突触传递（临床医学5年制）.ppt

突触传递医学院 l 概论l 突触类型 （电突触、化学突触） (Electrical synapses/Chemical synapses)l 化学突触传递的原理 - 神经递质Neurotransmitters (NT) - 合成与储存Synthesis and storage - 释放 Release - 受体与效应器 Receptors and effectors - 复原与降解 Recovery and degradation - 神经药理学 Neuropharmacologyl 突触整合的原理 兴奋性突触后电位 (EPSPs)的整合 树突特征的贡献 抑制 (Inhibition) 调制 (Modulation)Introduction十九世纪末，人们已认识到信息从一个神经元到另一个神经元的传递发生在神经元间特殊的位点 （例：疼痛的反应） 突触 Synapse (1897 Charles Sherrington) 突触传递 two hypothesis Argued for a century on its physical nature. 电突触 - Electrical synapse (Proven in 1959 by E. Furshpan and D. Potter in crayfish) 化学突触 - Chemical synapse 1. 1921年Otto Loewi获得可靠证据; 2. B. Katz等证明神经肌接头的快速传递是化学介导的 3. 1951年John Eccles用玻璃电极研究了哺乳动物中枢神经系统（CNS）的突触传递 4. 过去十年, 研究分子的新技术显示突触是很复杂的装置是一项重要的研究主题IntroductionIntroductionOtto Loewi (1873-1961), 德国出生的药理学家, 乙酰胆碱（acetylcholine）发现者，1936年医学生理学诺贝尔奖获得者 来自1921年复活节周日的梦中灵感的著名实验：发现“迷走物质” “vagusstoff”, 后来被证明是乙酰胆碱（acetylcholine）, 显示突触传递采用化学信号物质。

Types of synapses 突触是神经元特化的连接，是一个神经元与另一个神经元或其他细胞（如肌肉或腺体细胞）接触和交换信息的部位神经元间信息单向流动，或从神经元流向其靶细胞前者为突触前（ presynaptic）后者接受信息的靶细胞称之为突触后（ postsynaptic ）电突触（Electrical synapses） 六个connexins形成一个通道，称之为connexon, 两个connexon (各来自一个细胞) 形成一个gap junction 通道 通道的孔相对较大，直径12 nm, 足以允许细胞内离子及许多小分子有机分子透过其直接从一个细胞到另一个细胞Types of synapses 一个gap junction将两个细胞的神经突起连接在一起六个connexin亚基构成一个 connexon，两个connexon形成gap junction通道，许多这样的通道构成了一个gap junctionTypes of synapses电突触的功能特征：双向等效通过电耦合快速, 如是大的电突触则从不出错 (fail-safe) ，因此，一个突触前神经元的动作电位几乎同时会产生一个突触后神经元的动作电位。

在无脊椎动物，如小龙虾，在介导逃跑反应的神经通路中的感觉和运动神经元之间常常会看到有电突触Types of synapses电突触也存在于脊椎动物的神经系统中枢神经系统各部分均有在电耦合的神经元间，突触前的动作电位可以引起一个小的离子流，跨过gap junction channels流入另一个神经元，产生突出后电位（postsynaptic potential, PSP)哺乳动物脑由单个电突触产生的PSP通常很小其峰值约1 mV或更小这样，仅凭该电位是不足以触发突触后细胞的动作电位的哺乳动物电突触具体的作用因脑区不同而不同 (如：同步化synchronize;发育协调 developmental coordination;). 见教科书，Box 5-2 by Michael V. L. BennettTypes of synapses 电突触： (a) 缝隙连接（gap junction）偶联了二个神经元构成一个电突触；(b) 一个神经产生一个动作电位导致一个小的离子流通过缝隙连接通道进入另一个神经元，诱导一个突触后电位（PSP）Types of synapses化学突触（化学突触（Chemical synapses）一般概念: 突触间隙（synaptic cleft） (2050 nm ), 充满纤维状细胞外蛋白质混合物，这种细胞间基质的功能之一就是使突触前后细胞膜相互粘附在一起。

突触前组分（presynaptic element）, 通常是轴突末梢 突触囊泡（synaptic vesicles） (直径50 nm), 储存神经递质（neurotransmitter）用于与突触后神经元通讯 分泌颗粒（secretory granules ）(直径约100 nm的囊泡) 含有可溶性蛋白 (电镜下呈暗色，也称大致密核心囊泡 large dense-core vesicles) 膜特化区（Membrane differentiations) 突触两侧膜结构 活化区（活化区（Active zone） 椎体状，神经递质释放位点 突触后致密区（突触后致密区（ postsynaptic density）含有受体使得细胞间信号转换成细胞内信号化学突触的组分Types of synapsesPresynaptic axonPostsynaptic spinePostsynaptic densityActive zoneAstrocyteCoated vesicleDense-core vesicleDouble-walled vesicleEndo. ReticulumMitochondrionPunctum adhaerensSynaptic cleftSynaptic vesicleTypes of synapsesDifferent types in of synapse in the CNS (CNS synapses) The sizes and shapes of CNS synapses also vary widelyAxodendritic, Axosomatic, axoaxonic, dendrodendritic synapses.Types of synapsesChemical synapses as seen with EM(left) A fast excitatorysynapse in the CNS (right) A synapse in the PNS, with numerous dense-core vesiclesDCVAZMtPresynapticPostsynapticVSynaptic arrangements in the CNS. (a) An axodendritic synapse. (b) An axosomatic synapse. (c) An axoaxonic synapse.Types of synapsesVarious sizes of CNS synapses. Notice that larger synapses have more active zones.Types of synapsesTwo categories of CNS synaptic membrane differentiations. (a) A Grays type I synapse is asymmetrical and usually excitatory.(b) A Grays type II synapse is symmetrical and usually inhibitory.Types of synapsesSynaptic junctions also exist outside the central nervous system. Axons of the autonomic nervous system innervate glands, smooth muscle, and the heart. Neuromuscular junctions occur between the axons of motor neurons of the spinal cord and skeletal muscle. NMJ has many of the structural features of chemical synapses in the CNS.Neuromuscular synaptic transmission is fast and reliable. An AP in the motor axon always causes an AP in the muscle cell it innervates (What structural features for this reliability?)Most knowledge from the research on NMJ transmission.Types of synapsesThe neuromuscular junction. The postsynaptic membrane, known as the motor endplate, contains junctional folds with numerous neurotransmitter receptors.Types of synapsesPrinciples of chemical synaptic transmissionThere basic requirements for chemical synaptic transmission:pSynthesis and package into vesicles of neurotransmitter (NT); pRelease of vesicle NT to cleft in response to a presynaptic AP; pInduction of an electrical or biochemical response to NT in the postsynaptic neuronpClearance of NT from the synaptic cleft And, occur very rapidly to be useful for sensation, perception, and the control of movement.Principles of chemical synaptic transmissionNeurotransmitters （three chemical categories） g-氨基丁酸 乙酰胆碱 胆囊收缩素 谷氨酸 多巴胺 强腓肽 甘氨酸 肾上腺素 脑啡肽 组胺 N-乙酰门冬氨酰谷氨酸 去甲肾上腺素 神经肽Y 5-羟色胺 生长抑素 P物质 促甲状腺素释放激素 血管活性肠肽Neurotransmitters Three chemical categories Amine, amino acid, peptide Secretory granules and synaptic vesicles Often co-exist in the same axon terminalsamine + peptideamino acid + peptide Diffe。