、释放、降解与失活等步骤。在神经递质中，不同递质代谢的底物和酶有所不同。,35,（一）乙酰胆碱的合成酶是胆碱乙酰化酶，胆碱是合成的限速底物,ChAT,acetyl coenzyme A+choline,Acetylcholine+CoA,乙酰辅酶 A+胆碱,胆碱乙酰化酶,乙酰胆碱+辅酶 A,胆碱乙酰化酶(ChAT),synthesized,in cell body;,ACh是胆碱能神经的递质，主要在胆碱能神经末梢的胞质液中合成。,36,（二）乙酰胆碱的储存和释放,储存：,合成的Ach半量以上以结合型（与ATP和蛋白多糖结合）贮存于囊泡中，其余以游离型存在于胞浆中。,ACh能够在囊泡内储存依靠囊泡乙酰胆碱转运体（VAChT）。,乙酰胆碱的囊泡释放和胞浆释放:在静息状态下，ACh囊泡有少量的自发性释放。当神经冲动引起神经末梢去极化和Ca,2+,内流时，通过胞裂外排方式释放Ach。,37,（三）乙酰胆碱的失活,Ach失活主要有三种方式:,酶水解（enzyme degradation）,（AChE）,扩散,（diffusion）,重摄取（reuptake）,ACh失活的主要方式是由乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AChE)酶解水解，突触前膜对ACh的重摄取数量极少，无功能意义。,Ach,胆碱酯酶,胆碱 +乙酸，,并进入循环。约50胆碱还可被神经末梢再摄取利用。,38,Metabolism,肝脏,（来源于线粒体）,（胆碱酯酶）,39,胆碱,能神经元,(cholinergic neuron),：在中枢神经系统中，释放ACh作为递质的神经元。,分布：脊髓前角、脑干网状结构、丘脑后侧腹核、边缘系统等。,胆碱,能纤维,(cholinergic fiber),:,凡释放Ach作为递质的神经纤维.,包括：全部自主神经节前纤维；绝大部分副交感神经节后纤维；少数交感神经节后纤维;躯体运动神经纤维均属于此类。,二、中枢胆碱能神经元胞体定位及纤维投射,40,胆碱能投射神经元,大脑皮质和边缘系统,：,胞体位于隔内侧核、斜角带和苍白球腹侧Meynert基底核。投射纤维形成下述五条通路，隔区海马通路、斜角带杏仁核通路、隔区、视前区缰核、脚间核通路、基底核大脑皮质通路。（,基底前脑胆碱能系统,）,其中感觉皮质和边缘皮质接受了来自基底核以及斜角带的投射，被认为参与了情绪状态的影响和感觉输入的皮质整合。而接受来自隔内侧核以及斜角带胆碱能神经投射的海马则与学习记忆功能密切相关。,主要分布在,基底前脑,和,脑干,，向其他脑区发出纤维投射：,41,脑干胆碱能系统,：胞体位于脑桥被盖核、背外侧被盖核、内侧缰核、二叠体旁核。脑桥被盖核和背外侧被盖核的纤维分背、腹束（背侧被盖束和腹侧被盖束），向头端投射至丘脑、下丘脑、苍白球和尾壳核。它们的纤维与其它上行纤维组成上行网状激活系统，引起警觉和觉醒。内侧缰核、二叠体旁核则分别投射于脚间核和上丘。,延髓中的胆碱能神经元,：分布在舌下神经核、迷走神经背核、面神经核、三叉神经脊束核等，参与脑干对躯体运动核内脏运动的调节。,脊髓中的胆碱能神经元,：包括脊髓前角神经元，侧角和骶部的交感、副交感节前神经元。,42,三、乙酰胆碱的受体及其信号转导,乙酰胆碱受体（AchR）可根据其药理特异性配体的不同分为,毒蕈碱受体（muscatinic receptor，M受体）,和,烟碱受体（nicotinic receptor，N受体）,两类。因为它们可分别被毒蕈碱和烟碱所激动，产生毒蕈碱样作用（,M样作用,）与烟碱样作用（,N样作用,）。,43,毒蕈碱受体,(muscarinic receptor,M受体)：为,G-蛋白耦联受体,。