经典神经递质

神经递质神经递质的基本条件1突触前神经元内有合成该神经递质的前体物质和合成酶系ACh:2神经递质贮存于突触囊泡，当冲动到达神经末梢时囊泡内的神经递质能释放入突触间隙；3释放入突触间隙的神经递质作用于突触后膜的受体，引起生理效应，人工将神经递质注入突触间隙可模拟神经递质释放引起的效应；4存在使这种神经递质失活的酶或其他环节(re-uptake,重摄取等）；5应用神经递质模拟剂(agonist，激动剂)或受体拮抗剂/阻断剂(antagonistorblocker）能加强或阻断这种神经递质的突触传递作用。新发现的一些神经递质或调质可能并不能完全符合上述条件(NO)。经典神经递质（不包括神经肽）1特点：小分子的化合物，在突触前末梢合成，储存，释放。2分类：胆碱类：乙酰胆碱(acetylcholine,ACh).单胺类：去甲肾上腺素(norepinephrine，NE;noradrenaline,NA).肾上腺素(epinephrine,E;adrenaline,A),多巴胺(dopamine,DA),5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT).氨基酸类：兴奋性氨基酸(excitatoryaminoacid,EAA),包括谷氨酸（glutamate)和门冬氨酸(asparticacid,ASP);抑制性氨基酸,包括g-氨基丁酸（g-aminobutyricacid,GABA）和甘氨酸（glycine,Gly）其他：NO，CO，组胺，嘌呤类，前列腺素。经典神经递质-1乙酰胆碱一乙酰胆碱前言：乙酰胆碱（acetylcholine,ACh），ACh是公认的外周和CNS的神经递质。ACh是胆碱和乙酸形成的酯，含季铵离子，呈强碱性，在任何pH中都呈离子状态，易潮解，易溶于水。在pH7.0，37℃时，水解半值期为20天。碱性环境中易被破坏，pH10，100℃时，可全部水解。交感神经中枢脊髓T1—L3侧角副交感神经中枢脑干副交感核骶髓2~4节段灰质内脏运动神经中枢部位ACh是公认的外周和CNS的神经递质。传出神经及其相应的的神经元是胆碱能的（如运动神经元,交感神经节前神经元、副交感节后神经元及少数交感节后神经元）；脑干网状结构；边缘系统（海马，NBM核，隔区等）；大脑皮层等。1乙酰胆碱的生物合成,储存和释放生物合成：前体：胆碱神经细胞不能合成胆碱，两个来源：从血液中摄取的卵磷脂水解释出胆碱,释放至突触间隙的ACh降解后生成的胆碱被重摄取(约占总量的1/3-1/2)。乙酰辅酶A(acetylcoenzymeA,AcCoA）葡萄糖氧化成丙酮酸，丙酮酸经脱羧生成乙酰辅酶A，是CNS中乙酰辅酶A的主要来源；脂肪酸经氧化生成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A存在于线粒体中，转运至胞浆。合成部位：突触前胆碱能神经末梢内，自行合成ACh，少量来自胞体。ACh合成酶：胆碱己酰化酶(CHAT),催化胆碱和乙酰辅酶A生成ACh。活性较高，仅存于合成ACh的神经元内。CHAT是胆碱能标志酶.胆碱乙酰化酶(CHAT)胆碱+乙酰辅酶A——ACh+辅酶A乙酰胆碱的储存在CNS内，ACh仅储存于胆碱能神经元中，胆碱能经元末梢中有两个ACh储库，囊泡中和胞浆中，其含量大致各半。囊泡储存：囊泡内含有ACh，ATP和囊泡蛋白。囊泡蛋白为可溶性蛋白质，分子量约10kD。带阳电荷的ACh与带阴电荷的囊泡蛋白和ATP结合储存于囊泡中。两类囊泡：靠近突触前膜的囊泡为活性囊泡，远离前膜的囊泡为储存囊泡。ACh的释放ACh的释放的机制有两个，即从囊泡中以囊泡外排的量子释放和从胞浆直接释放。囊泡假说（vesiclehypothesis）认为突触囊泡相当于递质量子，囊泡内含物的释放相当于量子的释放。囊泡外排作用和递质释放是同步的，一个囊泡释放出一个量子。囊泡假说的基本公式是：囊泡=量子，释放=囊泡外排。