(一)外周神經(jīng)遞質(zhì)
1、乙酰膽堿
在蛙心灌注實驗中觀察到,刺激迷走神經(jīng)時蛙心活動受到抑制,如將灌流液轉(zhuǎn)移到另一蛙心制備中去,也可引致后一個蛙心的抑制。顯然在迷走神經(jīng)興奮時,有化學(xué)物質(zhì)釋放出來,從而導(dǎo)致心臟活動的抑制。后來證明這一化學(xué)物質(zhì)是乙酰膽堿,乙酰膽堿是迷走神經(jīng)釋放的遞質(zhì)。以后在許多其他器官中(例如胃腸、膀胱、頜下腺等),刺激其副交感神經(jīng)也可在灌注液中找到乙酰膽堿。由此認為,副交感神經(jīng)節(jié)后纖維都是釋放乙酰膽堿作為遞質(zhì)的。釋放乙酰膽堿作為遞質(zhì)的神經(jīng)纖維,稱為膽堿能纖維。 自主神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)末梢的化學(xué)傳遞
人進行了上頸交感神經(jīng)節(jié)的灌流,見到刺激節(jié)前纖維可以灌流液中獲得乙酰膽堿,所以節(jié)前纖維的遞質(zhì)也是乙酰膽堿?,F(xiàn)已明確軀體運動纖維也是膽堿能纖維。節(jié)前纖維和運動神經(jīng)纖維所釋放的乙酰膽堿的作用,與菸堿樣作用(N樣作用);而副交感神經(jīng)節(jié)后纖維所釋放的乙酰膽堿的作用,也毒蕈堿的藥理作用相同,稱為毒蕈堿樣作用(M樣作用)。 2、去甲腎上腺素
交感神經(jīng)節(jié)后纖維的遞質(zhì)比較復(fù)雜。本世紀初,有人見到腎上腺素對效應(yīng)器的廣泛作用與交感神經(jīng)的作用極為相似,因此設(shè)想交感神經(jīng)可能是通過末梢釋放腎上腺素而對效應(yīng)器起作用的。后來,在貓的實驗中觀察到,刺激支配尾巴的交感神經(jīng)可以引致尾巴上毛的豎立和血管收縮,同時該動物的去神經(jīng)支配的心臟活動加速;如果將自尾巴回流的靜脈結(jié)扎,再刺激這一交感神經(jīng)就只能引致尾巴上毛的豎立和血管收縮,卻不能引致心臟活動的加速。由此設(shè)想,支配尾巴的交感神經(jīng)末梢能釋放一種化學(xué)物質(zhì),由靜脈回流于心臟,這種物質(zhì)在當(dāng)時稱為交感素。交感素比乙酰膽堿的性質(zhì)穩(wěn)定,當(dāng)有大量釋放時不易破壞,在一般情況下有可能經(jīng)血液循環(huán)作用于較為遠隔的效應(yīng)器官。后來,在刺激支配其他器官的交感神經(jīng)時,均證明靜脈血中出現(xiàn)交感素。曾有人指出,交感素是去甲腎上腺素和腎上腺素的混合物,而主要是去甲腎上腺素?,F(xiàn)已明確,在高等動物中由交感神經(jīng)節(jié)后纖維釋放的遞質(zhì)僅是去甲腎腺上素,而不含腎上腺素;因為在神經(jīng)末梢只能合成去甲腎上腺素,而不能進一步合成腎上腺素,由于末梢中不含合成腎上腺素所必需的苯乙醇胺氮位甲基移位酶。釋放去甲腎上腺素作為遞質(zhì)的神經(jīng)纖維,稱為腎上腺素能纖維。但是,不是所有的交感神經(jīng)節(jié)后纖維都是腎上腺素能纖維,像支配汗腺的交感神經(jīng)和骨骼肌的交感舒血管纖維卻是膽堿能纖維。 自主神經(jīng)的節(jié)后纖維除膽三能和腎上腺素能纖維外,還有第三類纖維。第三類纖維末梢釋放的遞質(zhì)是嘌呤類和肽類化學(xué)物質(zhì)。有人在實驗中觀察到,刺激這類神經(jīng)時實驗標本灌流液中可以找到三磷酸腺苷及其分解產(chǎn)物;而三磷酸腺苷對有腸肌的作用與這類神經(jīng)的作用極相似,兩者均可引致腸肌的舒張和腸肌細胞電位的超極化。因此認為這類神經(jīng)末梢釋放的遞質(zhì)是三磷酸腺苷,是一種腺嘌呤化合物。但也有人認為這類神經(jīng)釋放的遞質(zhì)是肽類化合物,因為免疫細胞化學(xué)的研究證實自主神經(jīng)某些纖維末梢的大顆粒囊泡中含有血管活性腸肽,刺激迷走神經(jīng)時能引致血管活性腸肽的釋放。血管活性腸肽能使胃腸平滑肌舒張,胃的容受性舒張可能就是由于迷走神經(jīng)節(jié)后纖維釋放血管活性腸肽遞質(zhì)而實現(xiàn)的。第三類纖維是非膽堿能和非腎上腺素能纖維,主要存在于胃腸,其神經(jīng)元細胞體位于壁內(nèi)神經(jīng)叢中;在胃腸上部它接受副交感神經(jīng)節(jié)前纖維的支配。 (二)中樞神經(jīng)遞質(zhì)
