突觸傳遞和突觸活動的調第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一課前回顧：動作電位第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一單個細胞

細胞間細胞水平第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸傳遞第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第一節神經肌肉接頭一、神經肌肉接頭的結構二、神經肌肉接頭的信號傳遞第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經動作電位可以從一個神經元傳遞到另一個神經元，或傳遞到肌細胞或腺細胞。這種傳遞是通過一種特殊的結構——突觸來實現的。突觸：（synapse）是一個神經元沖動傳到另一個神經元或傳遞另一個細胞間的相互接觸的結構。第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸有兩種類型：電突觸：允許離子電流從一個細胞直接流入另一個細胞。化學突觸：通過突觸前神經元釋放的化學遞質與突觸后細胞膜上的特異受體相互作用完成信息的傳遞。第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一圖

運動終板超微結構模式圖第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一圖

運動終板掃描電鏡像第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一、神經肌肉接頭的結構神經肌肉接頭neuromuscularjunction：運動神經元和骨骼肌纖維間的突觸，或稱為運動終板。人體的許多活動都是通過骨骼肌的收縮或舒張來完成的，神經肌肉接頭是連接神經電信號和骨骼肌收縮過程的中間橋梁第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經元：每一根無髓鞘終末

支配一根肌纖維第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一運動單位motorunit：同一根軸突的全部分支及其所支配的肌纖維。運動單位是肌肉收縮的功能單位，當一根軸突興奮時，可導致它所支配的全部肌纖維同步收縮。支配軀體背部肌肉的運動單位：200多條肌纖維維持軀體姿勢支配眼直肌的肌纖維很少：精確調節第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1、神經肌肉接頭的結構突觸前膜、突觸后膜：終板膜突觸間隙突觸膜與毗鄰的非突觸膜相比，明顯增厚，是特化的軸突膜及肌膜第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸前膜的胞質面，有致密物質堆積形成的具有一定幾何形排列的柵狀結構，稱為活動帶。是遞質釋放的特異位點。終板膜增厚更加明顯，向肌質側凹陷，形成許多皺褶（次級突觸間隙），開口于初級突觸間隙，從而增加了突觸厚膜的面積。第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一許多ACh受體分子集中分布在這些次級突觸間隙皺褶中。在突觸后膜的外表面存在一種酶，乙酰膽堿酯酶（AChE）：乙酰膽堿膽堿+乙酸突觸間隙與一般的細胞間隙相通，表明軸突與肌肉是分離的。第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸前終末內含有大量直徑約50nm的囊泡狀結構，為突觸囊泡（synapticvesicle）。這是突觸部位最具特征性的結構。囊泡內含有神經遞質乙酰膽堿（ACh），乙酰膽堿在突觸的胞質內合成，并由囊泡攝取和儲存。神經肌肉傳遞是由囊泡釋放ACh為中介完成第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經肌肉傳遞具有三個特征1、單向傳遞：興奮只能由神經纖維傳向肌纖維，即突觸前突觸后2、突觸延擱：興奮通過突觸的傳遞是極其緩慢的3、高敏感性：神經肌肉接頭易受許多物理、化學因素的影響，易產生疲勞。研究表明：興奮通過神經肌肉傳遞包含一系列化學因素和電學在內的復雜過程。與在單一神經纖維或肌纖維上傳導不同（局部電流）。第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二、神經肌肉接頭的信號傳遞1.神經肌肉接頭的信號傳遞過程2.神經肌肉傳遞信號的阻斷3.量子釋放第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1.神經肌肉接頭的信號傳遞過程支配骨骼肌的運動神經元的胞體位于腦干或脊髓高頻動作電位能夠運動神經元較粗的有髓鞘包裹的軸突到達所支配的肌肉，引起肌肉收縮。神經沖動通過軸突傳導至突觸前終末，然后在骨骼肌膜產生可向外傳導的動作電位，這是一個電信號化學信號電信號的復雜轉換過程。這一過程的闡明，是現代生理學研究的主要成果之一第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一運動神經元的神經沖動到達軸突終末，軸突終末膜迅速除極化，使電壓敏感的Ca2+通道開放。Ca2+平衡電位200mV，快速進入突觸前終末，軸突終末內Ca2+的濃度增加10000倍。Ca2+在遞質的釋放中起著偶聯因子的作用，進入膜內，激活了鈣依賴蛋白激酶，使突觸內泡囊向突觸前膜移動，并與質膜融合，釋放Ach到突觸間隙中Ach與終板膜上的Ach受體結合，瞬間改變了終板膜對Na+