囊泡假说得到神经-肌接点微终板电位（miniatureendplatepotentials，MEPPS）电生理实验的证实，近年应用膜片钳技术直接测定终板膜单一通道的导电特性并再次证实。ACh量子释放的研究工作大多是在运动终板上研究的。闸门假说：闸门假说的基本论点是自发的及刺激神经所释出的ACh来自胞浆中的ACh库。闸门假说的基本公式是：量子≠囊泡，释放≠囊泡外排。闸门假说的主要理论根据是末梢胞浆中存在高达50%的ACh；电刺激时胞浆中ACh优先释放，胞浆中ACh耗竭又再充盈，不伴有ACh向囊泡的转移，囊泡中ACh含量在非连续刺激时保持不变。现已证实，在需要极高ACh浓度的部位，如骨骼肌神经-肌接点处胞浆式释放起重要作用。在神经肌接点处静止时，ACh的释放99%为胞浆方式，只有1%为囊泡方式，在刺激时，ACh的释放70%为胞浆方式，30%为囊泡方式。可见，胞浆式释放方式应引起足够重视。酶解失活（i）酶解失活是终止ACh效应的主要机制。释放到突触间隙的ACh主要经胆碱酯酶（AChE）水解，整个水解过程不到0.1ms,从末梢释放的ACh在2ms内即被水解。乙酰胆碱酯酶ACh——胆碱+乙酸乙酰胆碱酯酶：位于突触后膜附近，或突触前膜附近；AChE水解ACh的速率为960nmol/mgprotein/h,水解效率极高。（ii）突触前膜对ACh的重摄取数量极微，无实际意义。2影响乙酰胆碱代谢的药物（1）影响乙酰胆碱生物合成的药物影响乙酰胆碱生物合成的药物目前常见的有密胆碱-3（hemicholium-3,HC-3）、三乙基胆碱和4-（1-萘乙烯）吡啶.密胆碱-3：与胆碱竞争神经末梢上的胆碱高亲和力载体，阻断胆碱转运入梢，从而抑制ACh的生物合成，对低亲和力载体的抑制较弱。不易透过血脑屏障，必须经脑室或脑组织内给药。(2)影响乙酰胆碱释放的药物Ca2+，Mg2+：Ca2+为ACh释放所必需，而Mg2+可阻滞突触前膜摄取Ca2+，从而影响ACh的释放。4-氨基吡啶（4-aminopyridine,4-AP）选择性抑制突触前膜的K+通道，引发继发性Ca2+内流，促使ACh释放。肉毒：是肉毒杆菌在厌氧环境下产生的剧烈毒素，人的致死量是0.3ug。能专一地阻止ACh释放.作用机制很复杂，可能与干扰Ca2+内流有关，也可能是干扰囊泡中某种组分而抑制ACh释放。a-银环蛇毒，黑寡妇蜘蛛毒毒和蝎毒:阻碍囊泡和突触膜正常分离，导致囊泡大量释放ACh，甚至使末梢无囊泡存在。河豚毒（tetrodotoxin,TTX）：能特异性阻滞兴奋性细胞膜内Na+通道，抑制动作电位，剧毒。抗胆碱酯酶药1抗胆碱酯酶药:能与胆碱酯酶(AChE)结合，使酶失去活性，释放的ACh便大量堆积。抗胆碱酯酶药可分为两类：(1)可逆性抗胆碱酯酶药：主要有毒扁豆碱、新斯的明和腾喜龙。毒扁豆碱：一种生物碱，能人工合成，具有可逆性抑制胆碱酯酶的作用，吸收后可出现拟胆碱作用。易透过血脑屏障，对CNS小剂量兴奋，大剂量抑制，中毒时可引起呼吸麻痹。(2)持久性（不可逆性）抗胆碱酯酶药：主要为有机磷酯类，脂溶性很强，易吸入或从皮肤进入神经组织，在AChE酯解部位形成很稳定的磷酸化复合物，使AChE失活，导致ACh积聚。胆碱酯酶与之结合后，时间稍久即难以恢复，引起各种症状，甚至死亡。某些农药、毒气均属有机磷类,为不可逆性抗胆碱酯酶药。大致可分为3类：剧毒类：内吸磷（1059）和对硫磷（1605）强毒类：敌敌畏。低毒类：敌百虫，马拉硫磷和乐果。化学战争武器:许多毒性更大的有机磷酸酯类如塔朋（tabun）沙曼(soman)等有机磷中毒时可用大剂量的阿托品阻滞M-胆碱能症状,辅以人工呼吸抢救。2胆碱酯酶复活剂:能使已被有机磷酸酯类抑制的胆碱酯酶恢复活性的药物。对有机磷中毒病人抢救非常有效。常用的有解磷定和氯磷定。3．乙酰胆碱受体(1)分类:乙酰胆碱受体是一种镶嵌在膜内的蛋白。分为两大类：可被毒蕈(XUN)碱激动的ACh受体，称为毒蕈碱型乙酰胆碱受体（muscatrineacetylcholinereceptor,M-AChR），简称M-受体；可被烟碱激动的ACh受体，称为烟碱型乙酰胆碱（nicotineacetylcholinereceptor,nAChR），简称N-受体。