神经、精神疾病的生物化学

神经、精神疾病的生物化学 董雷鸣

commander

第一节概述 神经系统 ——是由神经组织相互联系构筑的一个错综复杂的电及化学信号网络,借此协调控制人的运动、感觉、语言、记忆、思维和情绪。

中枢神经系统 • 脑 • 脊髓 • 周围神经系统 • 脑神经(12对) • 脊神经(31对) 神经系统

神经元（神经细胞） 神经胶质细胞及间质神经组织（微观）

神经元的结构

维持神经系统正常功能所需条件： • 神经组织的正常生长 • [能量,营养及神经生长(营养)因子] • 神经细胞的外在环境 • （脑脊液） • 神经细胞间的信号传递 • （神经递质及其受体）

一、脑脊液与血脑屏障 （一）脑脊液的形成与功能 1、形成： ——主要由脉络丛生成。

脑脊液的主要功能： • 运送营养物质，带走代谢产物 • 保护作用，避免震荡冲击 • 脑内触脑脊液神经元感受内环境变化的窗口及其分泌激素的运输通道 • 调整颅内压

脑脊液的成分特点： • 较多的电解质 • 较少的葡萄糖 • 微量的蛋白质

2、血脑屏障 ——血-脑之间选择性阻止各种物质由血入脑的“屏障”。（1）结构 • 毛细血管内皮细胞 • 基膜 • 星形胶质突起形成的血管鞘

1）通过血脑屏障的方式 • 扩散 • ——水、气体和高脂溶性物质 • 载体转运 • ——葡萄糖、氨基酸和各种离子成分 • 2）蛋白质不易通过（2）血脑屏障的选择通透性

二、神经组织的生物化学特点 （一）糖代谢正常条件下，神经组织最重要和唯一有效的能量来源。糖原含量少。糖代谢方式：主要是有氧氧化，其次是糖酵解。

（二）脂类代谢 除脂肪组织外，神经系统是含脂质最多的组织。脑组织以类脂为主，包括甘油磷脂、鞘脂、胆固醇等。饥饿时酮体可部分代替葡萄糖供能。

（三）蛋白质代谢 神经组织蛋白质含量丰富,包括清蛋白、球蛋白、核蛋白和神经角蛋白等。氨基酸代谢

（四）核酸代谢 脑中RNA含量特别高。（五）水和电解质代谢脑和脊髓含水量丰富。神经元含多种离子通道，功能活跃。

（六）能量代谢 脑耗氧量明显高于其他组织的耗氧量，主要由葡萄糖有氧氧化提供。（→对缺氧和缺糖极敏感）脑内ATP处于高水平，迅速生成和利用。

三、神经递质的生物化学 神经递质（neurotransmitter）： ——神经元间或神经元与靶细胞（肌肉、腺细胞）间起作用的化学物质。

几种重要的神经递质：

四、神经生长因子和神经营养因子 ——是一组维持生存所必需的基本营养物质以外的，对神经细胞起特殊营养作用的多肽分子。作用：促进神经细胞的生长和延长其生存时间。

第二节神经和精神疾病的生物化学 神经系统疾病： ——是指脑、脊髓及周围神经由于感染、血管病变、外伤、肿瘤、中毒、免疫障碍、变性、遗传、营养缺陷和代谢障碍等因素所致的疾病。基本病理改变 —— 神经元变性

精神疾病： ——是以精神活动失调或紊乱为主要表现的一类疾病。

一、神经变性的生物化学基础 神经变性病： ——以神经元变性为主要病理改变。特点： ——中枢神经系统中某个或某些特定的部位的神经元进行性变性以至坏死，伴有胞质内结构紊乱，或出现包涵体等，但无炎症或异常物质的累积。

（一）基因突变

——线粒体DNA缺陷 →线粒体功能障碍（二）能量代谢缺陷

SOD等 清除自由基（free radical） ——指在原子核外层轨道上带有不配对的电子。（三）自由基分子代谢自由基增多： →线粒体损伤 →神经细胞DNA损伤 →可促进兴奋性氨基酸释放

