1、信息传导与动作电位,神经元是高度特化的细胞，是神经系统的基本结构和功能单位，其主要功能是接受、整合和传递信息。 神经系统信号的传递都通过电或者化学信号，其中电信号对于信息的快速及长距离传播具有重要意义。 所有的电信号（受体电位、突触电位、动作电位）都是通过膜两侧的离子浓度变化来实现的，离子进入或者流出细胞导致细胞偏离其静息状态。,膜电位 (membrane potential),膜电位通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差。 生物细胞被以半透性细胞膜，而膜两边呈现的生物电位就是这种电位，平常把细胞内外的电位差叫膜电位。 神经细胞的膜电位主要表现为细胞在安静状态下所具有的静息电位和细胞在受到刺
2、激时产生的动作电位。,静息电位是指细胞在安静时，存在于膜内外的电位差。 形成机制： 1902年Bemstein提出了关于静息电位的学说，指出该电位差来自胞膜对K+的选择通透性和跨膜的K+浓度差。（早期假说） 神经元膜的两侧存在跨膜离子浓度差 神经元膜是离子扩散的障碍物 膜中的离子通道为离子跨膜流动提供孔道 离子跨膜浓度差与膜电位,静息电位(resting potential，RP),在胞膜中存在着被称为Na+ -K+泵 (Na+ -K+ pump) 的离子通道，由它们不断地逆着电化学梯度将Na +泵到胞外，再将K+带入胞内。,高钾低钠,高钠低钾,哺乳动物神经元细胞内外离子浓度和平衡电位,神经元
3、细胞处于相对安静状态时，细胞膜内、外存在的电位差，细胞内电位约-65mV，接近于K+的平衡电位-80mv，此种状态称极化。静息电位增大称超极化；减小称去极化；去极化至零或变为正值则称反极化；去极化后再恢复至静息电位称复极化。,静息电位应主要由K+、Na+、Cl-三种离子的平衡电位决定,动作电位(action potential，AP),在静息电位的基础上，神经细胞受到适当刺激时，其膜电位会发生可扩布的改变。当刺激强度达到阈值时，会产生一个不衰减的“全或无”式的沿神经纤维传导的神经冲动，称为动作电位。阈电位（threshold）：能引起动作电位的最小刺激强度,动作电位产生的机制,动作电位产生与细
4、胞膜的通透性及离子转运有关：去极化过程：当细胞受刺激而兴奋时，膜对Na+通透性增大，对K+通透性减小，胞外的Na+内流形成了的电-化学平衡电位。复极化过程：当细胞膜去极到峰值时，细胞膜的Na+通道迅速关闭，而对K+的通透性增大，细胞内的K+外流，导致膜内负电位增大，直至恢复到静息时的数值。可兴奋细胞每发生一次动作电位，激活了Na+-K+依赖式 ATP酶即Na+-K+泵，将胞内多余的Na+泵出胞外，同时把胞外K+泵进胞内，以恢复静息状态的离子分布，保持细胞的正常兴奋性。动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。,阈值(threshold): 足够多的钠通道的开放使钠离子通透性大于钾离子 上升相（risin
5、g phase)：钠通道完全开放，钠离子迅速进入胞内 超射（Overshoot）：趋向于钠平衡电位 下降相(falling phase)：钠通道失活，钾通道开放增加 回射（后超级化，undershoot)：接近于钾平衡电位绝对不应期(absolute refractory period)：钠通道失活，不能被激活相对不应期(relative refractory period)：超极化状态,小结动作电位特征的形成原因:,对于神经元而言，多个局部电流经过空间和时间上的整合，超过阈值（阈电位），将引发动作电位。 动作电位发放频率、大小，是神经系统信息编码的基本形式。,人工智能：解码神经系统信息编码,
6、全或无式脉冲反应 不减衰传导 绝对不应期和相对不应期 主要生理功能： 作为快速而长距离地传导的电信号 调控神经递质的释放、肌肉的收缩和腺体的分泌等,动作电位的特征,有髓纤维动作电位的传导,神经纤维传导的特征,完整性：神经纤维在结构和功能上必须完整，如果神经纤维被切断或局部受麻醉药作用丧失了完整性，局部电流不能很好通过断口或麻醉区就会发生传导阻滞。 绝缘性：一条神经干中包含着许多条神经纤维，但由于局部电流主要在一条纤维上构成回路，加上各纤维之间存在结缔组织，因此每条纤维传导冲动时基本上互不干扰。 相对不疲劳性：耗能小。,有髓神经纤维兴奋传导呈跳跃式。髓鞘越厚，结间体越长，传导速度越快。而无髓纤维
