四、神经递质和受体
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、神经递质和受体
➢ 神经递质 Neurotransmitter
➢ 神经调质 Neuromodulator
➢ 受体
Receptor
基本概念
神经递质(Neurotransmitter, NT) 概念：由突触前神经元合成并在末梢处释放，能特异
性地作用于突触后神经元或效应器上的受体，并在突触 后神经元或效应器细胞上产生一定效应的信息传递物质。
•汗腺分泌
胆 碱 能
（M-受体，G－蛋白耦 联受体，M1~M5)
•骨骼肌血管舒张 •脑神经元
受
体
烟碱受体（筒箭毒） N1，神经元型烟碱受体（神
nicotinic receptor 经节前－后，六烃季胺）
（N-受体，配体门 控通道）
N2，肌肉型烟碱受体（神经 －肌肉接头，十烃季胺）
去甲肾上腺素及其受体
骨骼肌血管纤维）
Important
肾
a
a 兴奋 1
皮肤、肾、胃肠血管平滑肌
上 腺
a2 突触前膜， 减少递质释放
素
能 受
b1兴奋心脏
体
b
b2 抑制，骨骼肌、肝脏血管平滑肌舒张
b3 脂肪分解
adrenergic receptor
a receptor isoform a 1 a 2
agonist NA >A >ISO
苯二氮 酒精
巴比妥酸
镇静药
GABAA受体示意图
降低Ca2+通道的电导
反射弧中枢部分的活动规律
反射的中枢控制：
适宜刺激
感受器
传入神经
整合
反射中枢
高级中枢
传出神经 内分泌腺
效应器
激素
效应器
中枢神经元的联系方式
单线式联系（single line connection）
辐散式联系 （Divergence）
儿茶酚胺类Catecholamine ：含有邻苯二酚基本结 构的胺类
去甲肾上腺素(Noradrenaline NA, norepinephrine NE):
肾上腺素 ((Adrenaline Adr, epinephrine E) 多巴胺(Dopamine DA)
外周肾上腺素能神经纤维
肾上腺素能神经纤维：以NE作为递质的神经纤维。 外周NE能纤维：交感神经节后纤维（除支配汗腺和
与G蛋白耦联
L-AP4-glu-R、ACPD-glu-R
B、促离子型（ionotropic）glu受体： 配体门控离子通道
NMDA-glu-R ：Na+ 、Ca2+ 内流、K+外流 KA-glu-R,AMPA-glu-R：Na+内流、K+外流
Non-NMDA NMDA
两类促离子型谷氨酸受体示意图
⑵ 抑制性氨基酸：
上行部
纹状体、丘脑、下丘 脑、边缘前脑、大脑 皮层
中缝核
低位脑干
下行部 脊髓后角、侧角、 前角
受体：5-HT1～5-HT7，有多种亚型。5-HT3是离子通道型受体， 其余为G蛋白耦联受体，5-HT1A是突触前受体。 调节痛觉、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌。
下丘脑后部的结节乳头核内组胺能神经元发出 纤维投射到脑和脊髓。
g
IONOTROPIC
METABOTROPIC
Ionotropic Receptor
Channel
NT neurotransmitter
Ionotropic Receptor
NT
Pore
G protein: direct control
R
G
GDP
G protein: direct control
维
投
支配低位脑干部分－－低位脑干
射
部 位
下行部分－－脊髓后角胶质区、侧角、前角
多巴胺及其受体
主要存在中枢，黑质内合成 纹状体
1. Dopamine pathways in the CNS
- Nigrostriatal pathway (Substantia nigra Corpus striatum); 75% - Mesolimbic pathway (Midbrain nucleus accumbens) - Tubero-infundibular system (arcuate nucleus median eminence of the pituitary)
外周胆碱能纤维
胆碱能纤维：神经末梢释放ACh作为 递质的纤维
分布
自主神经节前纤维 大多数副交感神经节后纤维 少数交感神经节后纤维 （汗腺和骨骼肌舒血管） 运动神经纤维
Important
Important
•心脏抑制
毒蕈碱受体（阿托品） •平滑肌收缩
muscarinic receptor
•消化腺分泌
Na+, Ca2
+
OUT
Na+,(Ca2+?)