（四）兴奋性氨基酸释放过度 谷氨酸、天冬氨酸、红藻氨酸等 ——作用于相应的受体→诱使离子通道开放→通过离子触发一系列对细胞造成损害的反应，产生毒性效应。

（五）异常钙离子通道开放与Ca2+效应 （六）异常蛋白磷酸化和蛋白糖基化作用（七）神经细胞凋亡（apoptosis）（八）神经营养因子缺乏

遗传性神经系统疾病： 帕金森病（Parkinson disease）亨廷顿病（Huntington Disease）阿尔茨海默病（Alzheimer disease）

Parkinson disease

临床表现： 静息震颤肌强直随意运动减慢姿势不稳

诊断和试验： • 家族史 • 临床表现 • 病理检查 • 基因检测无帕金森者DNA和氨基酸序列帕金森患者DNA和氨基酸序列

分子遗传病理 • PARK1(SNCA)基因编码α-synuclein 蛋白 • PARK2基因编码Parkin蛋白家族性帕金森1型遗传性帕金型青年帕金森病

Huntington Disease 一种常染色体显性遗传病，其发病率为1/10000。

临床表现：进行性舞蹈样徐动症强直，痴呆通常伴有癫痫临床表现：进行性舞蹈样徐动症强直，痴呆通常伴有癫痫

诊断和试验： • 阳性家族史 • 特征性临床表现 • HD基因的检测

分子遗传病理 ——异常基因产物为：HD基因中的CAG被转译为一段聚谷氨酸，该段在聚谷氨酸重复扩展时可致蛋白质的结构和生物化学特性改变。可能具有细胞毒性作用，致使神经元损伤。

Alzheimer disease 是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病。

临床表现：认知和记忆功能不断恶化日常生活能力进行性减退伴有各种神经精神症状和行为障碍。临床表现：认知和记忆功能不断恶化日常生活能力进行性减退伴有各种神经精神症状和行为障碍。

诊断和试验： • 临床表现 • 神经影像 • 神经病理 • 基因检测

分子遗传病理

精神分裂症（schizophrenia） 以精神活动互不协调，脱离现实环境为特征，最常见的精神病。

临床表现： 阳性行为 ——幻觉、错觉和怪异行为阴性行为 ——社交回避和情绪迟钝等

发病机制： 多巴胺功能亢进遗传因素

第三节神经和精神疾病生物化学诊断 一、蛋白质检查（一）总蛋白质（标本：CSF） CSF中蛋白质一部分是血浆中小分子量蛋白质经血脑屏障的毛细血管内皮细胞孔隙进入，以清蛋白为主，另部分为中枢神经系统本身合成，含量甚微。一般成人超过450mg/L为病理性升高。 CSF免疫电泳可提示血脑屏障渗透性改变的严重程度。

（二）蛋白指数 • 清蛋白指数 ——衡量血脑屏障损害程度； • IgG和清蛋白比率和免疫球蛋白指数 ——辅助诊断脱髓鞘疾病

（三）特异性蛋白质 • 淀粉样蛋白 • 淀粉样蛋白前体 • C反应蛋白 • 微球蛋白 • 免疫球蛋白 • 神经组织特异蛋白

——LDH及其同工酶、AST、CPK、酸性磷酸酶、核糖核酸梅、多巴胺羟化酶、蛋白酶和鸟嘌呤酶、乙酰胆碱酯酶、葡萄糖苷酶等——LDH及其同工酶、AST、CPK、酸性磷酸酶、核糖核酸梅、多巴胺羟化酶、蛋白酶和鸟嘌呤酶、乙酰胆碱酯酶、葡萄糖苷酶等二、酶活力测定 →CSF中酶浓度一般不受中枢神经系统以外疾病的影响，活力测定可反映中枢神经系统病变。

——Ach、DA及HVA、5-HT及5-HTAA、GABA、谷氨酸、神经肽等。——Ach、DA及HVA、5-HT及5-HTAA、GABA、谷氨酸、神经肽等。三、神经递质的检查 →神经递质对中枢神经系统功能和精神活动起重要作用，某些神经系统的疾病及精神病可表现相应递质的变化。

四、基因诊断

神经、精神疾病的生物化学

神经、精神疾病的生物化学

Presentation Transcript