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第四章递质和内源性活性物质

第四章递质和内源性活性物质. 一.关于神经递质的研究概况 二.鉴定递质的条件 三.递质的类型 四.递质受体 五.各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活 六.递质共存和共释放. 一.神经递质和内源性活性物质的研究概况. 1. 1904， Elliott， 冲动传导到交感神经末梢，可能从那里释放肾上腺素，在作用于效应器细胞。 2. 1921， Loewi, 通过蛙心灌流发现“迷走素” 3. Dale, 发现神经肌肉接头处的神经递质是 ACH。 Loewi, Dale 共享1936年诺贝尔奖。

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第四章递质和内源性活性物质

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  1. 第四章递质和内源性活性物质 • 一.关于神经递质的研究概况 • 二.鉴定递质的条件 • 三.递质的类型 • 四.递质受体 • 五.各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活 • 六.递质共存和共释放

  2. 一.神经递质和内源性活性物质的研究概况 • 1.1904，Elliott，冲动传导到交感神经末梢，可能从那里释放肾上腺素，在作用于效应器细胞。 • 2.1921，Loewi,通过蛙心灌流发现“迷走素” • 3.Dale,发现神经肌肉接头处的神经递质是ACH。 Loewi, Dale共享1936年诺贝尔奖。 • 4.1921，Cannon,将刺激交感神经后，从肝脏中分离出的物质命名为“交感素”；1949，这种物质被von Eulur鉴定为去甲肾上腺素，为此获1970年诺贝尔奖。 • 5.1960-今，50多种神经肽被发现。 • 6.1980-1988，Furchgott\Ignarro\Moncade三个研究小组相继发现NO为神经递质,三人共享1998年诺贝尔奖。

  3. 二.鉴定递质的主要条件 • 1.存在：在突触前神经元内有该物质及其合成酶的存在 • 2.释放：从突触前末梢可释放足以在突触后细胞或效应器引起一定反应的物质。 • 3.相同的突触后效应：将适当浓度的该物质人工地施加到突触后细胞上应能引起与由神经诱发的相同反应。 • 4.灭活机制：应找到将该物质从突触间隙中除去的机制。

  4. 三.递质的类型 • （Classification of neurotransmitters） • A.Acetylcholine • B.monoamines • 1,catecholamine • 1.1. Norepinephrine(NE,NA) • 1.2. Dopamine(DA) • 1.3. Epinephrine(E,A，) • 2, indole amine • 5-hydroxy tryptamine, serotonin, 5-HT • C.amino acids • 1. Excitatory Amino Acids: Glutamic Acid and Aspartic Acid • 2. Inhibitory Amino Acids: GABA-Amino butyric Acid and • Glycine • D.peptides, neuropeptides • E.others Purines ATP, Nitric Oxide, • histamine,prostaglandin

  5. 1 胆碱类 乙酰胆碱 Ach, Acetylcholine, • 2 单胺类monoamines • （1） 儿茶酚胺catecholamine, CA • a 去甲肾上腺素 norepinephrine( noradrenaline) • b 多巴胺 dopamine • c 肾上腺素 epinephrine • (2) 吲哚胺（indole amine , IA） • 5-羟色胺（5-hydroxytryptamine, 5-HT, serotonin 血清紧张素） • 3 氨基酸类amino acids • (1) 抑制性氨基酸类：γ-氨基丁酸，甘氨酸 • （2） 兴奋性氨基酸类：谷氨酸，天冬氨酸 • 4 多肽类，神经肽类 • 阿片肽，其他 神经肽 • 5 其他可能的神经递质 putative • 前列腺素，组胺， NO（内皮源性舒张因子），嘌呤类（ATP，腺苷可能是外周抑制性递质，腺苷可能是脑内调质）

  6. 四.递质的受体 membrane R Receptor cytoplasm R ( 甾体激素受体;甲状腺激素受体） nucleus R presynapticR autoreceptor, synthesis, release. homologous R， heterogenous R, for neighboring synapses postsynaptic R ionotropic R：nACh受体，GABAA受体， metabotropic R：Adrenergic receptor， mACh受体

  7. ligand-gated ion channel R: nACh R;Glu R1-Glu R4(AMPA Rs) Ionotropic glutamate R(iGluRs): defined by selective agonist AMPA/Kainate R: NMDA R Peptide-binding R: Adrenergic R: G protein-linked R: hormone R; photoreceptor Neurokinin A R Rhodopsin: light;in retinal rod cell;7TM super family; opsin; ophthalmogy; bata-blocker;photo R Cone opsins: colour vision;

