第八章 中枢神经系统(CNS)

第一节 中枢神经系统


人的行为以及精神活动均由脑的活动控制。

Health means that a person is in good physical and mental conditions.

一、神经元

神经系统中最小活性单位，由胞体、树突与轴突构成。

胞体(soma)
树突(dendrite)
轴突(axon)
成人大脑约有1千亿个神经元。
● 轴突为细胞体的延伸，由轴丘 (axon hillock) 分出。
● 髓鞘为包裹在轴突外面的一层绝缘膜。

形态与大小千变万化
通常有一个轴突
形态由树突决定

1、神经元胞体

（质膜、线粒体、高尔基体、核、核糖体、内质网、溶酶体）

2、神经元的突起

● 树突：
胞体的延续，内容物和胞体一致。
功能：接受信息，并传向胞体，经整合后由轴突传出。

● 轴突：
主干均匀一致，与胞体细胞质连接，轴浆运输。
功能：传导信号。

二、胶质细胞 （神经元的10-50倍数量）

功能：
1、支持作用（星形细胞）
2、绝缘屏障（少突细胞）
3、保护、修复和再生（小胶质细胞）
4、物质代谢与营养 （星形）

5、免疫应答反应（星形、小胶质）
6、维持离子平衡
7、调节神经递质
8、神经递质合成

9、神经干细胞
10、调节神经元功能

三、突触 (Synapse)

突触：神经元之间进行信号传递的接触部位。

神经元学说：借助于突触，神经元相互联系构成神经系统。

突触连接构成的分类 （轴-体、轴-树、轴-轴、树-树）

信息传递机制分类 （化学突触、电突触、混合突触）

1、化学突触

通过神经递质（化学分子）在神经元之间传递信息

前神经元（轴突，囊泡与质膜）、突触间隙、后神经元（树突，质膜）

2、电突触

突触前膜、间隙、突触后膜

圆柱状亲水性半通道（6个相同蛋白质亚基围成，连接子）

两侧半通道相互准确对接（缝隙连接通道）

突触一侧电位变化时，通过电突触直接传到下一级神经元

双向

四、化学突触传递

1、突触前膜产生动作电位引起去极化
2、激活前膜电压门控Ca2+通道
3、细胞外Ca2+进入前神经元末梢内
4、Ca2+浓度升高，信号传至突触囊胞

5、突触囊胞移至突触前膜并融合
6、胞吐释放化学递质到突触间隙
7、递质结合于突触后膜受体或门控离子通道
8、激活突触后膜的受体或离子通道，进行化学或电信号传导

1、神经递质的释放过程 (胞吐)

1）突触囊胞停靠前膜活动区，停靠 (docking)
2）囊胞靠近突触栅栏结构 (ATP提供能量), 启动 (priming)
3）Ca2+介导囊胞与前膜融合 (fusion) 并释放递质，胞吐 (exocytosis)
4）囊胞膜回收成为包被囊胞，胞吞 (endocytosis)
5）包被囊胞脱去包被，释出空的囊胞，并重新装载神经递质，再生 (recycling)

神经递质的释放是Ca2+依赖型的，而且为量子释放。

1、神经递质以囊胞为单位进行释放，一个囊胞被称为一个量子 (quantum)。每个囊胞所含神经递质分子数大致相同 (如，运动神经末梢囊胞含约7000个Ach分子)。

2、一次动作电位可以诱发成批的囊胞释放，故释放方式为量子式释放(quantal release)。

3、释放的囊胞数为量子含量，每个囊胞所含神经递质分子为量子大小。

2、突触后电位

化学突触传递在突触后膜产生的突触反应。膜电位偏离静息电位的变化。

1、兴奋性突触后电位 (excitatory postsynaptic potential, EPSP)：去极化，Na+内流

2、抑制性突触后电位 (inhibitory postsynaptic potential, IPSP)：超极化，Cl-内流

3、突触后电位的整合

中枢神经系统中，每个神经元接受千计的突触前末梢与之形成突触联系，且具多样性质，如兴奋性或抑制性，时间不一等。动作电位取决于这些突触后电位在性质、空间、时间上的相互作用。

五、递质灭活

递质灭活为终止突触传递的必需步骤。
● 酶解
● 摄取
● 弥散

1、乙酰胆碱

● 酶解与摄取。
● 由乙酰胆碱酯酶酶解 (AChE)。

2、单胺与氨基酸

● 摄取。
● 再摄取转运体 (neurotransmitter transporters)。
● 单胺氧化酶 (MAO)

六、血脑屏障 (blood brain barrier, BBB)

血液-脑组织间液和血液-脑脊液间的屏障。

第二节 中枢神经系统的递质与受体

一、去甲肾上腺素 (NA, NE)

1、分布

● 蓝斑 (Locus coeruleus) 。
● 蓝斑约1万2千个神经元，但可形成与25万个突触，形成弥散的神经纤维联系。
●蓝斑神经突触经几条通路投射到脑的皮层 (neocortex)、丘脑(thalamus)、下丘脑 (hypothalamus)、小脑 (cerebellum)、颞叶 (temporal lobe)、以及脊髓 (spinal cord)。

2、受体

● α受体与β受体。
● G蛋白偶联型受体

3、蓝斑(LC) 的调控功能

● 应激反应
● 情绪
● 学习与记忆
● 注意力
● 脑代谢
● 疼痛
● 唤醒和睡眠-觉醒
● 心血管调节

4、代表性相关疾病

● 情感性精神障碍
● 疼痛
● 阿片戒断症状
● 中枢高血压

二、去多巴胺 (DA)