当M受体激活时，可改变细胞内第二信使(cAMP或IP3和DG)的浓度，产生一系列自主神经效应；,烟碱受体,(nicotinic receptor,N受体)：是,配体门控离子通道受体,（Na,+,、K,+,、Ca,2+,、Mg,2+,）。,小剂量ACh能兴奋N受体，而大剂量ACh则可阻断N受体介导的突触传递。,44,45,（一）M受体,1M受体的亚型与分布,根据M受体对不同选择性激动剂或拮抗剂亲和力的高低，M受体可分为M,1,、M,2,、M,3,、M,4,和M,5,五种药理亚型。,46,47,（1）外周M受体,外周M受体主要是M,1,、M,2,和M,3,亚型，主要分布在外周Ach能节后纤维所支配的效应细胞上。,M,2,受体主要分布在心脏，,M,1,和M,3,受体主要分布于外分泌腺，,M,2,和M,3,受体主要存在于各种组织平滑肌,近年来的资料还表明:,交感神经节中也存在M受体，M,1,M,3,受体均有分布。,48,（2）中枢M受体,结构分型,m,1,m,2,m,3,m,4,m,5,药理分型,M,1,M,2,M,3,M,4,M,5,分 布,脑、腺体（泪腺、腮腺、颌下腺）,心脑、平滑腺,脑、腺体（腮腺、颌下腺、胰腺）、平滑肌,脑,脑,选择性激动剂,毛果芸香碱,L-689660,Bethanechol,L-689600,McN-A343,-,选择性拮抗剂,MT-7toxin,tripitramine,darifenacin,MT-3 toxin,-,M,1,受体主要分布于大脑皮层锥体细胞、海马、尾核头部、丘脑腹侧核、中脑与延髓；,M,2,受体位于大脑皮层浅表层神经元特别是感觉区、运动区、听区与视区。下丘脑、脑桥与延髓也有M,2,受体。,M,3,受体的分布与M,1,、M,4,受体相似。,M,4,受体分布在基底前脑和纹状体。,M,5,受体分布在黑质。,49,2M受体的信号转导,M受体属G蛋白偶联的代谢型受体，有7个跨膜结构域，在Ach的作用下，M受体首先与G蛋白结合诱导一系列生化反应，然后通过第二信使或直接调节细胞膜上的离子通道功能状态，产生一系列生理效应。,50,烟碱受体(nicotinic receptor,N受体)：,神经元型烟碱受体,(neuronal-type nicotinic receptor)（,N1受体,）：自主神经系统中节前、节后神经元之间的突触处以及中枢神经系统中的nAChR属于神经元型。,肌肉型烟碱受体,(muscle-type nicotinic receptor)（,N2受体,）：神经肌肉接头处的nAChR属于神经元型。,（二）N受体,1N受体的亚型与分布,51,N受体是个受体家族，分为外周N受体与中枢N受体。,中枢N受体有,两种类型,，,-银环蛇毒（-BGT）不敏感受体,与,-BGT敏感受体,。,（1）中枢N受体,主要存在,于大脑皮层浅层、丘脑、下丘脑、海马、扣带回、脑干、小脑、脊髓Renshaw细胞等部位。根据该受体在不同部位的可能功能又分为,突触前N受体,与,突触后N受体,。,52,（2）外周N受体,骨骼肌-电器官N受体,：又称,N,2,受体,，主要分布于神经骨骼肌接头的终板膜和电鱼的电器官上。,外周N受体分为,神经节N受体,、,骨骼肌电器官N受体,、,突触前N受体,。,神经节N受体,，又称,N,1,受体,，位于自主神经节的突触后膜。,突触前N受体,可作为,自身受体,，存在于外周Ach能神经的突触前末梢部位。,53,2N受体的信号转导,N受体属,配体门控离子通道受体,，它们是由多个（一般为5个）亚单位聚合围成允许,阳离子通透,的孔道，除了让Na,+,流入和K,+,流出外，还允许Ca,2+,、Mg,2+,流入，Na,+,的进胞量大于K,+,的出胞量。