IN K+
a bg *
K+
NMDA receptors (NMDARs)
AMPA receptors
Kainate metabotropic receptors Glu receptors
⑴ 谷氨酸（Glutamate, Glu）及其受体
两类受体 A、促代谢型（metabotropic）glu受体：
黑质
中脑边缘系统 结节－漏斗
受体：D1～D5，G蛋白耦联
D1、D5激活－cAMP↑
D2、D3、D4激活－cAMP↓
躯体运动、精神情绪、垂体分泌、心血管活动调节
5-羟色胺及其受体
主要存在中枢，集中于中缝核内
III. 5-HT (serotonin)
1. Central 5-HT pathways and receptors
组胺有三种受体：
1. H1 ： PLC－PI3，DAG－PKC 2. H2 ：G蛋白－cAMP↑－PKA 3. H3 ：突触前受体，抑制递质释放
调节：觉醒、性行为、腺垂体激素分泌、血压、饮 水、痛觉
氨基酸递质及受体
兴奋性氨基酸：
谷氨酸 (glutamate) 门冬氨酸 (aspartate)
受体特性:
结合的特异性 选择的相对性 结合的可逆性 亲和性
上调(up regulation)：反应性↑(致敏现象)亲和力或数目↑ 下调(down regulation)：反应性↓(脱敏现象)亲和力或数目↓
受体的分类
分布部位 ✓ 突触前受体 ✓ 突触后受体
生物效应 ✓ 离子通道型受体（促离子型受体，ionotropic receptor） ✓ G蛋白耦联受体（促代谢型受体，metabotropic receptor）
肽类和嘌呤类递质及其受体
神经肽：作为递质的肽类 嘌呤类：腺苷，ATP
中枢神经系统的递质和受体
✓ 乙酰胆碱及其受体 ✓ 去甲肾上腺素及其受体 ✓ 多巴胺及其受体 ✓ 5-羟色胺及其受体 ✓ 组胺及其受体 ✓ 氨基酸递质及受体 ✓ 肽类递质及受体 ✓ 其它递质、受体系统
乙酰胆碱及其受体
1. Central cholinergic pathways
受体(Receptor)
受体(receptor): 细胞膜或细胞内能与某些化学物质发 生特异结合并诱发生物效应的特殊生物分子。
配体(ligand)：能与受体结合的化学物质 激动剂(agonist)：能与受体发生特异性结合并产生 生物效应的化学物质。 拮抗剂(antagonist)：能与受体发生特异性结合不 产生生物效应的化学物质。
抑制性氨基酸：
GABA (γ-aminobutyric acid) 甘氨酸 (glycine)
GABA
Glutamate
Glycine
谷氨酸的释放和摄取，以及神经元和胶质细胞之 间的“谷氨酸-谷氨酰胺”循环
Excitatory synaptic transmission is mediate by glutamate receptors
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
意义：在于协调某些生理功能
递质共存现象
Five Key Steps in Neurotransmission
Synthesis Storage Release Receptor Binding Inactivation
-
+
Repeated stimulation same synapse ~
AT REST
Time
Spatial Summation
多见于运动传出通路 结构形式：多个神经元与少数或一个神经元发生联系。 意义： a、使CNS内神经元活动能够集中；
b、使兴奋或抑制能在后一个神经元上发生整 合而及时加强或减弱。
Convergent Synapse
•A junction
between two or more presynaptic
Presynaptic neurons
neurons with a
postsynaptic neuron
(the ratio of pre to
post is greater than
one).
•The stimulation of the postsynaptic neuron depends on the Spatial Summation.