和K+

的通透性，各沿自身的電化學梯度滲透過離子通道流動。由于Na+

的電化學梯度遠遠大于K+

，進入終板膜的Na數量遠遠超過K，使終板膜除極化。第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一在終板膜上產生的這種瞬時除極化電位稱為終板電位（EPP）。終板電位發生的速度極快，僅僅持續2ms，這是由于乙酰膽堿被水解成膽堿+乙酸而失活。水解后的膽堿被重新攝入突觸前終末重新成為合成Ach的原料。興奮性突觸后電位：EPSP抑制性突觸后電位：IPSP第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一總結：神經肌肉傳遞事件過程動作電位達到突觸前運動神經終末突觸前膜對Ca2+通透性增加，Ca2+沿其化學梯度內流進入軸突終末Ca2+驅動Ach從突觸囊泡中釋放到突觸間隙中Ach與終板膜上的Ach受體結合，增加了終板膜對Na+和K+的通透性進入終板膜Na+的數量超過流出終板膜K+的數量，使終板膜除極化，產生EPP，EPP使臨近的肌膜除極化至閾電位，引發動作電位并沿肌膜向外擴布。第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2.神經肌肉傳遞信號的阻斷神經肌肉間的信號傳遞能夠被藥物阻斷，或者在某些病理情況下被阻斷。受體競爭性抑制：Ach受體與其他分子結合，以致Ach不能再與其結合，引起離子通道不能開放。如：箭毒與煙堿型Ach受體結合力極強。除極化阻滯：一些物質抑制乙酰膽堿酯酶AChE，使其不能水解Ach，可阻斷肌肉神經間的傳遞。終板膜和鄰近的肌膜持續處于除極化狀態，離子通道始終開放，電壓門控Na通道不能被重新激活，因而不能產生動作電位。如：毒扁豆堿阻斷神經終末釋放Ach：一些細菌產生的生物毒素類物質，如：肉桿毒素可與Ach突觸囊泡結合，并與神經終末的質膜結合。第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3.量子釋放1951年，Fatt和Katz觀察發現，未受刺激的肌細胞膜存在一種自發的小的除極化電變化，電壓在0.1到1mV之間波動，這種來自終板區的電位稱為微小終板電位（MEPP）。第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一包含在一個囊泡中的Ach的數量，稱為量子。這種ACH以囊泡為單位進行的釋放，稱為量子釋放。一個MEPP是一個Ach囊泡自發釋放引起，因此，終板電位由量子單位組成，每一個單位相當于一個微小終板電位。終板電位是MEPP的整數倍。100到200個囊泡60mV第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第二節神經元突觸一、電突觸二、化學突觸三、突觸的活動四、突觸活動的調節第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經元突觸：神經元間形成的突觸，廣泛存在于中樞神經系統中。通過神經元突觸，腦中所有神經元相互連接起來，形成了神經系統的復雜通訊網絡。神經元突觸都有特殊的信號輸入和輸出結構，突觸前細胞和突觸后細胞。分為兩類：電突觸化學突觸第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一、電突觸電突觸的結構基礎為縫隙連接（gapjunction）。連接蛋白：由6個連接蛋白單體形成的同源六聚體，兩側膜上連接蛋白對接，形成一個六角形親水性通道，允許水溶性分子和離子通過。電流傳播，無突觸前后膜之分，電突觸可雙向傳遞電信號。神經細胞和非神經細胞中，均普遍存在電突觸。第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二、化學突觸結構與神經肌肉接頭相似，神經元間的突觸也是由突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜三部分組成。神經元的軸突末梢分支膨大成小球狀，稱為突觸小體（synapticknob），突觸囊泡活性帶突觸后致密帶第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一化學突觸信號傳遞過程，與神經肌肉接頭類似第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經元突觸連接方式神經元分胞體、軸突、樹突三個主要部分軸突——樹突型突觸軸突——胞體型突觸軸突——軸突型突觸低等動物中，神經元之間任何一部分都可以彼此形成突觸。第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一依對下一個神經元的功能影響的不同，突觸被分為兩大類：興奮性突觸：使突觸后神經元興奮抑制性突觸：使突觸后神經元抑制第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三、突觸的活動突觸前神經元釋放的遞質與突觸后膜受體結合后，使后膜對某些離子的通透性發生了改變，膜電位：或者發生除極化（興奮），或者發生超極化（抑制）。由突觸活動引起的突觸后膜產生的局部電位變化成為突觸后電位。興奮性突觸后電位：EPSP抑制性突觸后電位：IPSP第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸輸入的總和一般來說，與神經元胞體形成的突觸多是抑制性突觸，而與神經元樹突形成的突觸主要是興奮性突觸。任何一個神經細胞膜表面可能會形成數千個突觸，其中有數百個可能同時處于激活或失活狀態，因此，在任一時刻，突觸后神經元的膜電位將由這數百個突觸后電位的共同作用所決定。這些突觸后電位中，既包括IPSP，又包括EPSP。一個突觸后細胞可同時與幾個突觸前細胞分別連成興奮性和抑制性兩種突觸。這兩種突觸的作用可以互相抵消。如果抑制性突觸發生作用，那就需要更強的興奮性刺激才能使突觸后細胞興奮。第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一時間總和：不同時間產生的輸入信號到達同一細胞，引起細胞興奮或興奮性改變的現象。空間總和：來源不同的輸入信號在同一時間到達同一細胞，引起細胞興奮或興奮性改變的現象。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一四、突觸活動的調節（一）突觸前活動的調節1.突觸前抑制2.突觸前易化（二）突觸后抑制1.傳入側支性抑制2.回返性抑制第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸前抑制：通過突觸前軸突末梢興奮而抑制另一個突觸前膜的遞質釋放，從而使突觸后神經元呈現出抑制效應。突觸前抑制是通過軸突——軸突型突觸的活動而產生的。第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一當一個突觸前軸突末梢被反復刺激，突觸后的反應將可能會隨每次刺激而增大，這種現象稱為易化。突觸前易化：突觸前作用的效應取決于突觸前終末釋放遞質的種類，及遞質作用在神經元上的受體的類型。如果它增加了遞質釋放的數量，則稱為突觸前易化。突觸前沖動頻率強直后增強：增加了胞內Ca2+的水平，進而增加了遞質釋放的數量。反復刺激長時程增強：突觸前較多數量的遞質釋放、突觸后受體對遞質結合的敏感度增加。與記憶有關。第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸后抑制突觸后抑制：抑制性中間神經元，興奮時，其末梢釋放抑制性遞質，在突觸后膜出現抑制性突觸后電位，導致突觸后神經元呈現抑制性效應。兩種類型：傳入側支性抑制回返性抑制第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一突觸傳遞特征單向傳遞突觸延擱突觸活動的可塑性調節對內環境變化的敏感性第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第三節神經遞質和神經調質一、神經遞質和神經調質的一般性質二、神經活動肽三、神經遞質及其受體神經遞質：在化學突觸傳遞中擔當信使的特定化學物質。在神經終末釋放并發揮作用。神經調質：可調節神經遞質釋放和突觸反應的化學信使。在非突觸區作用。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一、神經遞質和神經調質的一般性質神經遞質的作用：通過與受體的作用直接引起突觸后細胞的興奮或抑制。大多數經典神經遞質是一些小的快速活動的分子，它們在軸突末梢的胞質中合成并包裝到突觸泡囊中，這些化學信使主要是氨基酸及其相關成分。第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一確認是否是神經遞質或候選神經遞質