1、乙酰膽堿
閏紹細胞(Renshawcell)是脊髓前角內(nèi)的一種神經(jīng)元,它接受前角運動神經(jīng)元軸突側(cè)支的支配,它的活動轉(zhuǎn)而反饋抑制前角運動神經(jīng)元的活動。目前知道,前角運動神經(jīng)元支配骨骼肌的接頭處遞質(zhì)為乙酰膽堿,則其軸突側(cè)支與閏紿細胞發(fā)生突觸聯(lián)系,也必定釋放乙酰膽堿作為遞質(zhì)。用電生理微電泳法將乙酰膽堿作用于閏紹細胞,確能引致其放電;用N型受體阻斷劑后,乙酰膽堿的興奮作用即被阻斷,說明這一突觸聯(lián)系的乙酰膽堿作用與神經(jīng)肌接頭處一樣都是N樣作用。 位于丘腦后部腹側(cè)的特異感覺投射神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元,它們和相應(yīng)的皮層感覺區(qū)神經(jīng)元形成的突觸是以乙酰膽堿為遞質(zhì)的。例如,刺激視神經(jīng)時,枕葉皮層17區(qū)等處的乙酰膽堿釋放增多。 腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)似乎都存在乙酰膽堿遞質(zhì)。例如,腦干腦狀結(jié)構(gòu)內(nèi)某些神經(jīng)元對乙酰膽堿敏感;刺激中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使腦電出現(xiàn)快波時,皮層的乙酰膽堿釋放明明顯增加;用組織化學(xué)法顯示腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的乙酰膽堿上行通路,發(fā)現(xiàn)其與腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng)通路有相似之外。 尾核含有豐富的乙酰膽堿、膽堿乙酰移位酶和膽堿酯酶,尾核內(nèi)有較多的神經(jīng)元對乙酰膽堿敏感,殼核與蒼白球內(nèi)某些神經(jīng)元也對乙酰膽堿敏感。由此看來,紋狀體內(nèi)存在乙酰膽堿遞質(zhì)系統(tǒng)。 此外,邊緣系統(tǒng)的梨狀區(qū)、杏仁核、海馬內(nèi)某些神經(jīng)元對乙酰膽堿也起興奮反應(yīng),這種反應(yīng)能被阿托品阻斷,說明這些部位也可能存在乙酰膽堿遞質(zhì)系統(tǒng)。
綜上所述,乙酰膽堿肯定是中樞的遞質(zhì),而且分布比較廣泛。
2、單胺類遞質(zhì)
是指多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺。由于動物實驗中采用了熒光組織化學(xué)方法,目前對中樞內(nèi)單胺類遞質(zhì)系統(tǒng)了解得比較清楚。 多巴胺遞質(zhì)系統(tǒng)主要包括三部位:黑質(zhì)-紋狀體部分、中腦邊緣系統(tǒng)部分和結(jié)節(jié)、漏斗部分。黑質(zhì)-紋狀體部分的多巴胺能神經(jīng)元位于中腦黑質(zhì),其神經(jīng)纖維投射到紋狀體。腦內(nèi)的多巴胺主要由黑質(zhì)制造,沿黑質(zhì)-紋狀體投射系統(tǒng)分布,在紋狀體貯存(其中以尾核含量最多)。