,54,乙酰胆碱的N受体结构及其信号转导,55,nAChR的每个亚单位具有两个主要的亲水段和四个疏水性跨膜段。（第一个亲水段较长，位于细胞外，上有Ach结合位点；第二个亲水段位于胞浆侧，是M3和M4之间的细胞内环，其上具有功能性磷酸化的位点）。,56,nAChR的2个,亚单位上各有1个Ach结合位点。,57,5个亚单位的M2跨膜段构成通道的内壁。,58,通道内壁上带负电荷的酸性氨基酸残基（谷氨酸、天冬氨酸）构成的上、中、下三个负电荷环，使得通道排斥阴离子而对阳离子具有选择性。此外，M2跨膜段构型改变也参与通道的门控（安静时，弯曲朝向孔道中央；结合后，弯曲离开中央，贴向内壁，使通道开放）。,59,四、乙酰胆碱的主要生理功能,（一）Ach在外周的功能,Ach是外周传出神经系统的重要神经递质，与外周受体结合后产生其生理学效应。,60,（1）M受体（毒蕈碱性受体）,分布,绝大多数副交感节后纤维支配的效应器（少数肽能纤维支配的效应器除外），以及部分交感节后纤维支配的汗腺、骨骼肌的血管壁上。,效应（M样作用）,Ach与M受体结合后，可产生一系列自主神经节后胆碱能纤维兴奋的效应。,阻断剂,阿托品,是M受体的阻断剂，能和M受体结合，阻断Ach的M样作用。,61,M样作用：,包括心脏活动的抑制、支气管与胃肠道平滑肌的收缩、膀胱逼尿肌和瞳孔括约肌的收缩、消化腺与汗腺的分泌、以及骨骼肌血管的舒张等。,62,（2）N受体（烟碱性受体）,分布,N,1,受体,分布于中枢神经系统内和自主神经节的突触后膜上；,N,2,受体,分布在神经-肌接头的终板膜上。,效应（N样作用）,Ach与N,1,受体结合可引起节后神经元兴奋；Ach与N,2,受体结合可使骨骼肌兴奋。,阻断剂,氯筒箭毒碱,能同时阻断N,1,和N,2,受体；,六烃季铵,主要阻断N,1,受体；,十烃季铵,主要阻断N,2,受体。,63,（二）Ach在中枢的功能,Ach能神经元在中枢神经系统内的,分布极为广泛,，它们参与神经系统的多种功能活动。在细胞水平，Ach能神经元对中枢神经元的,作用以兴奋为主,，它在传递,特异性感觉,、,维持机体觉醒状态,、,促进学习与记忆,以及,调节躯体运动,、,心血管活动,、,呼吸,、,体温,、,摄食与饮水行为,、,调制痛觉,等生理活动均起重要作用。,64,1感觉与运动功能,在感觉特异投射系统中,，第二、三级神经元均属ACh能神经元，如丘脑后腹核内的特异感觉投射神经元就是ACh能神经元，它和相应的皮层感觉区神经元形成的突触，以传递并产生特定感觉。,在运动功能方面，,脊髓前角运动神经元是ACh能神经元，其发出的轴突支配骨骼肌运动，该轴突的侧支可与闰绍细胞构成ACh能突触，最终通过闰绍细胞的活动抑制运动神经元的活动；,脑干的躯体、内脏运动,传出通路最后一级神经元是ACh能神经元,锥体系中，大脑皮层的大锥体细胞,是ACh敏感细胞；锥体外系中，纹状体内（特别是尾核）有ACh递质系统，它和多巴胺递质系统之间的平衡，对于维持机体的运动有重要意义。,65,2睡眠与觉醒,中枢ACh能系统,抑制中缝背核5-HT递质系统触发的慢波睡眠，从而,抑制慢波睡眠,。,中枢ACh也参与快波睡眠的维持,，在实验中将ACh注入猫的侧脑室或脑桥被盖内，均可导致动物产生快波睡眠，而注入密胆碱阻止ACh合成或使用M受体拮抗剂阿托品均可减少快波睡眠，可见快波睡眠可能主要与中枢M受体的激动作用有关。,关于对觉醒的研究证明，,脑干网状结构上行激动系统的各个环节都存在ACh递质,。实验中，刺激中脑网状结构使脑电出现快波时，皮层的ACh释放量明显增多。