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书名:基础神经药理学
定价:138.0
ISBN:9787030069863
作者:无
版次:2
出版时间:1999-05
内容提要:
本书为**科学院研究生教学丛书之一。
本书**版于1988年出版后,深受本学科的研究生、教师及科研人员的欢迎。第二版除对**版的内容及结构进行调整外,还吸收国外*新出版的相关教材的优点及本学科在科研方面的*新进展。全书共20章,前6章论述药理学基础知识和基本原理;后面各章以内源性活性物质及其受体为中心阐述药物与它们的相互作用。
目录:
目录
《**科学院研究生教学丛书》序 路甬祥 (i)
第二版序 邹冈 (iii)
**版序 张香桐 (iv)
**版编者序 邹冈 (v)
**章 导论 邹冈 (1)
第二章 神经药理学的分子基础 马维骏 (27)
第三章 受体 池志强 (36)
第四章 剂量与反应关系 徐端正 (56)
第五章 构效关系 嵇汝运 (78)
第六章 细胞膜的信号转导与细胞内信使 孟帆 (104)
第七章 兴奋性氨基酸——谷氨酸 胡国渊 (114)
第八章 抑制性氨基酸——γ-氨基丁酸、甘氨酸 胡国渊(135)
第九章 乙酰胆碱 唐希灿 (153)
第十章 去甲肾上腺素和肾上腺素 金国章、刘健 (167)
第十一章 多巴胺 金国章 (203)
第十二章 5-羟色胺 王黎明(235)
第十三章 组胺 朱兴族 (253)
第十四章 神经肽 邹冈 (262)
第十五章 内阿片肽 金文桥 (288)
第十六章 花生四烯酸及其代谢产物 邹冈 (323)
第十七章 腺苷和三磷酸腺苷 朱兴族 (333)
第十八章 一氧化氮 朱兴族 (345)
第十九章 神经营养因子 朱兴族 (360)
第二十章 电压门控离子通道的药理 施卫星、孙月明 (375)
附录 (395)
索引 (425)
在线试读:
**章 导论
一、药理学的研究对象
二、神经药理学的研究对象
三、内源性活性物质药理学
四、神经药理学在神经科学中的作用
五、神经药理学的细胞学基础
1.神经元
2.轴浆转运
3.神经胶质细胞
4.血脑屏障
六、生物电及其离子通道基础
1.静息电位和非门控性离子通道
2.动作电位和电压门控性离子通道
3.突触后电位和递质门控性离子通道
4.慢突触后电位和离子通道的调节
5.光与嗅感受器电位和环核苷酸门控性电子通道
七、突触传递
1.突触结构
2.突触传递过程
3.快化学传递和慢化学传递
4.递质释放
5.递质灭活
八、神经药理学的研究方法
1.作用谱和量效关系
2.生物检定
3.生物化学方法
4.形态学方法
5.电生理学方法
6.行为方法
7.脑成像术
九、神经药物的作用环节
一、药理学的研究对象
药理学(Pharmacology)是研究药物和机体相互作用的科学。研究药物有哪些作用(即作用谱pharmacological profiles)以及作用原理的理论称为药效动力学(Pharmacody-namics)。研究机体对药物的影响,如吸收、分布、结构转化和排泄的称为药物代谢(drug metabolism)。在药物代谢研究的基础上定量研究其动态变化规律的理论称为药物代谢动力学(Pharmacokinetics),简称药代动力学。
药理学是生物医学和药学的桥梁。它是一门基础医学,和生理学、生物化学、生物物理学、营养学等组成生理科学(Physiological Saences)。药理学、药物化学(Medici-nal Chemistry)和药剂学(Pharmacy)又组成药学(Materia Medica或Pharmaceutical Sciences)。
药理学生命力旺盛,发展十分迅速,分支学科也越来越多,如生化药理学、分子药理学、细胞药理学、药物代谢和药物代谢动力学、遗传药理学、神经药理学、心血管药理学、内分泌药理学、生殖药理学、免疫药理学、肿瘤药理学、临床药理学和化学治疗学等。
药理学蓬勃发展的一个明证是,目前全世界药理学专业期刊已超过70种,各分支学科都有相应的刊物。1980年我国创办了中国药理学报(Acta Pharmacologica Sinica),进行着国内外学术交流。后来又相继创办了中国药理学和毒理学杂志,中国药理学通报和中国临床药理学杂志等。
二、神经药理学的研究对象
