《北大神经生物学课件4神经元的信息传递》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北大神经生物学课件4神经元的信息传递（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、神经元之间的信息传递 (Synaptic Transmission Between Neurons),薛冰 北京大学神经科学研究所,神经元之间信息传递的方式,神经元最主要的功能是通过突触(Synapse)进行细胞间的信息传递 突触有电突触(Electrical Synapse)和化学性突触(Chemical Synapse)，但以化学性突触为主 电突触通过缝隙连接(gap junction)直接完成细胞间的电信息传递 化学性突触传递必须依赖于神经递质(Neurotransmitters)或神经肽(Neuropeptides)作用于突触后膜的受体而完成细胞间的信息传递,Fig.1,Fig.2,F
2、ig. 1,Current flows at electrical synapse,Electrical Synapses,Gap-Junction Channels Connect Communicating Cells at an Electrical Synapse Electrical Transmission Allows the Rapid and Synchronous Firing of Interconnected Cells Electrical Synapses Provide Instantaneous Signal Transmission Electrical Sy
3、napses are bidirectional,Return,Fig. 2,Distinguishing Properties of Electrical and Chemical Synapses,Electrical Synapse,Chemical Synapse,Distance between pre- and postsynaptic cell membranes,Cytoplasmic continuity between pre- and postsynaptic cells,Ultrastructural components,Agent of transmission,S
4、ynaptic delay,Direction of transmission,3.5 nm,20 - 40 nm,Yes,No,Gap-iunction channels,Presynaptic vesicles and active zones; postsynaptic receptors,Ion current,Chemical transmitter,Virtually absent,Significant:at least 0.3 ms, usually 1- 5 ms or longer,Usually bidirectional,unidirectional,Current f
5、lows differently at electrical and chemical synapses,Chemical Synapses,How do Signals from Pre-synaptic Cell Transmit to Post-synaptic Cell ? Electrical-Chemical-Electrical Signals Transform Releases of Chemical Transmitters from Pre-synaptic Membrane Chemical Transmitters Bind to Postsynaptic Recep
6、tors Postsynaptic Receptors Gate Ion Channels Either Directly or Indirectly Ligand-gate Ion Channel Receptors G-protein coupled Receptors (Second-Messenger Pathways) Tyrosine Protein Kinase Receptors Open or Close of Postsynaptic Ion Channels Postsynaptic Potentials Action Potentials of Postsynaptic
7、 cell,Synaptic transmission at chemical synapses involves several steps,Neurotransmitters act either directly or indirectly on ion channels that regulate current flow in neurons,突触的分类,神经递 质(Neurotransmitter) 在化学性突触传递过程中起信息传递作用的化学物质,神经递质的判定标准（ Criteria for neurotransmitter）,突触前神经元存在合成递质的前体和酶体系，并能合成该递
8、质 递质存在突触小泡内，当冲动抵达末梢时，小泡内递质能释放入突触间隙 递质释出后经突触间隙作用于后膜上特异受体而发挥其生理效应 存在使该递质失活的酶或其他方式(如重摄取) 有特异的受体激动剂或拮抗剂，并能够分别拟似或阻断该递质的突触传递作用,递质的分类(Categories of neurotransmitters),经典神经递质(Classical neurotransmitters) 神经肽(Neuropeptides) 其它类型 NO、CO 组织胺(Histamine) 腺苷(ATP),经典神经递质(Classical neurotransmitters),乙酰胆碱(Acetylchol