,可见，脑干网状结构ACh能上行激动系统和皮层ACh能系统对激活、维持觉醒状态有重要作用。,66,3学习与记忆,大脑皮层、边缘结构等脑区内富有ACh能纤维。在边缘系统中，尤其是,隔区海马边缘叶,这条,M样ACh能通路,与学习记忆功能密切相关，这些脑区损伤可引起学习记忆功能缺陷，出现顺行性遗忘症等。,由海马穹隆下丘脑乳头体丘脑前核扣带回海马,所构成的,海马回路是ACh能通路,，阻断M受体后能阻抑信息由短时贮存系统向长时贮存系统转移。海马锥体细胞接受ACh能纤维的传入，锥体细胞上M受体数目减少可能引起记忆减退。,网状结构ACh能上行激动系统,和,皮层深层锥体细胞ACh敏感神经元,组成的非特异ACh能系统，可以激活皮层以维持清醒状态，从而为学习记忆提供基础性活动的背景。说明,大脑皮层、边缘系统,特别是,海马,等脑区的,ACh能神经系统,有调节学习记忆的功能。,67,4对心血管活动的调节,中枢ACh对心血管活动的作用主要是升高血压。,ACh在,延髓头端腹外侧区（RVLM）、脑桥蓝斑（LC）、中脑中央灰质背侧区（dPAG）,以及,下丘脑后区与内侧核区,等部位均有明显,升压作用,，实验研究表明中枢ACh的升压效应是通过间接地增加外周交感的紧张性来实现的。,68,5.镇痛和针刺镇痛,拟胆碱药产生镇痛；针刺镇痛 ACh释放，活动,6.体温调节,（种属差异）,7.摄食和饮水,（种属差异）,69,第三节 儿茶酚胺及其受体,Catecholamine&Catecholamine receptor,70,儿茶酚胺（Catecholamine，CA）是生物胺类神经递质，包括,去甲肾上腺素（noradrenaline，NA）,、,多巴胺（dopamine，DA）和肾上腺素（adrenaline，AD）。,NA是外周与中枢神经系统的重要递质。DA主要作为中枢递质。AD主要作为激素发挥作用，也可作为中枢递质。,71,一、儿茶酚胺的代谢,CA的生物合成是以血液中的,酪氨酸,为底物，在不同部位的神经元通过不同底物酶的代谢产生。,72,（一）儿茶酚胺的合成与失活,酪氨酸羟化酶,（TH）,多巴胺,多巴脱羧酶,（DOPA）,苯乙醇胺氮位甲基,转移酶（PNMT）,多巴胺-羟化酶,（DH）,摄入囊泡,酪氨酸,L-多巴,Ad,NE,量,子,式,释,放,存在胞浆中,限速酶,（肾上腺髓质、肾上腺素能N元）,胞浆,酪氨酸羟化酶：,含量少、活性低、专一性强,（只催化L-酪氨酸）,73,儿茶酚胺合成的短周期调节：是TH酶活性的调节 主要指TH活性改变对儿茶酚胺合成的影响，这种调节在突触水平进行，作用发生快，维持时间短。,儿茶酚胺合成的长周期调节:是TH酶蛋白量的调节,是通过TH基因表达的影响使TH酶蛋白数量增加最终使儿茶酚胺合成增加，是在神经元胞体水平进行，作用发生慢而持久。,74,失活：,重摄取,是儿茶酚胺递质失活的主要方式,突触间隙或血液中的儿茶酚胺可被突触前的神经组织摄取，也可被突触后膜和非神经组织摄取，前者称为第一类摄取（,1,），后者被称为第二类摄取（,2,）。,1,是高亲和力和能量依赖的主动转运，能逆浓度差地摄取NE，其摄取的特异性较高。,2,的亲和力较低，必须达高浓度时才有较多的摄取，而且其摄取的特异性较低。,一般来说，神经末梢释放的儿茶酚胺主要被突触前膜所摄取，即以为,1,主，血液中的儿茶酚胺则有较大部分被非神经组织所摄取，即以,2,为主。,膜转运体（去甲肾上腺素，Na,+,/Cl,-,转运体）和囊泡转运体。,酶解失活：儿茶酚胺最终失活方式（胞浆）,单胺氧化酶MAO：,存在神经和非神经组织，位于线粒体膜上。,儿茶酚胺氧位甲基转移酶COMT）：,存在非神经组织，肝、肾含量最多。