破壞黑質(zhì)或切斷黑質(zhì)-紋狀體束,紋狀體中多巴胺的含量即降低。用電生理微電泳法將多巴胺作用于紋狀體神經(jīng)元,主要起抑制反應(yīng)。中腦位于邊緣部分的多巴胺能神經(jīng)元位于中腦腳間核頭端的背側(cè)部位,其神經(jīng)纖維投射到邊緣前腦。結(jié)節(jié)-漏斗部分的多巴胺能神經(jīng)元位于下丘腦弓狀核,其神經(jīng)纖維投射到正中隆起。 去甲腎上腺素系統(tǒng)比較集中,極大多數(shù)的去甲腎上腺素能神經(jīng)元位于低位腦干,尤其是中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、腦橋的藍斑以及延髓網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的腹外側(cè)部分。按其纖維投射途徑的不同,可分為三部分:上行部分、下行部分和支配低位腦干部分。上行部分的纖維投射到大腦皮層,邊緣前腦和下丘腦。下行部分的纖維下達脊髓背角的膠質(zhì)區(qū)、側(cè)角和前角。支配低位腦干部分的纖維,分布在低位腦干內(nèi)部。
5-羥色胺遞質(zhì)系統(tǒng)也比較集中,其神經(jīng)元主要位于低位腦干近中線區(qū)的中縫核內(nèi)。按其纖維投射途徑的不同,也可分為三部分:上行部分、下行部分和支配低位腦干部分。上行部分的神經(jīng)元位于中縫核上部,其神經(jīng)纖維投射到紋狀體、丘腦、下丘腦、邊緣前腦和大腦皮層。腦內(nèi)5-羥色胺主要來自中縫核上部,破壞中縫核上部可使腦內(nèi)5-羥色胺含量明顯降低。下行部分的神經(jīng)元位于中縫核下部,其神經(jīng)纖維下達脊髓背角的膠質(zhì)區(qū)、側(cè)角和前角。支配低位腦干部分的纖維,分布在低位腦干內(nèi)部。 3、氨基酸類
例如谷氨酸、門冬氨酸、甘氨酸和γ-氨基丁酸。
在腦脊髓內(nèi)谷氨酸含量很多,分布很廣,但相對來看,大腦半球和脊髓背側(cè)部分含量較高。用電生物微電泳法將谷氨酸作用于皮層神經(jīng)元和脊髓運動神經(jīng)地,可引致突觸后膜出現(xiàn)類似興奮性突觸后電位的反應(yīng),并可導(dǎo)致神經(jīng)元放電。由此設(shè)想,谷氨酸可能是感覺傳入神經(jīng)纖維(粗纖維類)和大腦皮層內(nèi)的興奮型遞質(zhì)。 用電生理微電泳法將甘氨酸作用于脊髓運動神經(jīng)元,可引致突觸后膜出現(xiàn)類似抑制性突觸后電位的反應(yīng)。閏紹細胞軸突末梢釋放的遞質(zhì)就是甘氨酸,它對運動神經(jīng)元起抑制作用。 γ-氨基丁酸在大腦皮層的淺層和小腦皮層的浦肯野細胞層含量較高。用電生理微電泳法將γ-氨基丁酸作用于大腦皮層神經(jīng)元和前庭外側(cè)核神經(jīng)元(直接受小腦皮層浦肯野細胞支配),可引致突觸后膜超極化。由此設(shè)想,γ-氨基丁酸可能是大腦皮層部分神經(jīng)元和小腦皮層浦肯野細胞的抑制性遞質(zhì)。此外,紋狀體-黑質(zhì)的纖維,也是釋放γ-氨基西酸遞質(zhì)的。
上述的抑制是突觸后膜發(fā)生超極化而發(fā)生的,因此是突觸后抑制。所以甘氨酸和γ-氨基丁酸均是突觸后抑制的遞質(zhì)。已知,γ-氨基丁酸也是突觸前抑制的遞質(zhì);當(dāng)γ-氨基丁酸作用于軸突末梢時可引致末梢支極化,使末梢在沖動抵達時遞質(zhì)釋放量減少,從而產(chǎn)生抑制效應(yīng)(參見第二節(jié))。γ-氨基丁酸對細胞體膜產(chǎn)生超極化,而對末梢軸突膜卻產(chǎn)生去極化,其機制尚不完全清楚。有人認為,γ-氨基丁酸的作用是使膜對CI-的通透性增升高;在細胞體膜對CI-的通透性升高時,由于細胞外CI-濃度比細胞內(nèi)CI-濃度高,CI-由細胞外進入細胞內(nèi),因此產(chǎn)生超極化;在末梢軸突膜對CI-通透性升高時,由于軸漿內(nèi)CI-濃度比軸突外CI-高,CI-由軸突內(nèi)流向軸突外,因此產(chǎn)生去極化。所以γ-氨基丁酸的作用是使CI-通透性升高,造成超極化還是去極化,取決于細胞內(nèi)外CI-的濃度差。 4、肽類
