第四章 传出神经系统

神经系统

中枢神经系统 (central nervous system, CNS)
外周神经系统 (peripheral nervous system, PNS)

第一节 传出神经的结构与功能

一、自主神经

交感神经系统与副交感神经系统


● 在外周神经节更换神经元。
● 节前纤维与节后纤维。

1、交感神经

● 起于脊髓胸。腰段灰质侧角。
● 距效应器较远，节前纤维短。
● 全身分布，反应弥散。

2、副交感神经

● 起于脑干第3，7，9，10以及脊髓骶段。
● 距效应器较近，节前纤维长。
● 反应局限。

3、生理功能

● 交感与副交感神经系统的双重支配。
● 双方作用常呈现生理拮抗效应。
● 正反调节。

二、运动神经

1、起源于脊髓前角，到达支配的骨骼肌。

2、不更换神经元。

第二节 传出神经系统的神经递质

一、神经传递与突触

1、神经递质：神经元之间或神经元与效应器细胞之间传递信息的化学物质。
2、突触(synapse)：神经元之间或神经元与效应器细胞之间接触的结构，信息传递的关键部位。
3、突触间隙：神经元之间或神经元与效应器细胞之间间隙。
4、突触由突触前膜、突触间隙、以及突触后膜组成。
5、神经的化学传递。

二、传出神经的分类

1、胆碱能神经

● 递质：乙酰胆碱(acetylcholine, Ach)


● 分布：
1）全部交感和副交感神经的节前纤维；
2）副交感神经的节后纤维；
3）少数交感纤维的节后纤维；4）运动神经。

2、去甲肾上腺素能神经

● 递质：去甲肾上腺素(noradrenaline, NA)

● 分布：一部分交感神经节后纤维。

3、多巴胺能神经

● 递质：多巴胺 (dopamine, DA)。
● 分布：一些外周交感纤维，如支配肾及肠膜血管的交感神经。

4、非肾上腺素非胆碱能神经

● 递质：非肾上腺素非胆碱 (non-adrenergic and non-cholinergic, NANC)。
● NANC: 多种物质，如ATP (血管、输精管、膀胱)、5-羟色胺 (肠)、P物质(肠)、神经肽Y (血管)、γ-氨基丁酸 (肠)、一氧化氮(胃、血管)等。
● 肠胃壁神经。

三、传出神经递质的代谢

1、乙酰胆碱

(1) 合成：胆碱+乙酰辅酶A经胆碱乙酰化酶催化。

● 胆碱由胆碱转运体从胞外主动摄取。
● Ach合成后，储存于囊泡中。

(2) 释放：由突触前膜释放于突触间隙。

● 神经冲动传导至末梢产生去极化，电压依赖性钙通道开放，钙离子内流，导致囊泡移向前膜。
● 量子释放。

(3) 消除：由突触间隙中的乙酰胆碱酯酶水解。

● ACh作用于后膜受体产生效应。
● ACh 被水解成胆碱和乙酸。
● 胆碱经胆碱转运体再摄取回到前神经元。

2、去甲肾上腺素

(1) 合成：酪氨酸经酪氨酸羟化酶催化生成多巴，再经多巴脱羧酶生成多巴胺。

● 多巴胺进入囊泡。
● 在囊泡中经多巴胺β-羟化酶生成NA，储存于囊泡中。

(2) 释放：由突触前膜释放于突触间隙。

● 神经冲动传导至末梢产生去极化，电压依赖性钙通道开放，钙离子内流，导致囊泡移向前膜。
● 量子释放。

(3) 消除：由摄取和降解失活。

● NA经其再摄取转运蛋白返回前神经元，或储存于囊泡或氧化灭活。
● 少量NA扩散至血液中，被儿茶酚氧位甲基转移酶(COMT)破坏。

第三节 传出神经系统的受体

一、胆碱受体

1、M型受体 (mAChR)

(1) 毒蕈 (xùn) 碱乙酰胆碱受体 (Muscarinic acetylcholine receptor, M receptor)。
(2) 毒蕈碱为一种毒性的天然生物碱，可结合乙酰胆碱受体，产生类似的效应。

(3) G蛋白偶联蛋白。
(4) 分布于胆碱能神经节后纤维所支配的效应器。
(5) 5种亚型。
● M1受体
● M2受体
● M3受体
● M4受体
● M5受体

2、N型受体 (nAChR)

(1) 烟碱乙酰胆碱受体 (nicotinic acetylcholine receptor, N receptor)。
(2) 烟碱(尼古丁) 是一种有毒生物碱，烟草主要成分，可结合乙酰胆碱受体，产生类似的效应。

(3) 配体门控阳离子通道。Ach与受体结合，通道开放，Na+与Ca2+内流，产生去极化。
(4) 根据分布分为 NN和 NM受体。
(5) NN分布神经节，而NM受体分布于神经肌肉接头。