,75,合成与分解,在囊泡内进行,神经摄取,非神经摄取,76,（二）儿茶酚胺的贮存与释放,儿茶酚胺的贮存：,大致密中心囊泡,儿茶酚胺的释放:,小致密中心囊泡,NA,依靠单胺类转运体囊泡摄取和储存在囊泡中,主要通过Ca,2+,依赖的胞裂外排方式释放。,77,反馈调节,：,突触前,2,受体（负反馈）,儿茶酚胺释放的调节方式:,侧旁神经元控制：,神经末梢和突触后细胞有前列腺素（PG）的释放，作用于突触前PG受体，抑制CA的释放。,NA,相邻ACh能神经末梢释放ACh，作用于NA能末梢上的突触前N与M受体，调节NA的释放。,跨突触调节：,78,二、去甲肾上腺素和肾上腺素,（一）,中枢去甲肾上腺素能神经元通路,胞体定位,：主要位于,延髓,和,脑桥,，A1-A7等7个细胞群,。,纤维投射,：,1)NA能上行投射系统：几乎遍及全脑,背侧束通路：起于蓝斑，投射到全部端脑和小脑。,腹侧束通路：由A1、A2、A4、A5、A7神经元发出的纤,维，分布到中脑、间脑和端脑的边缘系统。,2)NA能下行投射系统：到达脊髓,背侧束通路：起自蓝斑和部分A7，纤维下行分布于延脑的孤束核、迷走神经背核、三叉神经脊束核和下橄榄复合体，然后汇成大的下行通路，最后直达脊髓背角和侧角。,腹侧束通路：起自延髓的A1-A2，纤维下行分成两支进入脊髓，其一经脊髓的前束下行，终止于前角；另一经侧束下行，止于侧角。,79,NA能上行投射系统：,1)背侧束通路：起于,蓝斑,，投射到全部端脑和小脑。,2)腹侧束通路：,由A1、A2、A4、A5、A7神经元发出，,分布到中脑、间脑和端脑的边缘系统。,80,末梢的分布：,（1）前脑：视前区、杏仁核和终纹等核团，接受来自A1和A2纤维的投射，参与心血管和呼吸功能的调控。,隔核、海马以及嗅球的外颗粒层,大脑皮质，NA能纤维呈弥散性分布，尤以扣带回较多。,（2）间脑：下丘脑有很多NA末梢，主要分布于视上核、室旁核、腹内侧核和正中隆起等，这些核团的NA可能对垂体激素的分泌起调控作用。,（3）中脑：有中央灰质、中缝背核、上丘和下丘等，都有NA末梢的分布，它们参与痛觉的调制，尤其是中央灰质。,（4）脑干：NA纤维比较密集地支配内脏感觉和内脏运动有关的核团，如孤束核和迷走背核等。,（5）脊髓：从脑干下行的NA纤维与脊髓后角胶状质细胞构成平行的轴突-树突型突触，并支配侧角细胞和前角细胞的,和,运动神经元。脊髓的,NA下行通路对行使和调节交感神经的作用，如心血管和胃肠等功能，以及痛觉的调制均起重要作用。,81,（二）中枢肾上腺素能神经元通路,肾上腺素能系统的功能与血压、呼吸的调节及内分泌功能有关。,胞体定位：主要位于延髓，分为C1、C2和C3三个细胞群。,纤维投射：,1)上行投射：延髓、脑桥、中脑、下丘脑、丘脑等,2)下行投射：脊髓中间外侧核,（位于下橄榄复合体外侧）,（延髓背侧、第四脑室底的迷走背核、舌下N核和孤束核处，与A2相连续）,（延髓中缝的背侧和舌下神经起始部的内侧）,82,（三）去甲肾上腺素受体,1NA受体的分型,NA受体在体内能与肾上腺素、去甲肾上腺素、异丙肾上腺素等 CA类物质相结合。,受体,1,受体,2,受体,受体,亚型,1A,、,1B,、,1D,2A,、,2B,、,2C,1,、,2,、,3,G蛋白,Gq、Go,Gi,Gs,第二信使,IP,3,/DG,cAMP,cAMP,离子通道,K,+,通道关闭,K,+,通道开放，C,a,2+,通道关闭,C,a,2+,通道开放,83,2NA受体的信号转导,NA受体均为,G蛋白偶联受体,。激活NA受体，通过G蛋白的介导，与第二信使偶联，产生一系列的信号转导和生物效应。与NA受体相关的第二信使系统主要有,磷脂酰肌醇（PI）系统,和,腺苷酸环化酶（AC）系统,。