突触传递.doc

PAGE \* MERGEFORMAT6 突触传递 信息在一个特化的接触点从一个神经元传向另一个神经元，或从一个神经元传向一个效应细胞（如肌纤维）。这个特化的接触点即突触。在本节课中，我们将首先讨论突触传递的原理，然后将介绍化学神经递质如何通过与受体结合，触发胞内信号级联反应间接影响靶细胞，神经递质如何释放，神经递质如何在轴突终末合成、储备等。鉴于突触在神经系统中的重要性，先大家一起回顾一些基本思想的历史进程。 过去总不清楚突触的两个主要成分（突触前轴突终末和突触后细胞）是否只在形态学上有所区别。19世纪下半叶科学界曾为此展开过激烈的争论。细胞理论的支持者认为，神经元是独立的单位，而有人认为神经细胞只是一个由胞浆小桥相连的合胞体。直到19世纪末期，神经细胞是独立单元的观点才被普遍接受。通过电镜技术方才获得确切证据：每个神经细胞被其自身的质膜完整地包裹。即使如此，电镜和其它现代技术最后还是发现，某些神经元实际上被叫做连接子的通道所连接，连接子允许离子和其它小分子在细胞间直接流动。 与对突触的结构意见不一相伴的是，对突触功能认识的意见不一。1843年，Du Bios-Reymond的实验表明，肌肉收缩和神经传导都有电流的流动。对此观点稍做扩展，即可得出结论：兴奋由神经传至肌肉也有赖于电流的流动。Du Bois-Reymond 本人则倾向于另一种解释：神经终末分泌的一种兴奋性物质导致了肌肉收缩。然而，人们对动物电的观点根深蒂固，直至一百多以后才出现相反的证据，反驳了关于神经和肌肉间乃至一般来说神经细胞间的电传递假设。 1892年Langley提出哺乳动物自主神经节的突触传递是化学性而非电性的，这个假说是基于他观察到经哺乳动物的睫状神经节的传递可选择性地被烟碱阻断。约十年之后，Ellion发现，将从肾上腺中提取的物质肾上腺素直接加入靶组织中，可以模拟交感神经刺激的作用，于是提出肾上腺素可能是神经终末分泌的递质。然而，直到Otto Loewi在1921年做了一个直接且简单的实验，才确定了在迷走神经与心脏间的自主性突触处的传递是化学性的。他先灌流蛙心，再刺激迷走神经，以减慢蛙的心率。当他将被抑制的心脏中分泌的液体转移到另一个未被刺激的心脏后，发现后者的搏动也开始减慢。显然，刺激迷走神经已导致一种抑制性物质释放至灌流液中。Loewi及其同事在随后的一些实验中证明，乙酰胆碱（ACh）在各方面都与该物质相似。 有个有趣的轶事，Loewi是在梦中得到做这个实验的灵感，半夜里将它写下，第二天早上又无法辨认自己的字迹。所幸的是，这个梦又重现了，这次他毫不犹豫地冲进实验室做起实验。后来他回忆道： 如果我经过成熟的考虑，就不会在寒冷的晨光中做完这个实验。毕竟迷走神经释放抑制性物质不像是一个理由充分的假设，更不可能的是，一种通常被认为只有在神经终末和肌肉之间很短距离才能起效的化学物质，竟会如此大量地分泌以至溢出，而且它被灌流液稀释后竟仍然可以抑制另一个心脏。 后来，在20世纪30年代初，Feldberg及其同事明确确立了ACh在自主神经系统神经节突触传递中的作用。从20世纪初的这种实验和理论的精华，都记载在Dale的著作中，Dale是几十年中英国生理和药理学界的领袖人物[6]。其众多贡献中包括澄清了自主神经节突触中Ach的作用，并确立了ACh在神经肌肉传递中的作用。 *158 1936年，Dale及其同事证明，刺激脊椎动物骨骼肌的运动神经引起ACh的释放。此外，当ACh注入供应该肌肉的动脉时，可导致肌纤维大幅度的同步收缩。之后，用电记录技术记录了刺激运动神经轴突后引起肌纤维膜电位的变化，并证明施加ACh可模拟该变化。实验还表明，神经刺激和直接施加ACh产生的反应都能被箭毒碱所拮抗。箭毒碱（即南美州印地安人的一种可阻遏ACh受体的箭毒），可被毒扁豆碱强化（一种可阻止乙酰胆碱酯酶水解ACh的药物）。这种实验有助于明确建立神经—肌肉突触处是化学性突触传递的这样一种观念。正如我们将要看到的，突触前和突触后的精巧的特化结构使得化学突触传递能在千分之一秒的尺度上发生。因此，这种长期占统治地位的电传递假设基于的证据是不充分的，在被普遍接受了近100年之后，终于在科学的实验面前被抛弃；电传递仅存在于另一种突触处。 化学突触传递 当人们考虑到化学突触传递的复杂情况时（它包括某种特异的化学物质从神经终末释放，以及和突触后受体相互作用），显而易见的问题出现了。终末是如何释放化学物质的？动作电位是否通过一种特殊机制使其释放？递质和突触后受体的相互作用如何被迅速地转化为兴奋和抑制？释放过程将在第11章详细讨论，我们现在讨论的问题是，递质如何在直接性化学突触上作用于突触后细胞。 大量开拓性的研究化学突触传递的工作是在一些相对简单的标本上进行的，如蛙骨骼肌的神经肌肉接头。当时