7、传导速度则慢得多。 轴突直径 v= d1/2 v(m/s)=6d(um) 温度的高低，温度低则传导速度慢。 测定传导速度有助于诊断神经纤维的疾患和估计神经损伤的预后。,决定神经纤维传导速度的因素,突触 Synapse,刺激 感觉末梢离子通道开放 膜去极化 动作电位 信息传给其它神经元 信号处理 发布指令,1897年，英国的生理学家Charles Sherrington 提出突触（synapse)的概念，将在突触处发生的信息传递过程称为突触传递（synaptic transmission）。每个神经元有很多突触，如大脑皮质锥体细胞约有3万个突触，小脑中有的细胞多达20万个突触。成千上万的神经元通
8、过突触组构成不同水平的多级神经元环路，进行细胞间的信息传递。,广义的突触：不仅指两个神经元之间的功能性接触，亦包括神经元与效应器或感受细胞，以及与胶质细胞之间的功能性接触；是神经元回路的组成单位，是不同信息加工的关键环节；其功能是进行神经冲动的传递、情报的整合和信息的处理。,现代的突触定义：两个神经元之间、神经元与感受细胞/效应细胞之间、同一个神经元的突起之间的结构上特化的机能联系部位。突触标准：解剖上的实体；独特的生化组成；有特殊的功能；有多个控制位点。,电突触通过缝隙连接，借离子流（局部电流）为媒介构成电信号的直接传递。主要见于无脊椎动物，在脊椎动物大脑内，心肌和平滑肌细胞间也存在这种突触
9、。 化学性突触借化学递质媒介进行信息传递。根据其递质又可分为乙酰胆碱能、多巴胺能、谷氨酸能、GABA能突触等。 混合性突触在两个神经元之间的突触面上，可有化学传递和电传递两种结构并存，称为混合性突触（mixed synapse）。,突触的分类,1. 根据突触结构和传递机制分类：,轴树突触：最常见，可以是轴突与树突干或树突棘相突触，多为不对称型，据认为是兴奋性突触。轴体突触：可为对称型或不对称型，但以对称型为多轴轴突触：多在轴丘处或轴突起始处或轴突末梢部，大多具有突触前抑制作用。另外还有树树突触、体树突触、体体突触、树体突触、体轴突触、树轴突触，这些突触多为电传递，可能有修饰神经环路中的传入冲动
10、，并起相当复杂的调制作用。,按照神经元接触的部位分类,兴奋性突触突触前膜释放的是兴奋性神经递质，引起突触后膜呈现兴奋性（膜的去极化）抑制性突触突触前膜释放的是抑制性神经递质，引起突触后膜发生抑制性变化。,根据突触生理作用分类：,Gray氏1型（非对称型）往往是兴奋性的，如谷氨酸能突触。突触小泡以圆形为主，其突触前致密带（活性带）明显，突触间隙较宽，突触后膜致密。Gray氏2型（对称型）往往是抑制性的，如GABA能突触，其突触前致密带不明显，突触间隙较窄，突触后膜较薄，突触小泡以扁平形为主。,根据突触前后膜的特征分类：,串联式突触类似于电路中的串联一样 交互式突触同一个突触有两个传递方向相反的的
11、活动点，互为突触的前后膜，如绣球僧帽细胞和颗粒细胞之间的突触。,根据突触排列方式分类：,并联式突触两个或两个以上的突触前成分同时作用于突触后膜上。,(1)包围式突触：一个轴突末梢的许多分支密集地贴附在另一神经元的胞体上，这种结合形式使兴奋易于总合，相当于轴突-胞体突触。(2)依傍式突触：一个神经元的轴突末梢分支与另一神经元的树突或胞体的某一点相接触，这一结合形式起易化作用，相当于轴突-树突突触或轴突-胞体突触。,根据突触结合形式分类,连接子,突 触 结 构,1. 概念：神经元膜紧密接 触的部位，是一种电传递 2. 结构基础：缝隙连接（gap junction)。由突触前膜、突触后膜和突触间隙组
12、成；突触间隙极窄，约2-4nm左右；突触前、后膜的构造完全相等，无增厚，紧相贴附，突触前膜无突触囊泡电信号的传递是通过连接子通道进行,电突触（Electrical synapse）,化学性突触 （chemical synapses）,是哺乳动物神经组织信息传递的主要形式，由突触前成分、突触后成分和突触间隙所构成，呈单向性传导。突触前后膜厚约7.5nm。,a.CNS中的兴奋性突触 b. PNS中的一个突触,突 触 传 递,是指经典的化学突触传递过程，可简单概括为3部分：突触前神经轴突末梢的电信号转化为化学信号化学物质到达突触后神经元突触后神经元将化学信号转化为电信号,电-化学-电传递,突触前神经
