神经递质及其受体

重摄取 4
1 扩散
3 胶质细胞摄取
2 酶解
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。
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
（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）。
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。
神经递质与神经调质比较 神经递质 类似点 不同点 神经调质
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。
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
括经典递质、神经肽的共同或相
互共存。
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。
肾上腺素、胰高血糖素）等
G蛋白偶联受体
N 配体结合位点
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
-螺旋
细胞外
胞质 G蛋白结合位点
C
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。
G蛋白偶联型受体（也称促代谢型受体）
(G-protein-coupled receptor)
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
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
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。
Metabolism
（来源于线粒体）
肝脏
（胆碱酯酶）
二、中枢胆碱能神经元胞体定位及纤维投射
• 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
神经递质共存的现象，有3种形式：
①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；
②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； ③不同神经肽共存，如下丘脑弓状核有β-内啡肽（β- 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。
功能和作用，称为神经调质。
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。
神经调质（Neuromodulator）：
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：
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
膜受体membrane receptors
概念 定位：细胞膜上 本质：跨膜糖蛋白
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。
胆碱能投射神经元
主要分布在基底前脑和脑干，向其他脑区发出纤维投射：
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。
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
离子通道型受体（配体门控通道）
(ion-channel-linked receptor)
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
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。
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。
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
乙酰胆碱受体
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。
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Ca2+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
（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 (0.5~5mm/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。
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。
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。
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
膜受体主要有三类 ①离子通道型受体(ion-channel-linked receptor)； ②G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor)； ③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
信号分子为细胞因子、干扰素、
生长因子等
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
第二节
乙酰胆碱及其受体
acetylcholine & acetylcholine receptor
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
神经递质分类
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
经典神经递质
神经肽 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
神经递质及其受体
第一节 神经递质概述
一、神经递质及其分类
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
（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： ① 一种效应是Ca2+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Ca2+通道的开放，减 少突触前末梢Ca2+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。 ② 另一种效应是使突触前膜去极化，Ca2+通道开放， Ca2+内流增加，导致递质释放增加，
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。
（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
（三）依赖Ca2+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Ca2+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)。
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。
（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 Ca2+内流时，通过胞裂外排方式释放Ach。
（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
（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
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蛋白偶联受体的信息传递可归纳为：
激素
受体
G蛋白
酶
第二信使
蛋白激酶
Hale Waihona Puke Baidu
酶或功能蛋白磷酸化
生物学效应
• 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