必須滿足以下條件突觸前神經元含有并能合成這種物質給予適當的刺激后可被突觸前神經元釋放將此物質電泳到突觸后膜中能模擬刺激突觸前神經元產生的作用突觸前刺激和微電泳這種物質能夠被藥物以相同方式所改變。突觸前細胞含有生物合成這種物質的酶或者重新吸收這種物質的轉運載體，突觸后膜上存在與之相互作用的特異受體。第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經調質神經調質是由2-40個氨基酸組成的一些大分子，又稱為神經肽。在胞體的內質網和高爾基體中合成，通過軸漿運輸至軸突末梢。貯存在有致密核心的囊泡內，可與神經遞質共同釋放。釋放后以極低的濃度向周圍擴散，可作用到相鄰的神經元。第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經調質作用在非突觸區的神經受體上，對突觸前或突觸后區均能發揮作用。神經調質的主要功能：修飾突觸后神經元對特殊遞質的反應，放大或削弱突觸活動的效力。

通過改變遞質在突觸前細胞的合成、釋放、或重新吸收，或改變遞質的代謝過程來影響突觸活動。第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經調質不引起EPSP和IPSP的形成，而是通常引起突觸興奮或抑制的長時程的變化。常通過G蛋白偶聯的第二信使，引起神經元代謝過程的變化，這種變化可以持續幾分鐘、幾小時甚至數天。包括改變酶的活動、影響DNA的轉錄和蛋白質的合成。第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經遞質的作用是一種快速的細胞通訊活動。神經調質則涉及學習、發育、動機，甚至感覺和運動活動等持續時間較長的事件。第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一表4-1經典神經遞質和神經調質的比較表4-2神經遞質與神經調質共存于同一神經末梢舉例第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二、神經活動肽神經肽是泛指存在于神經組織并參與神經系統功能作用的內源性活性物質,是一類特殊的信息物質。特點是含量低、活性高、作用廣泛而又復雜,可產生興奮或抑制效應，在體內調節多種多樣的生理功能,如痛覺、睡眠、情緒、學習與記憶乃至神經系統本身的分化和發育都受神經肽的調節表4-3神經肽的分類第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經肽可作為激素、神經遞質或神經調質發揮作用。神經肽的釋放點位于遠離突觸活動帶或突觸間隙的地方。低頻刺激局部提高Ca2+的水平：神經遞質釋放高頻刺激大范圍提高Ca2+水平：神經遞質和神經肽共同釋放第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三、神經遞質及其受體神經遞質的功能由突觸后受體的類型所決定，而不是由遞質本身決定。受體receptor：指位于細胞膜或細胞內的能與某些化學物質發生特異性結合并誘發效應的特殊蛋白質分子。位于細胞膜上的受體通常是帶有糖鏈的跨膜蛋白。乙酰膽堿門控通道、G蛋白偶聯受體第56頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（一）受體的一般特征受體的配體：能與受體發生特異性結合的物質。包括受體的激動劑：能與受體結