13、元兴奋 突触前膜去极化Ca2+通道开放细胞外Ca 2+内流突触囊泡向突触前膜靠近和融合突触小泡释放神经递质突触后膜受体与递质相互作用后膜离子通道开放或关闭突触后膜去极化或超级化突触后电位多余递质失活突触囊泡返回质膜,经典突触传递过程,单向传递：兴奋只能从突触前神经末梢传向突触后神经元而不能逆向传递。 突触延搁：兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导慢，约需0.5ms。 总和：通常兴奋性突触每兴奋一次不足以触发突触后神经元兴奋，而需同时传来一连串兴奋或许多突触前神经末梢同时传来兴奋。 对内环境变化敏感性：缺氧、CO2增加或酸碱度改变都可以改变突触部位的传递活动。 对某些药物敏感：突触后膜的受体对
14、神经递质非常敏感，因而某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或增强突触的传递。,经典突触传递特点,突触的整合功能,CNS内的突触传递的复杂性：中枢神经元的各个部位每时每刻都接受着不同性质、不同强度突触传入活动的影响，在神经元上产生幅度大小不一、持续时间不一的局部电流。突触整合：神经元将各种传入冲动引起的突触后反应进行时间和空间的总和，最终决定是否输出动作电位的过程称为突触整合。突触整合的本质：突触处被激活的电导和离子流的对抗；脑的最基本的功能活动的本质就是进行突触整合。,突触整合的简单形式：是总和，包括时间总和和空间总和。前者指某一突触连续活动时，相继产生的多个突触后电位进行的叠加过程
15、；后者指几个相邻突触同时活动时产生的多个突触后电位的叠加过程。当总趋势为超极化时，突触后神经元表现为抑制；当突触后膜去极化时， 则神经元的兴奋性升高，如去极化达阈电位，即可爆发动作电位。突触整合的关键部位：轴突起始段，此处是动作电位的触发区，其细胞膜具有高密度的电压门控钠通道，阈电位较其它部位低。,与突触有关的疾病,1重症肌无力：重症肌无力是神经肌肉接头处传递障碍的慢性疾病，也就是说支配肌肉收缩的神经在多种病因的影响下，不能将“信号”正常传递到肌肉，使肌肉丧失了收缩功能，所以临床上就出现了眼睑下垂、复视、斜视，表情肌和咀嚼肌无力表现为表情淡漠、不能鼓腮吹气等，延髓肌无力则出现语言不利、伸舌不灵
16、、进食困难、饮食呛咳等。问题出在突触后，递质与受体结合受阻。,2突触前神经肌接头阻断突触前存在电压门控钙离子通道抗体，致钙离子内流减少，递质释放受阻。使用免疫抑制剂往往使症状得到缓解。问题出在突触前。,神经信息物质的分类,神经递质神经调质神经肽神经受体神经营养因子神经蛋白,神经递质(Neurotransmitter),在神经信息物质中，常把那些由突触前神经元合成、释放，与受体结合时能导致快速的突触后电位产生的化学活性物质称为神经递质。神经系统实现突触传递的化学信息物质称为递质。,概念,确定神经递质的主要条件,在突触前神经元中合成，有合成递质的前体和酶系统。 递质存在于突触小泡内，受到适宜刺激时
17、，能从突触前神经元释放出来。通过突触间隙，与突触后膜上的受体结合并产生一定的生理效应。 存在使该递质失活的酶或其他失活方式(如重摄取)，以便其在发挥上述效应后作用迅速终止，从而保证突触传递的高度灵活。 有特异的受体激动剂和拮抗剂。,胆碱类 乙酰胆碱 Ach，单胺类（1）儿茶酚胺 catecholamine, CAa 去甲肾上腺素 (NE或NA)b 多巴胺 (DA)c 肾上腺素(E 或A)（2）吲哚胺（ indoleamine , IA）5-羟色胺（5-HT, 又称serotonin 血清紧张素）既可抑制也可兴奋（决定于突触后膜的受体）氨基酸类（1）抑制性氨基酸类：-氨基丁酸，甘氨酸（2）兴奋性
