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1、中枢神经系统药理学概论 ...
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中枢神经系统药理概论
第一节 中枢神经系统的细胞学基础
一、神经元
1、神经元(neuron)是CNS的基本结构和功能单位,最主要的功能是传递信息,包括生物电和化学信息。突触是神经元间或神经元与效应器间实现信息传递的部位。
2、典型的神经元由树突、胞体和轴索3部分组成。
3、胞体内含有特别大的细胞核和各种合成细胞生命活动物质所需要的细胞器如粗面内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体等。
4、神经元胞质中尚含有内涵物,包括一些致密小体和色素颗粒如脂褐素等,内涵物出现于成年期,随年龄增长而增加。
5、神经元的细胞骨架由丝状结构组成,包括微管、微丝和神经细丝。
二、神经胶质细胞
1、神经胶质细胞是脑内主要的细胞类型,在人脑其数量占90%左右,是神经元数量的10倍之多,按形态可分为星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞和室管膜细胞,星形胶质细胞是神经胶质细胞的主要组分。脑内神经元间的空隙几乎全由胶质细胞所填充,包围在脑毛细血管周围的细胞以及室管膜细胞都是胶质细胞。髓鞘由Schwann细胞包围裹叠而成,也是一种少突胶质细胞。因此,CNS几乎不存在细胞间隙。
2、胶质细胞的主要功能是支持、营养和绝缘作用,维持神经组织内环境的稳定,在CNS发育过程中引导神经元走向。
三、神经环路
1、神经元参与神经调节往往是通过不同神经元组成的各种神经环路进行的,通过这些神经环路对信息进行处理和整合。
2、神经环路中能进行信息传递作用的部位是突触。一个神经元的树突或胞体能够接受许多轴突末梢的突触联系,这些轴突可以来自一个神经元,也可以来自多个神经元,这种多信息影响同-一个神经元的调节方式称为聚合。一个神经元也可以同时与多个神经元建立突触联系,使信息放大,这种方式称为辐散。
3、CNS存有大量具有短轴突胞体较小的中间神经元,人脑中间神经元数目占神经元总数的99%,这些中间神经元参与脑内各核团间或核团内局部神经环路的组成。
四、突触与信息传递
1、神经元的主要功能是传递信息,神经元之间或神经元与效应细胞之间的信息传递主要通过突触进行。
2、突触由突触前组分、突触后组分和突触间隙等基本结构构成。根据突触传递的方式及结构特点,突触分为电突触、化学性突触和混合性突触。
3、化学性突触是CNS中最重要的信息传递结构。
4、突触传递的过程主要包括神经递质的合成和贮存、突触前膜去极化和胞外钙内流触发递质的释放、递质与突触后受体结合引起突触后生物学效应、释放后的递质消除及囊泡的再循环。
第二节 中枢神经递质及其受体
·中枢神经系统的化学信号传导:
(1)神经递质(neurotransmitters):由突触前末梢释放,在突触后神经元起快速的兴奋或抑制作用。
(2)神经调质(neuromodulators):由神经元或星形胶质细胞释放,可产生缓慢的突触前或突出后反应。
(3)神经营养因子(neurotrophic factors):主要由非神经元分泌,作用于酪氨酸激酶偶联受体,调控基因表达、神经元生长和表型特征。
一、乙酰胆碱
(一)中枢乙酰胆碱能通路
·脑内的胆碱能神经元分布上存在两种类型:
①局部分布的中间神经元,参与局部神经回路的组成。在纹状体、隔核、伏隔核、嗅结节等神经核团均存有较多的胆碱能中间神经元,尤以纹状体最多;
②胆碱能投射神经元,这些神经元在脑内分布较集中,分别组成胆碱能基底前脑复合体和胆碱能脑桥-中脑-被盖复合体。
(二)脑内乙酰胆碱受体
·绝大多数脑内胆碱能受体是M受体。
(三)中枢乙酰胆碱的功能