R
G
GTP
Pore
G protein: Protein Phosphorylation
A
R
C
G
GDP
PK
G protein: Protein Phosphorylation
A
R
C
G
ATP
GTP
cAMP
PK
G protein: Protein Phosphorylation
A
R
C
G
ATP
GTP
P
antagonist Phentolamine (酚妥拉明)
a 1：prazosin
(哌唑嗪)
a 2：yohimbine
(育亨宾)
b receptor b 1、 b 2、 b 3
ISO>A>NA
Propranolol (普萘洛尔)
b 1：atenol
(阿提洛尔)
b 2 ： butoxamine
(丁氧胺)
*脊髓前角运动神经元
胆
碱 *丘脑后腹侧特异性感觉投射神经元
能 神
*脑干网状结构上行激动系统
经 元
*尾核、壳核、苍白球
*边缘系统（梨状区、杏仁核、海马）
去甲肾上腺素及其受体
I. Noradrenaline
1. Central noradrenergic pathways
纤 上行部分－－大脑皮层、边缘前脑、下丘脑
✓ 甘氨酸（gly）主要分布在脊髓和脑干中。 脊髓闰绍细胞释放的递质，其受体为离子通道（Cl-） 甘氨酸也能与NMDA受体结合，产生兴奋效应。
✓ GABA：主要存在于大脑皮层浅层、小脑皮层浦肯野纤维 及纹状体－黑质纤维中。 GABA受体分为三型： GABAA： Cl- 通道 GABAB：促代谢型受体（IP3，DG），激活后可增加K+通 道的电导。 GABAC：Cl- 通道
递质的鉴定
①突触前神经元中合成 ②递质存在于突触小泡内 ③与突触后膜上的受体结合 ④存在有使其失活的机制 ⑤有特异的受体激动剂和拮抗剂
递质和调质的分类
按分泌部位
中枢神经递质 外周神经递质
按化学性质
胆碱类 胺类 氨基酸类 肽类 嘌呤类 脂类、气体类等
胆碱类: ACh 胺类:
Dopamine (DA), Noradrenaline(NA，NE), Adrenaline(Adr,E), 5-HT, histamine (HA) 氨基酸类: 兴奋性：谷氨酸(Glu), 门冬氨酸 (Asp) 抑制性：甘氨酸(Gly), γ–氨基丁酸 (GABA) 肽类: VP, OXT, 阿片肽，脑－肠肽，AngII 等 嘌呤类: 腺苷，ATP 气体: NO，CO 脂类: 花生四烯酸及其衍生物
结合递质 ✓ 胆碱能受体(N、M) ✓ 肾上腺素能受体(α、β) ✓ 5-HT受体、氨基酸类受体等
Classes of Neurotransmitter Receptors
+
-
பைடு நூலகம்OUT
++ +++ +
-------- -
IN
++++++ +++++++++ +++++ -------- ------------ -a---b---
Postsynaptic neuron
突触传递的特征
1．单向传布： 2．突触延搁(delay)：0.3～ 0.5ms.
3．总和： 时间性总和(temporal summation) 空间性总和(spatial summation)
Temporal Summation
+
Vm
-65mV - 70mV
cAMP
PK
Pore
周围神经系统的递质和受体
-胆碱能纤维 -肾上腺素能纤维
乙酰胆碱及其受体
Acetylcholine is the first discovery neurotransmitter
Loewi’s experiment
乙酰胆碱的合成与分解
Acetylcholinesterase (AChE)
➢ 神经递质 Neurotransmitter
➢ 神经调质 Neuromodulator
➢ 受体
Receptor
基本概念
神经递质(Neurotransmitter, NT) 概念：由突触前神经元合成并在末梢处释放，能特异
性地作用于突触后神经元或效应器上的受体，并在突触 后神经元或效应器细胞上产生一定效应的信息传递物质。
•汗腺分泌
胆 碱 能
（M-受体，G－蛋白耦 联受体，M1~M5)
•骨骼肌血管舒张 •脑神经元
受
体
烟碱受体（筒箭毒） N1，神经元型烟碱受体（神
nicotinic receptor 经节前－后，六烃季胺）
（N-受体，配体门 控通道）
N2，肌肉型烟碱受体（神经 －肌肉接头，十烃季胺）
去甲肾上腺素及其受体
骨骼肌血管纤维）
Important
肾
a
a 兴奋 1
皮肤、肾、胃肠血管平滑肌
上 腺
a2 突触前膜， 减少递质释放
素
能 受
b1兴奋心脏
体
b
b2 抑制，骨骼肌、肝脏血管平滑肌舒张
b3 脂肪分解
adrenergic receptor
a receptor isoform a 1 a 2
agonist NA >A >ISO
苯二氮 酒精
巴比妥酸
镇静药
GABAA受体示意图
降低Ca2+通道的电导
反射弧中枢部分的活动规律
反射的中枢控制：
适宜刺激
感受器
传入神经
整合
反射中枢
高级中枢
传出神经 内分泌腺
效应器
激素
效应器
中枢神经元的联系方式
单线式联系（single line connection）
辐散式联系 （Divergence）
儿茶酚胺类Catecholamine ：含有邻苯二酚基本结 构的胺类
去甲肾上腺素(Noradrenaline NA, norepinephrine NE):
肾上腺素 ((Adrenaline Adr, epinephrine E) 多巴胺(Dopamine DA)
外周肾上腺素能神经纤维
肾上腺素能神经纤维：以NE作为递质的神经纤维。 外周NE能纤维：交感神经节后纤维（除支配汗腺和
与G蛋白耦联
L-AP4-glu-R、ACPD-glu-R
B、促离子型（ionotropic）glu受体： 配体门控离子通道
NMDA-glu-R ：Na+ 、Ca2+ 内流、K+外流 KA-glu-R,AMPA-glu-R：Na+内流、K+外流
Non-NMDA NMDA
两类促离子型谷氨酸受体示意图