二、肾上腺素受体

与去甲肾上腺素或肾上腺素结合的受体。肾上腺素受体为G蛋白偶联受体。

1、α型受体

● α1受体
● α2受体

2、β型受体

● β1受体
● β2受体
● β3受体

三、多巴胺受体

与多巴胺结合的受体。
1、多巴胺受体为G蛋白偶联受体。
2、四亚型。D1-4。

四、受体的分布与效应

生理功能以及药物的效应与其分布密切相关。
拮抗作用

第四节 传出神经系统药物

一、药物作用方式

1、与受体结合: 受体激动药或受体拮抗药。
2、影响递质的合成：尚无临床价值，仅作研究工具。
3、影响递质降解：递质水解酶或转化酶抑制剂。
4、影响递质的储存和释放：抑制递质的再摄取，或促进释放。

二、药物分类

根据药物的作用方式和受体分类。

第五节 骨骼肌的收缩功能

肌肉可分骨骼肌、心肌、与平滑肌。

1、神经末梢-骨骼肌节头的结构

● 前膜(运动神经元膜)、间隙、后膜(肌细胞膜，终板膜)。
● 间隙含有细胞外液,并含有水解ACh的胆碱脂酶 (分解ACh为胆碱与乙酸)。
● 神经末梢中存在大量ACh的囊泡。
● 终板膜向细胞内凹陷，存在ACh的N2型阳离子通道受体。

2、接头处兴奋的传递

● 刺激引发神经末梢产生动作电位(兴奋)，造成膜的去极化，电压门控Ca2+通道开放，钙离子内流。
● 诱导囊泡与前膜融合，ACh的量子释放到间隙中。
● ACh与后膜的受体结合，激活阳离子通道开放，Na+内流。
● 终板膜产生局部电位，并引发邻接的肌细胞去极化到达阀电位，引发肌细胞膜传导的动作电位。
● ACh被胆碱酯酶清除。

3、肌管系统

● 横管(T-tube)、纵管(L-tube)，肌质网(sarcoplasmic reticulum)、终池(terminal cisterna)、三联管(Triad)、肌节(sarcomere)。
● 横管将肌细胞兴奋电位沿横管膜传入细胞内部；纵管或肌质网储存、释放、再集聚钙离子；三联管衔接电位变化以及肌节收缩。

4、骨骼肌的兴奋-收缩偶联

● 电兴奋通过横管传入肌细胞。
● 三联管结构处的信息传递。
● 肌质网释放和再聚积钙离子。

5、电-Ca2+信号传递

（1）肌膜上动作电位传入肌细胞内部，激活膜上的L-型钙通道，钙离子通过。
（2）钙离子激活肌质网膜的雷诺丁受体，激活钙离子释放通道，终池的钙离子进入胞质。
（3）高浓度的钙离子触发肌丝滑行。
（4）肌质网膜的ATP酶依赖的钙泵开始启动。钙泵逆浓度差将80%的Ca2+从胞浆转运到肌质网中。剩余10-20%的
钙离子由位于细胞膜上的钙-钠交换体或钙泵排出。
（5）由于肌质中钙离子浓度降低，钙与肌钙蛋白解离，引起肌肉舒张。

6、肌丝与横桥组成

● 粗肌丝：肌球蛋白 (myosin)。蛋白分子呈长杆状，一端为双球型，并裸露在粗肌丝表面，形成横桥。横桥头上有ATP结合位点，具有ATP酶的作用，而且也存在与actin (肌动蛋白) 结合位点。每个肌节由200-300个肌球蛋白分子，

● 细肌丝: 60%为肌动蛋白(actin)，单体呈球型，聚合为双螺旋状，成为细肌丝的主干。另两类蛋白(调节蛋白)，原肌球蛋白(tropomyosin)与肌钙蛋白 (troponin)。原肌球蛋白也呈双螺旋结构。
在肌肉安静状态，原肌球蛋白处于肌动蛋白和横桥之间，阻碍两者相互作用。

● 肌钙蛋白不直接和肌动蛋白相连接，而是以一定间隔出现在原肌球蛋白的双螺旋结构上。肌钙蛋白有三个亚基，其中TnC和钙离子结合，TnT使整个蛋白结合于原肌球蛋白上，而TnI传信息给原肌球蛋白，引起蛋白构象变化，解除对肌动蛋白和横桥结合的阻碍作用。

7、肌丝滑行的过程

（1）在舒张状态(静息)下，横桥ATP酶水解ATP产生能量，处于高势能和高亲和力状态。
（2）胞质钙离子浓度升高，触发横桥与肌动蛋白的结合，ADP和磷酸离子解离。
（3）横桥构象改变，其头部向桥臂扭动45度而拖动细肌丝滑行，缩短肌节长度。
（4）随钙离子浓度下降，横桥再与ATP结合导致亲和力降低而与肌动蛋白分离。
（5）一个周期所需时间为20-200毫秒，将ATP的化学能转化为机械能，从而导致肌肉收缩运动。

本章小结

1、神经系统组成
2、传出神经的结构与功能（交感与副交感）
3、传出神经系统的神经递质（乙酰胆碱与肾上腺素）
4、传出神经系统的受体（M, N, α, β）