18、氨基酸类：谷氨酸，天冬氨酸神经肽：神经激素肽、阿片肽、脑肠肽等嘌呤类：ATP其他神经递质：NO（内皮源性舒张因子），CO、内源性大麻素等，弥散,递质的类型,在中枢，有多种神经递质分布 在外周，主要神经递质为Ach和NEAch:交感和副交感神经的节前纤维、副交感神经节后纤维、部分交感神经节后纤维（汗腺、骨骼肌）和躯体运动神经的神经末梢都释放Ach。释放Ach的神经元称为胆碱能神经元NE:大部分交感神经节后纤维（除汗腺、骨骼肌）的神经末梢释放NE。释放NE的神经元称为去甲肾上腺素能神经元。,神经递质的分布,神经递质合成、释放和灭活,（1） 神经递质的合成合成场所：在神经细胞体内合成的。 合成的先决
19、条件（之一）：细胞中是否存在合成这种神经递质的酶系及原材料。（胆碱 +乙酰辅酶A 胆碱乙酰基移位酶 乙酰胆碱 ）（2）神经递质的释放 首先是神经动作电位到达神经终末，引起Ca2+流入突触前膜；Ca2+ 的流入促进突触小泡向突触前膜移动并与之融合，随后小泡破裂，神经递质释放到突触间隙(此过程为胞吐)。（3）神经递质的失活 由特异的酶直接分解； 被细胞间液稀释后，进入血液循环带到一定场所分解失活； 被突触前膜吸收后再利用。 不同类型的神经递质采用不同的方式失活，可能是上 面的一种、两种或三种并用。,神经调质(Neuromodulater),本身不具有递质活性，大多与G蛋白耦联的受体结合后诱发突触前
20、或突触后电位，不直接引起突触后生物学效应，但能调制神经递质在突触前的释放及突触后细胞的兴奋性，调制突触后细胞对递质的反应，如信息传递的效率、反应强度等的化学活性物质称为神经调质，如某些肽类、细胞因子、金属离子、气体类等。,概念,神经调质的主要特征,（1）可由神经细胞、胶质细胞或其他分泌细胞释放，对递质起调节作用；（2）不直接传递神经信息，而是调节神经信息传递过程的效率和速率，其发生作用的距离比神经递质大，但其化学组成和结构可能与同类神经递质相同，也可能与神经递质完全不同。（3）调节递质在突触前的释放及其基础活动水平；（4）影响突触后细胞对递质的反应性，对递质的效应起调制作用。,突触前调节：直接
21、影响突触前囊泡的递质释放量；影响细胞内某些酶的作用而影响递质的合成、代谢等基础活动；突触后调节：改变突触后膜电位，影响去极化的幅度或阈值；影响受体的变构效应：改变受体的敏感性，改变膜内外离子运转的速度等，从而抑制或易化突触传递；改变递质的作用效果：如使兴奋性递质变为抑制性或使抑制性递质转变为兴奋性。,神经调质调节突触传递的方式,4. 神经递质和调质的区分,二者无严格区分： 神经递质膜受体离子通道开放产生兴奋或抑制效应的化学物质； 神经调质膜受体第二信使膜兴奋性或其它递质释放发生改变。二者的区分是相对的。比如有些神经调节物质既能起递质的作用又能起调质的作用，关键在于它们与何种受体类型或亚型相结合
22、。如乙酰胆碱与N-型受体结合时，引起快速的兴奋性突触后电位(EPSP)，起递质作用；而与M-型受体结合时，引起缓慢突触后电位和其它促代谢作用，起调质作用。,神经肽（Neuropeptides）,概念：神经肽是生物体内的一类生物活性多肽, 大多分布于神经组织, 也可存在于其它组织, 按其分布不同分别起递质(transmitter)、调质(modulator)或激素(hormone) 的作用。 特点：含量低、活性高、作用广泛而又复杂，可以多种方式，如递质传递或旁分泌或神经内分泌等起调节作用。 功能：在体内调节多种多样的生理功能,如痛觉、睡眠、情绪、学习与记忆乃至神经系统本身的分化和发育都受神经肽的
23、调节。,神经肽概念,神经肽分类,神经肽按发现部位进行分类,神经肽的合成和代谢,（1）生物合成：神经肽是在特定的细胞内合成的, 首先在胞体由其基因转录成mRNA, 然后再翻译成无活性的前体蛋白, 装入囊泡经轴浆运输至神经末梢，在转运的过程中经酶切、修饰等加工成有活性的神经肽。 （2）释放：中枢神经系统神经肽与经典递质的释放相似,电刺激或高钾引起的去极化都可使神经肽释放。但在外周神经系统中, 高频电刺激才可使神经肽释放, 而单个或低频电刺激即可引起神经递质的释放。 （3）失活：神经肽的主要失活方式是酶促降解，一般无重摄取机制。神经肽可经氨肽酶、羧肽酶和一些内肽酶的作用而失活。,神经肽作用方式,1.