神经药理学(Neuropharmacology)是研究药物和内源性活性物质对神经系统作用的科学,是药理学中一个十分活跃的分支。在药理学教科书中,神经药理学的内容几乎占了一半篇幅。神经系统控制着整个机体,全身所有器官的活动都会反映到神经系统来,作用于神经系统的药物往往影响面广。作为机体的一部分,神经系统也比其他任何一个器官或系统远为复杂,因此作用于神经系统的药物作用原理也十分复杂。
通常神经药理学教科书分为局部***、全身***、镇静***、镇痛药、退热药、惊厥复苏药、自主神经药以及精神治疗药物(psychotropic drug)等章节。研究药物对自主神经系统作用的部分称为自主神经药理学(Autonomic Pharmacology)。研究药物对动物行为影响的称为行为药理学(Behavioral Pharmacology)。研究药物对人类精神活动影响的称为精神药理学(Psychopharmacology),以前精神病人需要长期住院并只能接受电休克或胰岛素休克的治疗,50年代在治疗精神病药物发现以后,精神病进入了化学治疗阶段,多数病人服药后得以恢复正常生活。因此精神药理学迅速发展起来。但无论行为还是精神活动都是神经系统功能的表现,行为药理学或精神药理学理应属广义的神经药理学范畴。事实上,神经药物和精神药物之间也没有截然的分界线。例如吗啡是一个经典的镇痛药,但它也有十分强烈的精神效应。从作用原理上看,精神治疗药物(psychotropic drug)几乎无例外地也是作用于突触传递过程。
三、内源性活性物质药理学
神经药理学不仅研究药物对神经系统的作用,同时还研究神经系统各种内源性活性物质(即递质或其他活性物质)对神经系统的作用,以及药物和内源性活性物质与其受体的交互作用,这类研究具有重大而深远的意义,对化学传递学说的奠定作出了重大贡献。Dale把研究内源性活性物质作用的科学称为内源性活性物质药理学(Autopharma-cology)。内源性活性物质本身常可作为药物来应用,如肾上腺素、去甲肾上腺素等,许多神经药物又是模拟内源性活性物质结构而加以改造合成的,如拟交感胺和拟胆碱药。另一方面,许多对神经系统有高度选择性作用的药物是通过受体产生效应的,但受体不可能事先为外源性药物而设置,必然有其内源性配体,因此深入研究这些药物作用原理*终可能找到新的内源性活性物质。脑啡肽的发现就是长期研究吗啡作用原理的结果,是药物→受体→内源性配体发现的*著名的例子。以上事实证明,药物和内源性活性物质的关系是何等密切。药物可能会不断更新,而内源性活性物质及其受体是不会淘汰的,因此本书除了电压门控性离子通道章外,将以内源性活性物质及其受体为中心来编写,药物则根据与它们的交互作用来介绍,我们编写的这本书也可以称为“内源性活性物质神经药理学”。
四、神经药理学在神经科学中的作用
神经药理学是一门基础科学,和神经解剖学、神经化学、神经生理学等共同形成了综合性的神经科学(Neuroscience)。神经药理学不仅提供了大量有关神经递质和突触传递的知识,而且神经药物也可作为分析神经系统功能的工具。另一方面,神经药理研究也大量采用其他神经科学的理论和技术,因此与其他神经科学有着极为紧密的联系。目前神经科学又更进一步地综合,按层次和对象分为分子神经科学、细胞神经科学、发育神经科学、系统神经科学和行为神经科学等,传统的分支界限已经打破,因此神经药理学已经与其他神经科学更紧密地融合在一起,在神经科学中发挥日益重要的作用。
五、神经药理学的细胞学基础
1.神经元
根据突起的多少,神经元可分为单极、双极和多极细胞。单极细胞只有一根轴索,但它很快一分为二,如背根神经节细胞,它作为一级感觉神经元任务是忠实地把外周传入冲动传向中枢。双极细胞有一根树突和一根轴索,如视网膜、嗅上皮的感觉细胞以及中枢神经系统内的颗粒细胞均属双极细胞。绝大多数神经元则属多极细胞,即它有一个以上的树突和一根轴索。轴索又可以分成许多分支。典型的神经元有树突、胞体和轴索三部分。
(1)胞体 神经元的细胞核在胞体中显得特别大,但神经元有很长的突起,细胞核和胞浆的比例仍与一般细胞相近。细胞核中有一个或更多的核仁,DNA转录为RNA在核仁中进行。细胞核表面的核膜上有小孔,是核内外物质交换的通道。细胞核以外的胞体部分称为核周体(perikaryon)(图1-1)。