,84,3.NA受体的分布及其效应,（1）外周NA受体,1,受体,2,受体,3,受体,型,型,1,受体,2,受体,85,1）受体,分布,1,受体,分布于肾上腺素能纤维所支配的,效应器细胞膜,上，主要定位于平滑肌；,2,受体,主要分布于肾上腺素能纤维末梢的,突触前膜,上。,效应,NA与,1,受体结合后产生的平滑肌效应主要是,兴奋性,的，包括血管收缩（尤其是皮肤、胃肠与肾脏等内脏血管）、子宫收缩和扩瞳肌收缩等;也有抑制性的效应，如使小肠平滑肌舒张。,NA与,2,受体对突触前NE的释放进行反馈调节。,阻断剂,酚妥拉明,可阻断,1,与,2,两种受体；,哌唑嗪,可阻断,1,受体；,育亨宾,可阻断,2,受体。,86,2）受体,分布,1,受体,主要分布于心脏组织；,2,受体,主要分布于平滑肌，包括支气管、胃肠道、子宫、膀胱逼尿肌以及血管（冠状动脉、骨骼肌血管等）等平滑肌；,3,受体,主要分布于脂肪组织。,效应,NA与,1,受体结合后产生,兴奋性效应,，使心脏活动加强；NA与,2,受体结合后其效应是,抑制性,的，使平滑肌的舒张。,阻断剂,普萘洛尔,对,1,和,2,受体均有阻断作用；,普拉洛尔,对,1,受体有阻断作用；,纳多洛尔,对,2,受体有阻断作用。,87,1,受体,：,包括血管收缩（尤其是皮肤、胃肠与肾脏等内脏血管）、子宫收缩和扩瞳肌收缩等；据报道，支气管平滑肌上也有,1,受体，其效应也是兴奋性的。,1,受体：,分布于心脏组织中，其作用是兴奋性的。,2,受体：,分布在平滑肌，其效应是抑制性的，促使支气管、胃肠道、子宫以及血管（冠状动脉、骨骼肌血管等）等平滑肌的舒张。,88,（2）中枢NA受体,1）中枢NA受体的分布,药理分型 ,1,2,结构分型,1A,1B,1D,2A,2B,2C,1,2,3,受体mRNA,分布,大脑皮层丘脑,中缝背核,松果体,脊髓,嗅球,海马,下橄榄,复合体,大脑皮层,脊髓,蓝斑,大脑皮层,丘脑下部,延髓,孤束核,脊髓,丘脑,(很少),嗅球,海马,纹状体,背根神经节,交感神经节,松果体,大脑皮层,嗅球大脑皮层,脂肪,组织,选择性,激动剂,A61603,-,-,oxymetazoline,-,-,Xameterol,Ro363,Proca-,ter01,BRI-,37344,选择性,拮抗剂,KMD,3213,spiperone,Bwy7378,-,ARC239,哌唑嗪,ARC239,哌唑嗪,CGP20712A,betax0101,ICII-,18551,SR59-,230A,bupra-,n0101,89,突触后NA受体,：在突触后，,1,受体的激动,作用通常引起,神经元兴奋,，其作用机制是由于,1,受体激动时，经,1,受体的信号转导，促使K,+,通道关闭，K,+,外流减少，从而引起,神经元的去极化,所致；而,2,受体激动,时，则K,+,通道开放，K,+,外流增加，导致神经元超极化而,产生抑制效应,。,2）中枢NA受体的激动效应,突触前NA受体：,与外周突触前NA受体的激动效应相似。,突触前,2,受体,起自身受体的作用，反馈性地,抑制NA的释放,。,2,受体激动时，通过G,i,蛋白介导，抑制细胞内cAMP的生成和蛋白激酶A的活性，从而抑制蛋白激酶A对N型Ca,2+,通道的磷酶化作用，引起Ca,2+,通道关闭，Ca,2+,内流减少。,突触前受体易化NA的释放,，该作用是通过G,S,蛋白的介导，增强cAMP调制的磷酸化过程，使Ca,2+,通过开放所致。,90,（四）NA的生理功能,NA是外周传出神经系统的重要神经递质，与外周受体结合后产生其生理学效应。,1.NA在外周的功能,91,凡能释放NE作为递质的神经纤维，称为肾上腺素能纤维。