9、ine, Ach) 单胺类(Monoamine) 多巴胺(Dopamine, DA) 去甲肾上腺素(Norepinephrine, NE) 肾上腺素(Epinephrine, E) 5-羟色胺(Serotonin or 5-hydroxytryptamine, 5-HT) 氨基酸类(Amino acids) Glutamate(谷氨酸)，Aspartate(天冬胺酸) Glycine(甘氨酸), GABA (-氨基丁酸),神经肽(Neuropeptides)家族 -神经系统存在的参与神经信息传递,具有生物活性的肽类物质,由510个氨基酸组成,分子量在5005000之间,速激肽(tachykin
10、ins) P物质(substance P，SP) 神经激肽A(neurokinin A，NKA) 神经激肽B(neurokinin B，NKB) 内阿片肽(endogenous opioid peptides) 内吗啡肽(endomorphins，EM-1,EM-2) 脑啡肽(enkephalins, EK) -内啡肽(-endorphin, -EP) 强啡肽(dynorphins，DYN) 孤啡肽(orphanin)，不属内阿片肽，但它的发现与阿片研究密切相关 增血糖素相关肽(glucagon-related peptides) 血管活性肠肽(vasoactive intestinal pe
11、ptide，VIP) 组异肽(peptide histidine and isoleucine, PHI) 组甲肽(peptide histidine and methionine, PHM) 垂体腺苷酸环化酶激活肽(pituitary adenylate cyclase activating peptide, PACAP) 生长激素释放激素(growth hormone releasing hormone, GHRH),神经肽(Neuropeptides)家族,垂体后叶激素(Posterior Pituitary Hormones) 加压素(vasopressin, VP) 催产素(oxyt
12、ocin, OT) 胆囊收缩素样肽(cholecystokinin-like peptides) 胆囊收缩素-8(cholecystokinin-8, CCK-8) 铃蟾肽样肽(bombesin-like peptides) 胃泌素释放肽(gastrin releasing peptide, GRP) 神经介素B(neuromedin B, NMB) 胰多肽相关肽(pancreatic polypeptide-related peptides) 神经肽Y (neuropeptide Y, NPY) 酪酪肽(peptide YY, PYY) 内膜素(endothelins, ET) 内膜素-1(
13、endothelin-1, ET-1) 内膜素-2(endothelin-2, ET-2) 内膜素-3(endothelin-3, ET-3) 心钠素(atrial natriuretic factor, ANF) -心钠素(-atrial natriuretic factor, -ANF) 脑钠素(brain natriuretic factor, BNF),神经肽(Neuropeptides)家族,甘丙肽(galanin, GAL) 神经降压肽(neurotensin, NT) 降钙素基因相关肽(calcitonin-gene related peptide, CGRP) 生长激素抑制素(
14、somatostatin, SST)和大脑皮质抑制素(corticostatin) 促皮质激素释放因子(corticotrophin releasing factor, CRF) 血管紧张素(angiotensin, AT) ,神经递质与神经调质(Neurotransmitters & neuromodulators),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，只是调制传统递质的作用 可为神经细胞、胶质细胞或其它分泌细胞所释放，对主递质起调制作用 本身不直接负责跨突触信号传递或不直接引起效应细胞的功能改变，而是调节信息传递的效率，增强或削
15、弱递质的效应 间接调制主递质在突触前神经末梢的释放及其基础活动水平 影响突触后效应细胞对递质的反应性，对递质的效应起调制作用 调质与递质并无明确的界限 调质是从递质的概念中派生出来的 某些化学物质在一种情况下发挥递质的作用，而在另外的情况下是调质 (例如，阿片肽作用于血管壁交感神经末梢上的-受体，可促进交感神经末梢释放NE，而作用于-受体，则抑制交感神经末梢释放NE),递质的代谢 (Metabolism of neurotransmitters),递质的合成 递质的储存 递质的释放 递质的失活,底物和酶是合成的限速因素,小分子递质在突触前末梢由底物经酶催化合成 酶在胞体内合成，经慢速轴浆运输方
16、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 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,Return,囊泡储存是递质储存的主要方式,递质合成后储存在囊泡内，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直径4060 nm的小囊泡中，在电镜下囊泡中央清亮，为小的清亮囊泡 神经肽储存在直径约90250nm的大囊泡中，电镜下，囊泡中央电子密度较高，为大的致密核心囊泡 单胺类递质储存的囊泡既有小的致密核心囊泡，也有大的（直径60120 nm）不规则形状的致密囊泡,递质的释放及其调控,递质释放过程 动作电位 Na+内流 突触前膜的去极化电压门控式钙通道的开放 Ca2+内流囊泡的膜同突触前膜的融合泡裂外排递质释放入突触间隙 突触前末梢的去极化是诱发递质释放的关键因素 引起突触前膜递质的释放不是Na+、K+移动本身 而是由Na+内流时造
