神经系统生化

神经系统生物化学（BiochemistryintheNervousSystem)本章主要内容神经组织的化学组成神经组织的物质代谢神经递质与受体神经递质与神经系统疾病神经系统中枢神经系统外周神经系统（脑、脊髓）（脑神经、脊神经、植物性神经和神经节）树突胞体轴突髓鞘神经末梢神经元基本功能单位大脑皮质高级神经中枢(突触)第一节神经组织的化学组成一、髓鞘的脂类组成主要：鞘磷脂其次：胆固醇/甘油磷脂/半乳糖苷脂4：3：2二、髓鞘的蛋白质组成主要：酸性蛋白碱性蛋白（18KD,170AA,pI=10.6)复合物碱性蛋白三磷酸肌醇+抗体肢端麻痹症（脱髓鞘病动物模型）第二节神经组织的物质代谢一、能量与糖代谢特点：能量代谢率高耗氧量大，对缺氧敏感正常：葡萄糖为主要能源异常：可利用酮体主要途径：有氧氧化己糖激酶：低Km;高Vmax主要调节酶：磷酸果糖激酶二、脂代谢和核酸代谢（一）脂代谢神经鞘磷脂胆固醇脑苷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱磷脂酰肌醇慢快（二）核酸代谢特点:mRNA高缺乏氨基甲酰磷酸合成酶II尿苷UMPTMPCMPATPADP三、氨基酸代谢特点：有较多游离氨基酸包括：Glu、Asp、-氨基丁酸Gln、牛磺酸等四、脑物质代谢性疾病（一）脱支酶缺乏症低血糖性癫痫发作（二）3-磷酸甘油酸激酶缺乏症溶血性贫血和神经症状（三）鞘脂累积病鞘磷脂沉积症先天性缺乏鞘磷脂酶进行性痴呆、耳聋、惊厥发作（四）氨基酸代谢病病因:先天性酶缺陷氨基酸转运障碍神经症状:智力障碍惊厥发作共济失调等如:苯丙酮酸尿症苯丙氨酸酪氨酸苯丙氨酸羟化酶转氨酶苯丙酮酸苯乙酸苯乳酸苯丙酮酸尿症神经损伤脑组织生化机制：智力障碍、惊厥等（五）遗传性核酸代谢病病因:先天性酶缺陷如：痛风症（自毁容貌综合症）原发性病因：先天性缺乏:次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)第三节神经递质及其受体一、神经递质概述受体神经递质突触后膜突触前膜突触后膜神经末梢突触受体（一）神经递质的特点1.存在于神经末梢2.受刺激时自突触前膜释放，作用于突触后膜受体3.外源给予可出现相同生物效应4.药物可阻断效应5.存在有効灭活机制1.胆碱类：乙酰胆碱2.单胺类：多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、组胺3.氨基酸类：兴奋性（Glu;Asp)抑制性（-氨基丁酸;Gly)4.神经肽类：阿片肽类P物质等（二）神经递质的分类二、神经递质的代谢（一）乙酰胆碱(Acetylcholine,Ach)1.生物合成原料：胆碱乙酰CoA卵磷脂水解重新摄取葡萄糖氧化脂肪酸-氧化胆碱乙酰胆碱胆碱乙酰转移酶乙酰CoACoA过程：三种方式酶解失活重新摄取2.灭活扩散失活乙酰胆碱胆碱乙酸乙酰胆碱酯酶+（AchE)有机磷农药AchE—OHAchE—有机磷酰基解磷定两类烟碱（nicotine)受体(N型)毒蕈碱(muscarine)受体(M型)3.受体（与G-蛋白偶联受体）（化学配体门控离子通道受体）(二）儿茶酚胺类(catecholamine,CA)三种去甲肾上腺素（norepinephrine,NE)(noradrenaline,NA)多巴胺(dopamine,DA)肾上腺素（epinephrine,E)(adrenaline,A)A:R=CH3,-OHDA:R=HNA:R=H,-OHHO—HO—HHH—C—C—NHHR儿茶酚胺1.生物合成原料：酪氨酸(Tyr)限速酶：酪氨酸羟化酶（tyrosinehydroxylase,TH）过程：THTyr多巴DANAA脱羧酶羟化酶转甲基酶胞液囊泡胞液BH4O2H2OCO2O2SAM（四氢生物蝶呤）（S-腺苷蛋氨酸）两种方式酶解失活重新摄取2.灭活单胺氧化酶(MAO)儿茶酚氧位甲基转移酶NA与A-受体-受体3.受体123123DAD1受体D2受体(三）5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)血清紧张素（serotonin)1.生物合成原料：色氨酸(Trp)限速酶：色氨酸羟化酶（tryptophanehydroxylase,TPH）过程：TPHTrp5-羟色氨酸（5-HTP）脱羧酶5-HTCO2两种方式酶解失活重新摄取2.灭活5-HTMAO5-羟吲哚乙醛5-羟吲哚乙酸（5-HIAA)醛脱氢酶酶解失活：三种5-HT15-HT1C3.受体5-HT1D5-HT25-HT35-HT1A5-HT1B(四）组胺(histamine,HA)1.生物合成原料：组氨酸(His)HisHA组氨酸脱羧酶•小血管扩张物质•促胃蛋白酶与胃酸的分泌•过敏时释放↑CO2过程:2.灭活———酶解失活HA甲基转移酶3-甲基咪唑乙酸MAO3-甲基组织胺SAM三种H13.受体H2H3(五）兴奋性氨基酸(excitatoryaminoacids,EAA)1.生物合成原料：-酮戊二酸草酰乙酸GluAsp-酮戊二酸-酮酸氨基酸Glu草酰乙酸-酮酸氨基酸Asp转氨酶转氨酶•过程：3.受体2.灭活———重新摄取五种NMDAAMPAKAL-AP4ACPD(亲代谢型）Ca2+细胞膜膜外膜内NMDA受体GluGlyGlu,Gly:协同激动剂Ca2+(六）抑制性氨基酸(inhibitoryaminoacids)1.生物合成原料：GluSerGluGABAGlu脱羧酶SerGly羟甲基转移酶CO2-氨基丁酸（GABA）Gly过程：两种GABAA3.受体GABAB2.灭活———重新摄取三、神经递质与神经系统疾病受体肌肉收缩无力发病机制：自身免疫系统疾病产生乙酰胆碱受体的抗体（一）胆碱能递质与重症肌无力结合受体功能外周神经肌肉接头处胆碱能递质系统病变（二）多巴胺递质与帕金森氏病（Parkinson’sdisease,PD)中枢神经锥体外系器质性病变震颤、肌强直、动作减少DA与Ach失平衡纹状体DA黑质DA能神经元退行性病变病理学特征：（三）GABA递质与癫痫（epilepsy)特征:惊厥发作黑质、纹状体、杏仁核内GABAEAA发病机制：(四）EAA递质与缺血性脑损伤EAA毒性作用Ca2+内流激活NMDAREAA脑缺血神经损伤复习题1.神经组织物质代谢有哪些特点？2.苯丙酮酸尿症发病的生化机制是什么？3.试述Ach、CA、兴奋性与抑制性氨基酸递质的合成过程、主要灭活方式和受体类型。4.简述PD的病因和脑缺血时EAA的毒性作用。