早已知道神經(jīng)元能分泌肽類化學(xué)物質(zhì),例如視上核和室旁核神經(jīng)元分泌升壓素(九肽)和催產(chǎn)素(九肽);下丘腦內(nèi)其他肽能神經(jīng)元能分泌多種調(diào)節(jié)腺垂體活動的多肽,如促甲狀腺釋放激素(TRH,三肽)、促性腺素釋放激素(GnRH,十肽)、生長抑素(GHRIH,十四肽)等。由于這些肽類物質(zhì)在分泌后,要通過血液循環(huán)才能作用于效應(yīng)細胞,因此稱為神經(jīng)激素。但現(xiàn)已知,這些肽類物質(zhì)可能還是神經(jīng)遞質(zhì)。例如,室旁核有向腦干和脊髓投射的纖維,具有調(diào)節(jié)交感和副交感神經(jīng)活動的作用(其遞質(zhì)為催產(chǎn)素),并能抑制痛覺(其遞質(zhì)為升壓素)。在下丘腦以外腦區(qū)存在TRH和相應(yīng)的受體,TRH能直接影響神經(jīng)元的放電活動,提示TRH可能是神經(jīng)遞質(zhì)。 腦內(nèi)具有嗎啡樣活性的多肽,稱為阿片樣肽。阿片樣肽包括β-內(nèi)啡肽、腦啡肽和強啡肽三類。腦啡肽是五肽化合物,有甲硫氨酸腦啡肽(M-ENK)和亮氨酸腦啡肽(L-ENK)兩種。腦啡肽與阿片受體常相伴而存在,微電泳啡肽可命名大腦皮層、紋狀體和中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)神經(jīng)元的放電受到抑制。腦啡肽在脊髓背角膠質(zhì)區(qū)濃度很高,它可能是調(diào)節(jié)痛覺纖維傳入活動的神經(jīng)遞質(zhì)。 腦內(nèi)還有胃腸肽存在,例如膽囊收縮素(CCK)、促胰液素、胃泌素、胃動素、血管活性腸肽、胰高血糖素等。CCK有抑制攝食行為的作用。許多膽堿能神經(jīng)元中含有血管活性腸肽,它可能具有加強乙酰膽堿作用的功能。此外,腦內(nèi)還有其他肽類物質(zhì),例如P物質(zhì)、神經(jīng)降壓素、血管緊張素Ⅱ等。P物質(zhì)是十一肽,它可能是第一級感覺神經(jīng)元(屬于細纖維類)釋放的興奮性遞質(zhì),與痛覺傳入活動有關(guān)。神經(jīng)降壓素在邊緣系統(tǒng)中存在。血管緊張素Ⅱ的主要作用可能在于調(diào)節(jié)單受類纖維的遞質(zhì)釋放。 5、其他可能的遞質(zhì)
近來年研究指出,一氧化氮具有許多神經(jīng)遞質(zhì)的特征。某些神經(jīng)元含有一氧化氮合成酶,該酶能使精氨酸生成一氧化氮。生成的一氧化氮從一個神經(jīng)元彌散到另一神經(jīng)元中,而后作用于鳥苷酸環(huán)化酶并提高其活力,從而發(fā)揮出生理作用。因此,一氧化氮是一個神經(jīng)元間信息溝通的傳遞物質(zhì),但與一般遞質(zhì)有區(qū)別:①它不貯存于突觸小泡中;②它的釋放不依賴于出胞作用,而是通過彌散;③它不作用于靶細胞膜上的受體蛋白,而是作用于鳥苷酸環(huán)化酶。一氧化氮與突觸活動的可塑性可能有關(guān),因為用一氧化氮合成酶抑制劑后,海馬的第時程增強效應(yīng)被完全阻斷。此外,組織胺也可能是腦內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)。 信使乙酰膽堿阿托品骨骼肌胰高血糖素
抑制性5-羥色胺閏紹細胞神經(jīng)元突觸小泡
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