·中枢ACh主要涉及觉醒、学习、记忆和运动调节。脑干的上行激动系统包含胆碱能纤维,该系统的激活对于维持觉醒状态发挥重要作用。
·纹状体是人类调节锥体外系运动的最高级中枢。
?二、γ-氨基丁酸(GABA)
1、γ-氨基丁酸(GABA)是脑内最重要的抑制性神经递质,。
2、脑内GABA是通过谷氨酸经谷氨酸脱羧酶脱羧而成。
3、脑内广泛存在GABA能神经元,主要分布在大脑皮质海马和小脑。目前仅发现两条长轴突投射的GABA能通路:小脑前庭外侧核通路,从小脑浦肯野细胞投射到小脑深部核团及脑干的前庭核;另一通路是从纹状体投射到中脑黑质。黑质是脑内GABA浓度最高的脑区。
4、GABA受体被分为GABAA、GABAB和GABAC三型。
脑内的GABA受体主要是GABAA受体,GABAc受体目前仅在视网膜上发现。
(1)GABAA受体:是脑内主要的GABA受体,是镇静催眠药和一些抗癫痫药的作用靶点。
· GABAA受体由5种不同的亚基组成(α、β、γ、δ和ρ),每个亚基都是一条多肽链,含有4个跨膜区,5个亚基围绕组成中空的氯离子通道。
·在β亚基上有GABA的结合点,在其他部位也存在一些调节GABA受体氯离子通道的位点,这些调节点包括:苯二氮?类(BZ)、巴比妥类、印防己毒素等的结合点。
(2)GABAB受体:属G蛋白偶联受体家族,激活后,通过G蛋白及第二信使系统介导K+通道开放或Ca2+通道关闭,但不影响氯离子的通透性。
(3)GABAC受体:GABAC受体主要分布在视网膜,受体本身也是氯离子通道,激活可引起Cl-内流,产生快速的IPSP。
?三、兴奋性氨基酸
1、谷氨酸(Glu)是CNS内主要的兴奋性递质,脑内50%以上的突触是以Glu为递质的兴奋性突触,大脑皮质投射到纹状体、丘脑、黑质、红核、楔束核、脊髓的纤维,内嗅皮质至海马下脚及海马投射到隔核、斜角带核、伏隔核、新纹状体等核团的投射纤维都是Glu能纤维。
2、Glu是哺乳动物脑内含量最高的氨基酸,是体内物质代谢的中间产物,也是合成GABA的前体物质。
3、Glu受体可分类:
(1)NMDA受体
配体门控离子通道受体(2)AMPA受体
(3)KA受体
G蛋白偶联受体→亲代谢型谷氨酸受体
(1)NMDA受体:NMDA受体激动时,其偶联的阳离子通道开放,Na+、K+、Ca2+离子通过,高钙电导是NMDA受体的特点之一。
(2)非NMDA受体:包括AMPA受体及KA受体,也是化学门控离子通道受体。受体兴奋时离子通道开启,仅允许Na+、K+离子进出。
(3)亲代谢型谷氨酸受体(mGluRs):通过G蛋白与不同的第二信使系统偶联,改变第二信使的胞内浓度,触发较缓慢的生物学效应。
四、去甲肾上腺素
·脑内去甲肾上腺素能突触传递的基本过程包括递质合成、贮存释放、与受体相互作用和递质的灭活。
·脑内NA能神经元胞体分布相对集中在脑桥及延髓,但NA能神经元胞体密集在蓝斑核,从蓝斑核向前脑方向发出3束投射纤维,分别是中央被盖束、中央灰质背纵束和腹侧被盖-内侧前脑束。3束纤维主要同侧上行支配大脑皮质各区、边缘系统包括扣带回、杏仁核,海马、下丘脑和中脑被盖等核团、丘脑和上、下丘、蓝斑核,另发出投射纤维到小脑,终止于小脑皮质和中央核群。
五、多巴胺
1、多巴胺是脑内最重要的一种神经递质。DA神经元在CNS的分布相对集中,投射通路清晰,支配范围局限,在大脑的运动控制、情感思维和神经内分泌方面发挥重要的生理作用,与帕金森病、精神分裂症、药物依赖与成瘾的发生发展密切相关。
2、脑内DA能神经纤维主要投射至纹状体广泛的边缘系统和新皮质。
3、人类中枢主要存在4条DA通路:
①黑质-纹状体通路:主要支配纹状体,该通路所含有的DA含量占全脑的70%以上,是锥体外系运动功能的高级中枢。
②中脑-边缘通路:主要支配伏隔核和嗅结节。
③中脑-皮质通路:支配大脑皮质的一些区域,如前额叶、扣带回、内嗅脑和梨状回的皮质。
④结节-漏斗通路:主要调控垂体激素的分泌,如抑制催乳素的分泌、促进促肾上腺皮质激素和生长激素的分泌等。