现确认乙酰胆碱受体有五个亚型：M1-M5,均为G-蛋白藕联受体M1受体与Gs蛋白藕联，激活腺苷酸环化酶，使cAMP增加，进而激活蛋白激酶A，与M2受体结合Gi后的效果相反。位于突触后.M2受体与Gi蛋白藕联，抑制胞膜内腺苷酸环化酶的活性，使细胞内cAMP含量下降，导致蛋白激酶A（PKA）活性下降，从而使细胞膜上Ca2+电导下降，细胞出现抑制。一般认为这是位于突触前的M2受体发挥突触前抑制的机制。(2)M型乙酰胆碱受体M1,M3,M5受体与Gq/11蛋白藕联,激活磷酯酶C（PLC），分解磷酸肌醇生成二酰基甘油（DG）和三磷酸肌醇（IP3），它们作为第二信使，又可引起以下变化：DG可激活蛋白激酶C，导至细胞膜Na+电导增加，产生去极化效应。一般认为这是突触后神经元兴奋和平滑肌收缩的机制.M4受体与Go蛋白藕联，激活磷酯酶A2，促进花生四烯酸代谢，又经酯氧化酶作用生成一系列衍生物，导至细胞膜上K+电导增加,Ca2+电导下降。(3)N受体烟碱受体是一个受体家族，它们广泛分布在不同种属动物的中枢和周围神经系统中，如神经骨骼肌接点、植物性神经节及中枢神经元的烟碱受体。N型乙酰碱受体的立体构象模式，五个亚基围绕同一中心形成离子通道，每个亚基各有5个跨膜片段M1-M5.N受体是一个穿过膜脂质双层的糖蛋白多体，以单体或（和）双体形式存在。单体是外观呈玫花状，中心突出质膜外和膜内的圆柱形镶嵌蛋白。离子通道位于圆柱体中心，中心由5个亚基组成，排列成五边形的对称结构，离子通道具有阳离子选择性，允许一、二价阳离子通过。a亚基是活性单位，其上有ACh结合部位。N受体的两个a亚基不同，它们对筒箭毒的亲和力相差2000倍以上，其中一个的二硫键易被氧化，而另一个则相当稳定。烟碱受体有多种亚型。M型和N型受体分子结构的比较M受体N受体(4)乙酰胆碱受体的激动剂和拮抗剂I乙酰胆碱受体激动剂（i）M型受体激动剂毒蕈碱：M型受体激动剂，是一种重要的工具药。其中毒病状有：流涎、流泪、出汗、瞳孔缩小、平滑肌收缩、腹痛、腹泻、虚脱、昏迷、惊厥以至死亡。可用阿托品翻转。毛果芸香碱：是一种生物碱，能引起流涎、恶心、呕吐、出汗和虚脱。槟榔碱：能通过血脑屏障，作用似毛果芸香碱。氧化震颤素：是合成的M受体激动剂，作用似榨榔碱。（ii）烟碱型受体激动剂烟碱，易吸收、毒性大，小剂量能兴奋N1（植物神经节）和N2（神经肌接点）受体，对N1受体的作用更敏感。前者引起心跳加快、促进肾上释放肾上腺素、血压升高、胃酸分泌增多、增加肠蠕动、并诱发呼吸道及冠状动脉疾患，增大剂量可引起肌肉痉挛窒息致死。烟碱易于通过血脑屏障引起CNS的兴奋，出现颤抖惊厥，兴奋血管运动中枢，还可通过上行网状激活系统引起大脑皮层和海马的惊醒反应。iii乙酰胆碱受体拮抗剂（1）M受体拮抗剂:阿托品及合成的类似药能抑制虹膜括约肌和环状肌收缩，鼻、喉、支气管内腺体分泌，减减慢心律，降压，减少唾液腺、胃酸的分泌及胃肠道蠕动。阿托品可通过血脑屏障，大剂量时可引起中枢兴奋狂躁。甲基阿托品不能通过血脑屏障。（2）N1受体拮抗剂六羟季胺和美加明：作用于植物神经节，通过血脑屏障，有阻断中枢N受体的作用。可调控植物神经功能不足，如胃肠运动功能亢进、心血管性高血压。其副作用极明显，如十二指溃疡、体位性低血压、口干、便秘、少尿、食欲不振。（3）N2受体拮抗剂筒箭毒：神经肌接点是筒箭毒的作用部位，筒箭毒通过竞争结合起阻断作用。此作用能为高浓度ACh和新斯的明翻转，主用作肌松剂。筒箭毒及其类似物不易通过血脑屏障。4.中枢乙酰胆碱的生理功能(1)乙酰胆碱参与感觉和运动功能在感觉特异投射系统中有胆碱能神经的参与，在非特异投射系统中，脑干网状结构上行激活系统中有大量胆碱能纤维参与。在运动功能方面，锥体系及大脑皮质的大锥体细胞是胆碱能细胞，脑干和脊髓发出的植物性神经、运动神经都是胆碱能的。在锥体外系中，尾核的ACh和DA