24、神经内分泌方式：如催产素OT、血管升压素VP 以及下丘脑释放激素, 如TRH、CRH、GnRH 等。 2.神经递质传递方式：神经肽从神经末梢释放后, 通过突触后间隙作用于突触后膜上的受体, 使突触后神经元或靶细胞发生兴奋或抑制。如P物质 就是痛觉传入的初级 感觉神经纤维的递质。 3.神经调质的作用方式：神经肽的多数作用是作为调质( modulator ) 对靶细胞发挥作用。 4.其他方式神经营养作用：-MSH、ACTH 及ACTH 的片段可促进神经突起的生长。肌肉营养作用：如CGRP 可能就有肌肉营养作用。神经肽对免疫细胞可能具有细胞因子样的作用：如阿片肽、SP、LHRH 等。,神经肽和神经递
25、质的主要区别,经典神经递质 神经肽 分子量 小（100数百） 大（数百数千） 含量 10-910-10 mol/mg 10-12-10-15 mol/mg 囊泡 小，透亮（30-50nm） 大，致密（80-100nm） 合成 胞体和末梢 胞体 释放 低频刺激、快 高频、比前者慢 失活 重摄取、酶解、弥散 酶促降解 功能 迅速而准确 缓慢而持久,神经受体（neuroreceptor）,受体（receptor)：位于细胞膜或细胞内能与某些化学物质（如递质、调质、激素等）发生高亲和力地特异性结合并诱发生物学效应的细胞蛋白质。神经元上的受体称为神经受体。 激动剂（agonist)：能与受体发生特异性结
26、合并产生生物效应的化学物质。 拮抗剂（antagonist）：与受体发生特异性结合，拮抗递质或调质进而阻断其作用的化学物质。 配体（ligand）：能与受体结合的物质统称为配体（激动剂、拮抗剂及神经递质、神经调质、激素等）。,概念,神经受体的特性,（1）与配体结合具有：相对特异性，饱和性，可逆性。 （2）受体有亚型：对每个配体来说，有数个亚型。同一个配体在与不同亚型受体结合后，可产生多样化效应。 （3）受体存在部位：受体不仅存在于突触后膜，而且存在于前膜。大多数前膜受体与配体结合后，其作用是抑制前膜递质的进一步释放，如NE作用于前膜2受体可抑制NE的释放。少数突触前受体能易化递质释放。,神经受
27、体分类,神经营养因子（neurokines）,是指能促进神经元生长、存活、分化及维持其功能的化学活性物质，包括神经营养因子、神经抑制因子和细胞因子等，如NGF、BDNF、FGF、IL。,神经蛋白（neuroproteins）,指存在于神经系统的神经特异性蛋白质，如突触蛋白（synapsin）、3,5-磷酸腺苷-调节蛋白32（DARPP-32)、钙调蛋白（CaM）等，常与神经细胞正常功能的产生和维持有关。,递 质 共 存 (neurotransmitter co-existence),一个神经元内只存在一种递质，其全部末梢只释放同一种递质。（早期观点）,1.戴尔原则(Dale principle
28、)：,2. 递质共存概念,研究表明, 两种或两种以上的递质/调质共存于同一神经元的现象可能是带有普遍性的规律。递质共存是指一个神经元同时含有两种或两种以上的神经递质或调质，两个神经元之间存在多种化学传递的现象。,经典递质与经典递质共存，如交感神经节后纤维内Ach与NA共存，延髓中缝核内5-HT与GABA共存等；经典递质与神经肽共存，如中脑黑质区DA与CCK共存，在交感神经系统及某些脑区NA与NPY共存等；神经肽与神经肽共存，如下丘脑室旁核小细胞部内血管升压素VP与CRH共存，大细胞部内催产素OT与CCK共存等。多种神经调节物共存及相互作用使神经调节的形式更加多样化。一个神经元释放两种或两种以上
29、的神经调节物、可以使神经调节的范围更为扩大，更加精确。,3. 递质共存的形式,共存递质作用于突触后同一类受体上，如中枢某些神经元分泌多种脑啡呔或其他阿片肽作用于突触后的同一类受体；突触前释放的共存递质分别作用于不同靶细胞或同一突触后神经元上的不同受体，如含速激肽的神经元释放的P物质和K物质，常分别作用于突触后的P物质受体和K物质受体；一种调质调制另一个神经递质引起的效应，调制的环节可以在突触间隙，也可以在突触后膜的受体，还可以在受体介导的第二信使或离子通道，其调制可以起加强作用，也可以起减弱作用，这种调节方式很常见，也是复杂、精细和最重要的调节方式，如副交感神经节后神经元释放的ACh和血管活性
