神经元的信息传递综述

一、突触的结构(synaptic structure)：

⑴突触小体(synaptic knob)：

A.小体轴浆内有：线粒体；

含神经递质的囊泡(vesicle) 小而透明囊泡:ACh或氨基酸类；

小而致密囊泡:儿茶酚胺类；

大而致密囊泡:神经肽类。

⑵突触间隙（Synaptic cleft）：

宽20nm，与细胞外液相通；神经递质经此间隙扩散到后膜。

⑶突触后膜（Postsynaptic membrane)：

有与神经递质结合的特异受体或化学门控离子通道。后膜对电刺激不敏感（直接电刺激后膜不易产生去极化反应）

二、突触的分类

按接触部位的不同，可将突触分为轴突—树突型、轴突—胞体型、轴突—轴突型、胞体—胞体型、树突—树突型等。

按结构和机制的不同，可将突触分为化学突触和电突触。

按传递性质的不同，可将突触分为兴奋性突触和抑制性突触。

（一）电突触

突触间隙为2nm，腔肠动物神经网的突触主要是电突触。蚯蚓、虾等无脊椎动物也主要是电突触。

特点：突触前后两膜很接近，神经冲动可直接通过，速度快，传导没有方向之分，任何一个发生冲动，即可以传导给另一个。

（二）化学突触

突触间隙约20~50nm，由突触前成分（突触前膨大和突触前膜，内含突触小泡）、突触间隙和突触后成分（含神经递质的受体）组成。

只有在神经递质与突触后膜上的受体结合后，突触后神经元才能去极化而发生兴奋。

三、突触传递过程

一、经典突触传递（化学突触）

1、传递过程：

(1)突触前过程：

①神经冲动到达突触前神经元轴突末

梢→突触前膜去极化；

②电压门控Ca2+通道开放→膜外Ca2+内

流入前膜；

③Ca2+与胞浆CaM结合成4Ca2+-CaM复合

物→激活CaM依赖的PKⅡ→囊泡外表面突触蛋白Ⅰ磷酸化→蛋白Ⅰ与

囊泡脱离→解除蛋白Ⅰ对囊泡与前膜融合及释放递质的阻碍作用;

④囊泡通过出胞作用量子式释放递质入间隙。(囊泡膜可再循环利用)

(2)间隙过程：神经递质通过间隙并扩散到后膜。

(3)突触后过程：神经递质→作用于后膜上特异性受体或化学门控离子通道→后膜对某些离子通透性改变→带电离子发生跨膜流动→后膜发生去极化或超极化→产生突触后电位Postsynaptic potential

总之，在突触传递过程中，突触前末梢去极化是诱发递质释放的关键因素(开启电压门控Ca2+通道)；Ca2+是前膜兴奋和递质释放过程的耦联因子(递质释放量与内流入前膜的Ca2+量呈正相关)；囊泡膜的再循环利用是突触传递持久进行的必要条件

2.突触后电位

（1）兴奋性突触后电位（EPSP）:

EPSP产生机制：

突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受体，化学门控通道开放，后膜对Na+和K+,尤其是Na+的通透性增大,Na+内流>K+外流，导致后膜局部去极化。

（2）抑制性突触后电位（IPSP）

IPSP产生机制：

突触前神经元(抑制性中间神经元)末梢释放抑制性递质作用于突触后，

后膜：①Cl-通道开放，Cl-内流，膜发生超极化；

②对K+的通透性增加、K+外流，或Na+和Ca2+通道关闭, 膜发生超极化。

3、突触后电位的特点：

EPSP和IPSP均属局部电位

①等级性：大小与递质释放量有关；

②电紧张扩布：这种作用取决于局

部电位与邻近细胞RP之间的电位

差的大小和距离的远近，电位差.

越大，距离越近，影响越大。

③可叠加性

二、非定向突触传递（非突触性化学传递）

非定向突触传递的特点：

①不存在特化的突触前、后膜结构；

②不存在一对一的支配关系，一个曲张体(varicosity)可支配多个效应细胞；

③曲张体与效应细胞间距离一般大于20nm,远者可达十几μm；递质扩散距

离远，耗时长，一般传递时间大于1s；

④递质能否产生效应，取决于效应器细胞有无相应受体。

二、电突触

电突触结构特点：

⑴结构基础是缝隙连接Gap junction

⑵两个神经元间膜间距仅2-3nm；

⑶胞浆内不存在vesicle，两侧膜上有沟通胞浆的水相通道蛋白质,允许带电

离子通过；

⑷无突触前、后膜之分，为双向传递；

⑸电阻低，传递速度快，几乎不存在潜伏期。

四、神经递质和受体

（一）神经递质：由神经元产生，也作用于特定受体，但不在神经元间起信息传递作用，而是调节信息传递效率，增强或削弱递质的效应的

一类化学物质。

1、神经递质和神经调质的分类

⑴胆碱类

⑵单胺类

⑶氨基酸类：1.兴奋性氨基酸：谷氨酸(Glu)，天冬氨酸(Asp)

2.抑制性氨基酸：γ-氨基丁酸(GABA)，甘氨酸(Gly)等。

⑷肽类Peptides：①下丘脑调节肽

②阿片肽

③胃肠肽

④其他：血管紧张素Ⅱ，血管加压素(VP)，催产素(OXT),

心房钠尿肽．

⑸嘌呤类

⑹脂类

⑺气体类

2、神经递质的共存：

⑴戴尔原则(Dale principle)：一个神经元内可共存两种或两种以上的递质，其全

部末梢均释放相、同的递质。

⑵递质共存现象：一个神经元内可以存在，同时末梢也可释放两种或两种以上

的神经递质(调质)。

⑶递质共存的意义：①协调某些生理过程

②可能与信息的化学编码有关。

（二）受体（Receptor）

1. 受体的概念：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)发生特异性结合并诱发生物学效应的特殊生物分子。

一般位于细胞膜上的受体是带有糖链的跨膜蛋白质分子。2．Receptor的激动剂和拮抗剂

（1）激动剂：能与receptor发生特异性结合并产生生物学效应的化学物质

(一般指药物制剂)。

（2）拮抗剂：与receptor发生特异性结合,从而占据受体或改变受体的空间

构型使递质不能产生生物学效应的化学物质(一般指药物制

剂)。

（3）配体(ligand)：激动剂、拮抗剂及神经递质、神经调质、激素等化学

信号物质统称配体。

3．Receptor的分类

⑴按天然配体分类：如胆碱能受体、肾上腺能受体；受体有亚型：对每个配体

来说，有数个亚型(如M,N…)。这样同一ligand 在与不同亚

型受体结合后，可生多样化效应。

⑵按受体存在部位分类：一般存在于突触后膜，但也可存在于前膜，称为突触

前受体(presynaptic receptor)。

⑶按受体激活机制分类：根据递质与受体结合后引起突触后膜产生生物学效应

的机制的不同，受体分为两类：

①与离子通道耦联的受体：此类受体又称促离子受体、化学门控通道。

②G蛋白耦联受体或促代谢受体