⑵ 抑制性氨基酸：
上行部
纹状体、丘脑、下丘 脑、边缘前脑、大脑 皮层
中缝核
低位脑干
下行部 脊髓后角、侧角、 前角
受体：5-HT1～5-HT7，有多种亚型。5-HT3是离子通道型受体， 其余为G蛋白耦联受体，5-HT1A是突触前受体。 调节痛觉、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌。
下丘脑后部的结节乳头核内组胺能神经元发出 纤维投射到脑和脊髓。
g
IONOTROPIC
METABOTROPIC
Ionotropic Receptor
Channel
NT neurotransmitter
Ionotropic Receptor
NT
Pore
G protein: direct control
R
G
GDP
G protein: direct control
维
投
支配低位脑干部分－－低位脑干
射
部 位
下行部分－－脊髓后角胶质区、侧角、前角
多巴胺及其受体
主要存在中枢，黑质内合成 纹状体
1. Dopamine pathways in the CNS
- Nigrostriatal pathway (Substantia nigra Corpus striatum); 75% - Mesolimbic pathway (Midbrain nucleus accumbens) - Tubero-infundibular system (arcuate nucleus median eminence of the pituitary)
外周胆碱能纤维
胆碱能纤维：神经末梢释放ACh作为 递质的纤维
分布
自主神经节前纤维 大多数副交感神经节后纤维 少数交感神经节后纤维 （汗腺和骨骼肌舒血管） 运动神经纤维
Important
Important
•心脏抑制
毒蕈碱受体（阿托品） •平滑肌收缩
muscarinic receptor
•消化腺分泌
Na+, Ca2
+
OUT
Na+,(Ca2+?)
IN K+
a bg *
K+
NMDA receptors (NMDARs)
AMPA receptors
Kainate metabotropic receptors Glu receptors
⑴ 谷氨酸（Glutamate, Glu）及其受体
两类受体 A、促代谢型（metabotropic）glu受体：
黑质
中脑边缘系统 结节－漏斗
受体：D1～D5，G蛋白耦联
D1、D5激活－cAMP↑
D2、D3、D4激活－cAMP↓
躯体运动、精神情绪、垂体分泌、心血管活动调节
5-羟色胺及其受体
主要存在中枢，集中于中缝核内
III. 5-HT (serotonin)
1. Central 5-HT pathways and receptors
组胺有三种受体：
1. H1 ： PLC－PI3，DAG－PKC 2. H2 ：G蛋白－cAMP↑－PKA 3. H3 ：突触前受体，抑制递质释放
调节：觉醒、性行为、腺垂体激素分泌、血压、饮 水、痛觉
氨基酸递质及受体
兴奋性氨基酸：
谷氨酸 (glutamate) 门冬氨酸 (aspartate)
受体特性:
结合的特异性 选择的相对性 结合的可逆性 亲和性
上调(up regulation)：反应性↑(致敏现象)亲和力或数目↑ 下调(down regulation)：反应性↓(脱敏现象)亲和力或数目↓
受体的分类
分布部位 ✓ 突触前受体 ✓ 突触后受体
生物效应 ✓ 离子通道型受体（促离子型受体，ionotropic receptor） ✓ G蛋白耦联受体（促代谢型受体，metabotropic receptor）
肽类和嘌呤类递质及其受体
神经肽：作为递质的肽类 嘌呤类：腺苷，ATP
中枢神经系统的递质和受体
✓ 乙酰胆碱及其受体 ✓ 去甲肾上腺素及其受体 ✓ 多巴胺及其受体 ✓ 5-羟色胺及其受体 ✓ 组胺及其受体 ✓ 氨基酸递质及受体 ✓ 肽类递质及受体 ✓ 其它递质、受体系统
乙酰胆碱及其受体
1. Central cholinergic pathways
受体(Receptor)
受体(receptor): 细胞膜或细胞内能与某些化学物质发 生特异结合并诱发生物效应的特殊生物分子。
配体(ligand)：能与受体结合的化学物质 激动剂(agonist)：能与受体发生特异性结合并产生 生物效应的化学物质。 拮抗剂(antagonist)：能与受体发生特异性结合不 产生生物效应的化学物质。
抑制性氨基酸：
GABA (γ-aminobutyric acid) 甘氨酸 (glycine)
GABA
Glutamate
Glycine
谷氨酸的释放和摄取，以及神经元和胶质细胞之 间的“谷氨酸-谷氨酰胺”循环
Excitatory synaptic transmission is mediate by glutamate receptors
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
意义：在于协调某些生理功能
递质共存现象
Five Key Steps in Neurotransmission
Synthesis Storage Release Receptor Binding Inactivation
-
+
Repeated stimulation same synapse ~
AT REST
Time
Spatial Summation
多见于运动传出通路 结构形式：多个神经元与少数或一个神经元发生联系。 意义： a、使CNS内神经元活动能够集中；
b、使兴奋或抑制能在后一个神经元上发生整 合而及时加强或减弱。
Convergent Synapse
•A junction
between two or more presynaptic
Presynaptic neurons
neurons with a
postsynaptic neuron
(the ratio of pre to
post is greater than
one).