  8. ionotropic R（促离子通道型受体） ： 受体本身不是独立的蛋白质，它的一或二个亚基为受体的结合位点同时又与另外亚基共同构成离子通道，此类受体能引起通道的快速改变，产生兴奋性或抑制性突触后电位，在1ms内产生在10ms内消失。 如：nAch受体，GABAA受体，甘氨酸受体和谷氨酸受体（3种促离子型受体，1种促代谢型受体），它们介导了中枢和周围神经系统的快速突触传递。

  9. metabotropic R (代谢型受体)： 信号通过G蛋白介导的细胞内的生物化学反应，这种反应类似于一种代谢反应。 促代谢型型受体: 7TM， 如：adrenergic R，1A，1B，2A，2B，2C；1，2，3； DA（D1-D5） 5HT （5HT1A，5HT1B，5HT 1D，5HT 1E，5HT1F，5HT 2A，2B，2C，3-5，6） Ach（M1，M2，M3，M4，M5）

  10. 五.各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活五.各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活 • 1.乙酰胆碱（Acetylcholine,Ach） • 1）合成（Biosynthesis） • ChAT • acetyl coenzyme A+choline Acetylcholine+CoA 乙酰辅酶 A +胆碱 胆碱乙酰化酶 乙酰胆碱+辅酶 A Ach synthesized in terminal; 胆碱乙酰化酶 (ChAT) synthesized in cell body; 2） 储存（）：胞浆50%，小泡内50%

  11. （五）各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活 1.已酰胆碱（Acetylcholine,Ach • 3）释放（release）： • 闸门学说：递质释放是从蛋白质介导的膜闸门中直接排出的结果。 • 量子释放学说：突触小泡相当于递质量子，小泡内容物的释放相当于量子释放，小泡的外排作用和递质的释放是同步的。 • 4）扩散（diffusion ）

  12. （五）各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活 1.已酰胆碱（Acetylcholine,Ach • 5）灭活（Inactivation）： • 酶解（ enzyme degradation） • AChE(acetylchione acetylhydroase;乙酰胆碱酯酶；AChE synthesized in cell body; • Ach+ H2O 乙酰胆碱酯酶acetate +choline(Na dependent choline transporter) • BChE(acetylchione acylhy-droase；丁酰胆碱酯酶；假性乙酰胆碱酯酶） • 重新摄取（ reuptake）

  13. 6）影响因素

  14. 7）胆碱能神经元的分布与投射（location and Projection local circuit neuron，Projection neuron） 胆碱能躯体运动和内脏运动系统 胆碱能脑干网状结构上行激活系统 胆碱能大脑皮层和边缘系统 胆碱能小脑系统

  15. 8）胆碱能受体 nAchR:ligand-gated ion channel; mAChR:metabotropic R; N，CNS (Renshaw cell)，PNS M, CNS: M1: postsynaptic R; M2:presynaptic R nAchR: in PNS: fast transmission and neuromuscle junction mAChR:smooth muscular, cardiac muscle and glands and respond to Ach released from the autonomic nervous system M1，nervous tissue M2，heart，nerve，smooth muscular M3，external glands

  16. 中枢神经元烟碱受体 中枢型 α-BGP（α-银环蛇毒素）/烟碱结合蛋白 N型受体： （烟碱受体） 骨骼肌/电器官烟碱受体 周围型 神经节烟碱受体

  17. 受体（Receptor） 能够对特定的生物活性物质具有识别、选择性的结合能力的生物大分子。 • 激动剂：能够与受体特异性的结合并产生生物效应的化学物质称为激动剂（agonist）。 • 拮抗剂：仅能与受体发生特异性的结合，但不产生生物效应的化学物质称为拮抗剂（antagonist）. • 反向激动剂（负性拮抗剂）：与受体的非活性构像状态有亲和力，与受体结合后产生与激动剂作用相反的效应的化学物质称为反向激动剂（inverse agonist）。

  18. nAch Receptor Structure, Agonist, Antogonist, PNS α,α,β,γ,δ nicotine (烟碱) （筒箭毒碱） N1 N-M junction 十烃季胺 N2 植物神经节 六 烃季胺 CNS 8α，3β α-BGP （α-银环蛇毒素） mAch Receptor 7TM 阿托品

  19. 8）Relative Physiology Function 1.motivation 2.thermoregulation 3.pain perception 4. Foodintake 5.aggression 6.sleep and waking 7. Learning and memory 8. Disorder: AD, PD

  20. Relative Physiology Function • Motor function • Learning and memory • Sleep and wakefulness • Eaton-lambert syndrome: lower Ach • AchE disfigurement : lower actively enzyme • 有机磷毒剂中毒： • 真性乙酰胆碱酯酶和假性乙酰胆碱酯酶的强烈抑制剂 • AD(Alzheimer): degeneration in chlionergic neruons • PD: AChE • Myasthenia gravis:骨骼肌烟碱受体自家免疫性疾病。 • Anti-R antibody in plasma