30、肠肽(VIP)，其中VIP把胆碱受体对ACh亲和力提高5个数量级。,共存递质/调质的作用方式,递质共存的的生理意义,1突触后相互调节作用 共存的递质和神经肽共同释放(corelease)后，共同传递(cotransmitter)信息。两者分别作用于突触后，起相互协同或拮抗作用，以有效地调节细胞或器官的功能。 2. 突触前相互调节作用 共存的递质和神经肽释放后，可在突触前相互调节神经末梢的释放。 3. 多种神经递质和调质及其共存可以使神经传递和调节的形式更加多样化。释放出的几种信息物质可以互相补充，互相制约，主递质、辅递质或调质各司所长，互相配合，使神经调节更加精确，更臻完善，以适应高等动物包括
31、精神活动、行为在内的复杂功能调节的不同需要。,神经递质在CNS的分布与功能,皮质、小脑等,以ACh为递质的神经元称为胆碱能神经元(cholinergic neuron)。中枢胆碱能神经系统是中枢胆碱能神经元及其纤维投射分布的部位，Ach是中枢胆碱能神经系统的一种重要递质，参与学习和记忆、运动等相关的生理活动。胆碱能神经元在中枢分布极为广泛，脑内胆碱能神经元分为两类：局部环路神经元和投射神经元。 1. 局部环路神经元 ： 特点：在核团内组成局部环路，不向核外发出投射纤维，属中间神经元。 分布：纹状体、伏隔核、嗅结节、大脑皮质层和海马。 功能：纹状体的胆碱能神经元参与黑质-纹状体多巴胺系统对运动的
32、调节。,一、乙酰胆碱(Acetylcholine, Ach),2. 胆碱能投射神经元,主要分布于基底前脑和脑干，向其他脑区发出投射纤维，分别形成基底前脑胆碱能系统和脑干胆碱能系统。（1）基底前脑胆碱能系统： 分布：胞体位于隔内侧核（Ch1细胞群）、斜角带（Ch2， Ch3）、苍白球腹侧Meynert基底核（Ch4）。投射通路： 隔内侧核、斜角-海马通路隔区、视前区-内侧缰核、中脑脚间核通路 斜角带-杏仁核复合体通路 Meynert基底核-大脑皮质通路功能：基底核和斜角带投射到感觉皮质和边缘皮质，参与情绪状态的影响和感觉输入的皮质整合；隔内侧核和斜角带投射到海马则与学习和记忆功能有关。,The
33、distribution in the human brain of neurons and their projections (arrows) containing Acetylcholine,隔内侧核、斜角-海马通路,Meynert基底核-大脑皮质通路,（2）脑干胆碱能系统,分布：胞体位于脑桥被盖核（Ch5）、背外侧被盖核（Ch6）、内侧缰核（Ch7）、二叠体旁核（Ch8）投射通路及功能：脑桥被盖核和背外侧被盖核的纤维分背、腹束，向头端投射至丘脑、下丘脑、苍白球和尾壳核。与其它纤维组成上行网状激活系统，引起警觉和觉醒；内侧缰核和二叠体旁核则分别投射至脚间核和上丘。3. 延髓中的胆碱能N元
34、：参与脑干对躯体运动和内脏运动的调节。4.脊髓中的胆碱能N元：,1. 胞体定位主要集中在延髓和脑桥，Fuxe等将之分为A1A7等7个细胞群体。具体定位为： A1位于延髓外侧网状核内及周围； A2位于舌下N核的背侧、孤束核和迷走N背核附近； A3（仅见于大白鼠）位于下橄榄核复合体及其背侧； A4是由室管膜下神经元组成，呈带状延小脑上脚至A6细胞群的尾侧； A5位于面神经核周围和上橄榄核外侧； A6位于蓝斑内； A7位于脑桥外侧网状结构内，这群细胞的边缘与A4和A6细胞群相连续，有人认为A4、A6和A7合在一起共同组成一个复合体。,（二）去甲肾上腺素(norepinephrine/noradren