•The stimulation of the postsynaptic neuron depends on the Spatial Summation.
R
G
GTP
Pore
G protein: Protein Phosphorylation
A
R
C
G
GDP
PK
G protein: Protein Phosphorylation
A
R
C
G
ATP
GTP
cAMP
PK
G protein: Protein Phosphorylation
A
R
C
G
ATP
GTP
P
antagonist Phentolamine (酚妥拉明)
a 1：prazosin
(哌唑嗪)
a 2：yohimbine
(育亨宾)
b receptor b 1、 b 2、 b 3
ISO>A>NA
Propranolol (普萘洛尔)
b 1：atenol
(阿提洛尔)
b 2 ： butoxamine
(丁氧胺)
*脊髓前角运动神经元
胆
碱 *丘脑后腹侧特异性感觉投射神经元
能 神
*脑干网状结构上行激动系统
经 元
*尾核、壳核、苍白球
*边缘系统（梨状区、杏仁核、海马）
去甲肾上腺素及其受体
I. Noradrenaline
1. Central noradrenergic pathways
纤 上行部分－－大脑皮层、边缘前脑、下丘脑
✓ 甘氨酸（gly）主要分布在脊髓和脑干中。 脊髓闰绍细胞释放的递质，其受体为离子通道（Cl-） 甘氨酸也能与NMDA受体结合，产生兴奋效应。
✓ GABA：主要存在于大脑皮层浅层、小脑皮层浦肯野纤维 及纹状体－黑质纤维中。 GABA受体分为三型： GABAA： Cl- 通道 GABAB：促代谢型受体（IP3，DG），激活后可增加K+通 道的电导。 GABAC：Cl- 通道
递质的鉴定
①突触前神经元中合成 ②递质存在于突触小泡内 ③与突触后膜上的受体结合 ④存在有使其失活的机制 ⑤有特异的受体激动剂和拮抗剂
递质和调质的分类
按分泌部位
中枢神经递质 外周神经递质
按化学性质
胆碱类 胺类 氨基酸类 肽类 嘌呤类 脂类、气体类等
胆碱类: ACh 胺类:
Dopamine (DA), Noradrenaline(NA，NE), Adrenaline(Adr,E), 5-HT, histamine (HA) 氨基酸类: 兴奋性：谷氨酸(Glu), 门冬氨酸 (Asp) 抑制性：甘氨酸(Gly), γ–氨基丁酸 (GABA) 肽类: VP, OXT, 阿片肽，脑－肠肽，AngII 等 嘌呤类: 腺苷，ATP 气体: NO，CO 脂类: 花生四烯酸及其衍生物
结合递质 ✓ 胆碱能受体(N、M) ✓ 肾上腺素能受体(α、β) ✓ 5-HT受体、氨基酸类受体等
Classes of Neurotransmitter Receptors
+
-
பைடு நூலகம்OUT
++ +++ +
-------- -
IN
++++++ +++++++++ +++++ -------- ------------ -a---b---
Postsynaptic neuron
突触传递的特征
1．单向传布： 2．突触延搁(delay)：0.3～ 0.5ms.
3．总和： 时间性总和(temporal summation) 空间性总和(spatial summation)
Temporal Summation
+
Vm
-65mV - 70mV
cAMP
PK
Pore
周围神经系统的递质和受体
-胆碱能纤维 -肾上腺素能纤维
乙酰胆碱及其受体
Acetylcholine is the first discovery neurotransmitter
Loewi’s experiment
乙酰胆碱的合成与分解
Acetylcholinesterase (AChE)