  21. 2.单胺能神经系统（monoamine） 儿茶酚胺生物合成 去甲肾上腺素能神经系统 肾上腺素能神经系统（adrenergic） section N2 多巴胺能神经系统 (dopaminergic) section N1 吲哚胺 5-羟色胺能神经系统 section N1

  22. 儿茶酚胺生物合成: Tyrosine tyrosine hydroxylase ( TH) tyr氨酸羟化酶 L-Dopa dopa decarboxylase (DDC) 多巴胺脱羧酶 Dopamine dopamine bata-hydroxylase (DBH) 多巴胺羟化酶 Norepinephrine (NE), noradrenaline(NA) phenylethanolamine-N-methyl transferase(PNMT) 苯乙醇胺氮位甲基移位酶 epinephrine (NE), adrenaline(NA) Enzyme of degradation : (Monoamine oxidase,MAO) 单胺氧化酶 Catechlo-O-methyl transferase,COMT) 儿茶酚胺氧位甲基移位酶

  23. 酪氨酸（tyrosine, tyr） • 酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH) • L--多巴(L-dopa) • 多巴脱羧酶(dopa-decarboxylase,DOPA-DC) • 多巴(dopamine, DA) • 多巴胺-β羟化酶(DA--β hydroxylase,DβH) • 去甲肾上腺素(noradrenaline, NA) • 苯乙醇胺-N-甲基转位酶 • (phenylethanolamine-N-methyl-transferase， • PNMT) • 肾上腺素(adrenaline, AD/epinephrine, E)

  24. 多巴胺能神经系统 Biosynthesis Inactivation reuptake enzyme degradation（MAO，COMT） location and Projection A8,A9,A10-----A16; midbrain Receptor D1,D2,D3,D4,D5-----

  25. DA Receptor Structure, Agonist, Antogonist, D1: 446aa; 7TM; SKF 38393; SCH23390 D2, D3, D4, D5,

  26. 酪氨酸（tyrosine, tyr） • 酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH) • L--多巴(L-dopa) • 多巴脱羧酶(dopa-decarboxylase,DOPA-DC) • 多巴(dopamine, DA) • 多巴胺-β羟化酶(DA--β hydroxylase,DβH) • 去甲肾上腺素(noradrenaline, NA) • 苯乙醇胺-N-甲基转位酶 • (phenylethanolamine-N-methyl-transferase， • PNMT) • 肾上腺素(adrenaline, AD/epinephrine, E)

  27. 去甲肾上腺素能神经系统 Biosynthesis Inactivation reuptake enzyme degradation（MAO，COMT） location and Projection Pons，modulla oblongata Receptor alpha1,alpha2,,beta1.beta2

  28. 酪氨酸（tyrosine, tyr） • 酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH) • L--多巴(L-dopa) • 多巴脱羧酶(dopa-decarboxylase,DOPA-DC) • 多巴(dopamine, DA) • 多巴胺-β羟化酶(DA--β hydroxylase,DβH) • 去甲肾上腺素(noradrenaline, NA) • 苯乙醇胺-N-甲基转位酶 • (phenylethanolamine-N-methyl-transferase， • PNMT) • 肾上腺素(adrenaline, AD/epinephrine, E)

  29. 肾上腺素能神经系统 • BiosynthesisInactivation location and Projection C1,C2,C3 • Receptor • Structure, Agonist, Antogonist, • 1A: 466aa;7TM; WB4101, phentolamine •  1B • 1D phenoxybenzamine • 2A • 2B Prazosin • 2C Prazosin • 1 心得宁，心得安（  ） • 2 • 3

  30. 5-羟色胺能神经系统 Biosynthesis tryptophan,TP tryptophan hydroxylase, TPH (色氨酸羟化酶) 5-hydroxy tryptophan, 5-HTP 5-HTP decarboxylase,5-HTPDC（ 5-HTP脱羧酶） 5-HT Inactivation reuptake enzyme degradation（MAO，COMT） location and Projection 90% neuron 存在于消化道，1-2%的位于中枢 B1,B2,B3,---B9.pons,modulla oblongata, midbrain Receptor 5-Ht1,5-HT2,5-HT3,5-HT4---

  31. Inactivation reuptake enzyme degradation（MAO，COMT） location and Projection 90% neuron 存在于消化道，1-2%的位于中枢 B1,B2,B3,---B9.pons,modulla oblongata, midbrain Receptor 5-Ht1,5-HT2,5-HT3,5-HT4---

  32. Receptor Structure, Agonist, Antogonist, Effector 5-HT1A: 421 aa; 7TM; 8- OHDPAT; WAY100135; cAMP 5-Ht1A,1B,1D,1E,1F: 7TM 5-HT2A,2B,2C:7TM 5-HT3: ion channel 5-HT4: 7TM 5-HT5,6,7: 7TM

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