35、aline, NE),2.纤维投射通路,脑内去甲肾上腺素能N元纤维投射非常广泛，其纤维投射分上行部分、下行部分和支配低位脑干部分。上行部分：（1）背侧束：起于蓝斑，投射到全部端脑皮质，小部分至小脑，终止于小脑皮质；（2）腹侧束：A1、 A2、 A4、 A5、 A17发出，分布到中脑、 间脑和端脑的边缘系统，小部分到小脑。下行部分： （1）背侧束：起于蓝斑和部分A7，分布于延髓的孤束核、迷走N背核、三叉N脊束核和下橄榄复合体，然后汇成大的通路至脊髓侧角和背角，行使调节交感神经和感觉传入功能； （2）腹侧束：起自A1-A2，投射至脊髓侧角和前角。支配低位脑干部分：分布在低位脑干内部。,The di
36、stribution in the human brain of neurons and their projections (arrows) containing Norepinephrine,蓝斑,（三）肾上腺素（epinephrine，Ad）,1.胞体定位：胞体主要在延髓，分为C1 C3三个细胞群 。2.纤维投射：C1C3 细胞发出的纤维经网状结构和背盖腹侧区，纵贯延脑、脑桥、中脑和下丘脑外侧区，与去甲肾上腺素能的腹侧束混合，经内侧前脑束上行，沿途支配迷走N背核、孤束核、蓝斑的腹侧部、中脑导水管周围灰质的腹侧部、丘脑的缰核、中线核、下丘脑背内侧核、室旁核、视前区、弓状核和内侧隆起，部分可
37、达杏仁核、伏隔核和隔区等。下行：脊髓,The distribution in the human brain of neurons and their projections (arrows) containing Epinephrine,（四）多巴胺（dopamine，DA）,多巴胺也属于儿茶酚胺类。多巴胺系统主要存在于中枢，包括中脑的黑质致密区（substantia nigra zona compacta, SNC,A9），中脑腹侧被盖区（ventral tegmental area，VTA，A10）、下丘脑及其脑室周围。根据神经纤维支配脑区情况，把脑内DA神经元分四类： （1）长轴上行性
38、神经元（A8-A10）：支配纹状体、边缘叶皮质、大脑皮质； （2）长轴下行性神经元（A11）：支配脊髓、下丘脑和视前区； （3）短轴神经元（A11-A15）：支配第三脑室周围和下丘脑垂体； （4）超短轴神经元（A16-A17）：在嗅球和视网膜等部位。已发现并克隆出Dl-D5等5种多巴胺受体，它们都是G-蛋白耦联受体，其中D1、D5受体激活后可升高cAMP水平，而D2、D3、D4受体激活后则降低cAMP水平。多巴胺系统主要参与对躯体运动、精神情绪活动、垂体内分泌功能以及心血管活动等的调节。,The distribution in the human brain of neurons and th
39、eir projections (arrows) containing Dopamine,黑质,中脑腹侧被盖区,（五）5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine，5-HT),又名血清紧张素（serotonin,或enteramine），主要存在于中枢，含量较低，但占据非常重要地位。5-羟色胺能神经元胞体主要集中于低位脑干的中缝核群（raphe nuclei），由8个核团组成，Fuxe将其分为9个细胞群（B1-B9）。 其纤维投射也分上行部分、下行部分和支配低位脑干部分，几乎分布整个中枢系统。 上行部分的神经元位于中缝核上部(此处5-羟色胺含量最多)，纤维投射到纹状体、丘脑、下丘脑、边
40、缘前脑和大脑皮层； 下行部分的神经元位于中缝核下部，纤维下达脊髓后角、侧角和前角；支配低位脑干部分的纤维分布在低位脑干内部。 5-羟色胺受体多而复杂，已知有5-HT15-HT7等7种受体，广泛涉及多种生理功能，主要调节摄食、痛觉、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌等功能活动。,The distribution in the human brain of neurons and their projections (arrows) containing 5-hydroxytryptamine,（六）组胺(Histamine),组胺能神经元的胞体位于下丘脑后部的结节乳头核内，其纤维几乎到达中