,包 括：,大部分交感神经节后纤维,包 括：交感神经兴奋效应。,92,2.NA在中枢的功能,中枢NA能神经元胞体主要集中在,延髓,和,脑桥,，按其纤维投射不同的途径分为,NA能上行投射系统,与,NA能下行投射系统,。该系统参与机体,学习与记忆、觉醒与睡眠、情绪、内脏功能、神经内分泌活动以及心血管活动与镇痛,等多种功能活动的调节。,93,（1）学习与记忆,NA对学习记忆有重要调节作用。目前认为，中枢NA递质系统是,学习记忆的加强系统,，能增强学习记忆保持过程。关于NA增强学习记忆的,作用机制,，可能是通过调节广泛脑区内的突触传入活动，增强环境中有意义的信息传入，抑制其他刺激传入的干扰，以加强对信息的“筛选”作用，提高注意力，促进信息的贮存和再现。,94,（2）觉醒与睡眠,NA对中枢神经元的作用，既有兴奋也有抑制效应。,NA的兴奋作用,主要表现在脑电和行为两个方面。电刺激NA能上行通路背束，可在实验动物引起脑电出现去极化的低幅快波，这一现象称为“脑电觉醒”。若损毁背束或使用受体拮抗剂，则动物的觉醒皮层电活动显著减少，慢波睡眠明显延长。提示NA能上行背束与紧张性激醒作用有关，即有助于维持中枢神经系统的觉醒状态。,NA对睡眠的影响，目前认为NA能神经元胞体集中的蓝斑中、后部是执行快波睡眠的神经结构。,95,（3）对心血管活动的调节,不同部位的NA能神经元对心血管活动的作用不同。,实验表明，电刺激NA能神经元密集的,脑桥蓝斑区,或化学刺激,下丘脑后区,等部位的受体，可引起交感活动增强，血压升高，心率加快。,激活,下丘脑前区、视前区、延髓腹外侧区（VLM）、孤束核（NTS）、脊髓,等部位的受体，可引起血压下降、心率减慢。,96,（4）在镇痛中的作用,实验表明，,脑内NA,主要通过,1,受体,拮抗吗啡镇痛与针刺镇痛,；但,脊髓内NA,则,加强吗啡镇痛和针刺镇痛,，且证明脊髓内NA的针刺镇痛效应是通过受体实现的。,（5）引起痛觉过敏,（6）参与调控体温,（7）参与调控下丘脑摄食中枢,97,三、多巴胺,（一）中枢DA神经通路,1.胞体定位：中脑黑质致密区（SNC）、中脑腹侧被盖区,（VTA）、下丘脑、脑室周围,2.纤维投射：,1)长轴上行性神经元：支配纹状体、边缘叶、大脑皮质等；,2)长轴下行性神经元：支配脊髓；,3)短轴神经元：起自下丘脑和视前区，支配第3脑室周围和,下丘脑垂体等；,4)超短轴神经元：位于嗅球和视网膜内。,98,99,长轴上行,性,神经元（A8-A10）：支配纹状体、边缘叶、大脑皮质等,100,1)长轴下行,性,神经元(A11)：支配脊髓；,2)短轴神经元(A1115)：起自下丘脑和视前区，支配第3,脑室周围和下丘脑垂体等；,3)超短轴神经元(A1617)：位于嗅球和视网膜内。,101,（二）多巴胺受体,1DA受体的分型,根据它们对,腺苷酸环化酶,（,AC）活力、G蛋白的不同影响及受体信号转导过程与特异性配体的不同，可分为D,1,和D,2,两种亚型。,分 型,D,1,家族,D,2,家族,D,1,D,5,D,2,D,3,D,4,受体mRNA,密集区,纹状体,伏隔核,嗅结节,海马,下丘脑,束旁核,纹状体,伏隔核,嗅结节,Celleia岛,伏隔核,嗅结节,额叶皮层,中脑、杏仁核,延髓,较少区,黑质网状部,苍白球,杏仁核,底丘脑,前额皮层,额叶皮层,纹状体,黑质致密部,垂体,大脑皮层,苍白球,丘脑、下丘脑,前庭小脑,纹状体,纹状体,选择性激动剂,SKF38393,-,（+）PHNO溴隐亭,PD128907,-,选择性拮抗剂,SCH23390,-,Sulpiride,nafadotride,L745870,102,2DA受体的信号转导,DA受体为,G蛋白偶联