1、分布

● 黑质(substantial nigra, SN) 和 腹侧被盖区 (ventral tegmental area, VT)。
● 弥散型神经递质，通过多个通路投射到整个脑区。
● 中皮层通路 (neocortical pathway)，参与认知控制、动机和情绪反应。
● 中边缘通路 (mesolimbic pathway)，参与奖赏、愿望、愉悦感、适应性行为 、药物成瘾等。
● 结节漏斗通路 (tuberoinfundibular pathway)，下丘脑结节区域的弓状核 (漏斗核) 投射到垂体 (pituitary gland) ，调节垂体前叶分泌催乳素 (prolactin)。
● 黑质-纹状体通路 (nigrostriatal pathway) 投射到背侧纹状体(dorsal striatum)、丘脑(thalamus)、壳核 (putamen)。随意运动的发动。黑质DA神经元退化导致帕金森病。

2、受体

● D1-D5，五个亚型。
● G蛋白偶联受体。

3、DA的调节功能

● 欲望
● 奖赏
● 情绪
● 注意力
● 成瘾

4、代表性相关疾病

● 药物成瘾
● 注意力缺陷型多动症
● 精神分裂症
● 帕金森病

三、5-羟色胺 (5-HT)

1、分布

● 脑干9个中缝核群 (raphe nuclei)。
● 弥散性神经递质。
● 尾端中缝核投射至脊髓，调节疼痛有关的信号。
● 前端的投射到脑区的大部区域，参与睡眠-觉醒、学习与记忆、情绪与情感、认知功能等的调节。

2、受体

● 5-HT1-7，七个亚型。
● 5-HT1受体又分5各亚型；5-HT2有3各亚型；5-HT5有两个亚型。

3、5-HT的调节功能

● 情绪
● 感觉
● 认知
● 睡眠
● 性欲
● 饮食
● 神经内分泌
● 肠胃
● 心血管

4、代表性相关疾病

● 抑郁
● 精神分裂
● 癫痫
● 偏头痛
● 厌食
● 紧张



Happy Hormone


四、谷氨酸 (Glu)

1、分布

● 各脑区。无特定核团。
● 谷氨酸神经元超总数的50%。
● 投射神经元。
● 兴奋性神经递质。

N-methyl-D-aspartate0(NMDA) AMPA kainic acid

2、受体

（1）离子型受体

● 谷氨酸门控阳离子通道。
● 激动剂：NMDA、AMPA、KA(海人藻酸, kainic acid)。
● 谷氨酸结合开启阳离子通道，使神经元去极化，产生兴奋性动作电位。

（2）代谢型受体

● G蛋白偶合受体。
● 分为三组：第一组，mGluR1,5；第二组，2, 3; 第三组，4, 6, 7, 8。
● 代谢型分布在前神经元和周边，控制递质释放。

3、代表性相关疾病

● 神经退行性疾病
● 认知功能障碍
● 精神分裂症

五、γ-氨基丁酸 (GABA)

gamma-Aminobutyric acid

1、分布

● 抑制型神经递质
● 约占神经元总数的20%。
● 多数为中间神经元，一部为投射神经元。

2、受体

● 三种：GABAA, GABAB, GABAC。
● A和B分布大部分脑区。
● A和C为配体门控氯离子通道；B为代谢型受体。

3、GABA的调节功能

● 疼痛
● 食欲
● 心血管
● 通过与其它递质合作，间接参与：运动、性行为、体温、肌紧张、睡眠、应激。

4、代表性相关疾病

● 惊厥
● 癫痫
● 阿尔兹海默症(AD)、帕金森氏症 (PD)、亨廷顿病(HD)。

六、乙酰胆碱 (ACh)

1、分布

● 内侧隔核 (medial septal nuclei)、Meynert氏基底核 (basal nucleus of Meynert)、脑桥-中脑被盖复合体 (Ponto mesencephalic tegmentum complex)。
● Meynert氏基底核投射到大脑皮层，参与兴奋性的调节、唤醒、睡眠-觉醒周期、学习与记忆等。
● 内侧隔核投射到海马区，参与认知功能。

2、受体

● M受体与N受体。
● M受体为毒蕈碱激活受体，代谢性受体，1-5亚型。
● N受体为烟碱激活受体，离子通道，4个亚型。

3、Ach的调节功能

● 学习与记忆
● 警觉
● 内脏活动

4、代表性相关疾病

● 阿尔兹海默症 (AD)
● 帕金森症 (PD)

七、其它递质

1、神经肽

● 主要以神经激素形式，通过弥散作用于靶细胞。
阿片肽 （与阿片受体结合的神经肽）
● 阿片肽家族：脑啡肽、强啡肽、β内啡肽、孤啡肽。
● 脑啡肽、强啡肽、β内啡肽对阿片受体有高亲和力。
● 阿片肽受体调节痛觉。
● 吗啡、芬太尼与阿片受体结合，激动受体而兴奋、止痛。

吗啡 (morphine) 芬太尼 (fentanyl)


2、神经营养因子

● 调节神经系统发育、成熟，维持神经细胞功能的多肽。
NGF以及其受体
● NGF (never growth factor)。
● NGF有两类受体：
高亲和力受体，Trk受体，包括TrkA、TrkB、TrkC。
低亲和力受体，TNF受体，p75受体。
●NGF家族以及受体参与神经元生长、发育、分化、凋亡、存活、损伤后修复。

本章小结

1、神经元、突触、化学突触

2、神经递质的释放与灭活

3、中枢神经系统重要的神经递质

4、中枢神经递质的受体