41、枢的所有部分，包括大脑皮层和脊髓。 组胺的3种受体：H1、H2和H3受体广泛存在于中枢和周围神经系统内。多数H3受体为突触前受体，通过G-蛋白介导抑制组胺或其他递质的释放。组胺与H1受体结合后能激活磷脂酶C，而与H2受体结合后则能提高细胞内cAMP浓度。 组胺系统可能与觉醒、性行为、腺垂体激素的分泌、血压、饮水和痛觉等调节有关。,The distribution in the human brain of neurons and their projections (arrows) containing histamine.,下丘脑后部的结节乳头核,5 常见的神经系统疾病 的主要递质/调质异常
42、,早在60年代就有人发现帕金森病Parkinson disease（PD）患者脑内某些部位缺乏多巴胺神经递质，于是用左旋多巴治疗PD的方法便应运而生。 现已发现，在Huntington舞蹈病、Alzheimer型痴呆、精神病、癫痫、脑血管病、神经肌肉病等神经系统疾病中，伴有一种或几种神经递质的不同程度的病理改变，其它系统的疾病也同样与神经递质和神经肽的异常有关。 阐明神经递质、神经肽异常变化与疾病的发病机制，将为临床预防、治疗某些疑难病症开辟新途径。,1. 帕金森病（Parkinson disease）,临床表现：静息震颤，肌强直，随意运动减慢，姿势不稳病理表现：黑质等部位的多巴胺能神经元受损
43、，黑质纹状体通路多巴胺水平下降。光镜下见黑质及其他区域存在特定类型的神经元变性，并伴有胞质内嗜伊红的包涵体（Lewy body），由神经纤维和其他不定型物质组成，其中糖蛋白，泛素（ubiquitin）和-synuclein 呈阳性。脑内乙酰胆碱酯酶活性降低。,一种常染色体显性遗传病，其发病率为1/10000。 临床表现：进行性舞蹈样徐动症，强直，痴呆，通常伴有癫痫病理改变：大脑皮质和纹状体细胞丢失，大脑皮质萎缩，脑后部区中等大小含-氨基丁酸(GABA)及脑啡肽并投射到苍白球外侧部的多棘神经元最早受累，尾状核及壳核受累严重；基底核中抑制性神经递质GABA及其生物合成酶谷氨酸脱羧酶(GAD)，Ac
44、h及生物合成酶胆碱乙酰基转移酶均降低，DA含量正常或轻度增高，P物质，甘氨酸，脑啡肽，强啡肽等减少，促生长激素抑制素和神经肽Y增加。,2. 亨廷顿病（Huntington Disease, HD ）,81,分子遗传病理：HD基因中的CAG被转译为一段聚谷氨酸，该段在聚谷氨酸重复扩展时可致蛋白质的结构和生物化学特性改变。可能具有细胞毒性作用，致使神经元损伤。,3. 阿尔茨海默病（Alzheimer disease, AD）,是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病。 临床表现：认知和记忆功能不断恶化，日常生活能力进行性减退，伴有各种神经精神症状和行为障碍。 病理改变：皮质弥漫性萎缩，沟回增宽，脑室
45、扩大，神经元大量减少，并可见老年斑（SP），神经原纤维结（NFT）等病变，胆碱乙酰化酶及乙酰胆碱含量显著减少。此外，AD患者脑中亦有其他神经递质的减少，包括去甲肾上腺素、5羟色胺、谷氨酸等。,4. 精神分裂症（Schizophrenia）,临床表现： 精神活动，即思维、情感、行为之间的互不协调，以及精神活动脱离现实环境为特征的疾病。按行为特征可分两类：阳性行为和阴性行为。阳性行为有幻觉，错觉和怪异行为等；阴性行为有社交回避和情绪迟钝等。发病机制： 多巴胺功能亢进假说：中枢多巴胺功能亢进或异常。部分病人的脑标本、脑脊液、血浆检测，多巴胺及其代谢产物高香草酸（HVA）升高；应用正电子扫描技术（PET）对精神分裂病人脑内多巴胺受体功能进行直观分析，指出具有阳性症状者D2受体密度增高，阴性症状者D2受体密度减低或不变。 遗传因素,