(2)粗面内质网(rough endoplasmic reticulum) 在核周体中有粗面内质网和游离的核糖体(free ribosome),它们是合成蛋白质的地方。粗面内质网由规则且平行排列的扁平小池(cisternae)构成,小池膜外侧附着许多多核糖体(polyribosome)颗粒,这些固定的多核糖体及游离的核糖体在光学显微镜下表现为尼氏小体(Nissl's bodies)。
(3)高尔基氏器(Golgi apparatus) 它也是由规则而平行排列的扁平小池构成,因小池膜上不附着核糖体颗粒又称为无颗粒网质。它们是新合成的蛋白质装入囊泡或分泌颗粒的地方。
(4)线粒体(mitochondria) 神经元的胞体、树突、轴索及末梢都有线粒体,它是氧化磷酸化产生能量的细胞器,其数量多少代表代谢旺盛的程度。
(5)神经微管(microtubule)和神经细丝(neurofilament) 这些结构伸展到树突和轴索中,起维系神经元形态和转运物质的作用。神经微管是外径为24±2nm、内径为14±2nm的一种中空的管状结构,由13根直径为Snm的纤维丝螺旋状排列而成。每根纤维丝又由球状微管蛋白(tubulin)亚基聚合而成。神经微管在胞体中较少,树突中较多。在轴索中的多少视有髓鞘或无髓鞘而定,前者较少后者较多。神经细丝是直径9~10nm的纤维状结构,通常以束状分布,胞体中较多而树突中较少。还有一种更细的纤维状结构,直径为Snm,称为微丝(microfilament),只在神经元发育和再生的过程中出现(图1-2)。
图1-1 神经元结构示意图
(仿McGeer et al.1979)
(6)突触(synapse) 详见本章第七节突触传递。
2.轴浆转运
神经元有很长的突起,它的代谢非常旺盛,因此需要不断地合成蛋白质,而合成蛋白质的粗面内质网位于胞体,新合成的蛋白质要运输到神经元的各部分。*简单的研究轴浆转运(axoplasmic transport)的方法是用线勒紧一段神经干,过一定时间后发现束紧处两侧都有细胞器如囊泡和线粒体等堆积,以近端更明显,说明轴浆流的方向主要是由胞体走向末梢,但也有逆行的。注射氚标记亮氨酸或脯氨酸于胞体附近,如注入背根神经节或眼球,这两种氨基酸即渗入背根神经节神经元或视网膜神经元的胞体粗面内质网新合成的蛋白质中,这样就可以研究蛋白质的轴浆转运速度。结果测得轴浆转运有两种速度,快速100~500mm/d,慢速1-10mm/d。氚标记脯氨酸主要显示快转运而亮氨酸显示慢转运。快转运的物质有线粒体、光面内质网、蛋白质、多肽、糖类、脂类和递质。慢转运的物质主要是微管蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白。快转运的脯氨酸主要标记出突触部位,而慢转运的亮氨酸主要标记轴索。****(colchicine)和长春碱(vin-blastine)可以阻断快转运,它们与微管蛋白相结合并使之解聚从而破坏了微管,提示神经微管与快转运有关。在组织化学研究中常用****阻断囊泡的轴浆转运使之在胞体堆积起来,从而使免疫组织化学更容易显示胞体含有哪一种递质。逆行转运是从末梢将物质运输到胞体。一些毒素如破伤风毒(tetanus toxin)以及辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)可以逆行运输到胞体,后者被用来跟踪末梢的神经元起源。神经递质也可以特异性地被释放这种递质的末梢所摄取,然后逆行转运到胞体。这种技术不仅可以显示神经元的起源,而且告诉我们该神经元利用何种递质。逆行转运的药理性质与快顺行转运相似,均为****所阻断。
图1-2 与轴浆转运有关的亚细胞结构
左侧粗箭头为快转运。多肽链合成于尼氏体,转移到高尔基氏器,产生的蛋白质由光面内质网转运到轴突,形成轴突膜及线粒体,在末梢处形成囊泡和突触前膜。
右侧细箭头表示慢转运。蛋白质从自由多核糖体释放到胞浆并慢慢地转运入轴浆,并形成微管和细丝的亚基。
(仿McGeer et al.1979)
3.神经胶质细胞
神经胶质细胞(neuroglia)按形态可分为星状(astrocyte)、少突(oligodendrocyte)和小胶质(microglia)细胞,它们起源于中胚层。中枢神经系统内神经元之间的空隙几乎被胶质细胞所填满,因此基本上不存在细胞间隙。包围在脑毛细血管周围的细胞以及室管膜(ependymal)细胞也是胶质细胞。髓鞘由Schwann氏细胞包围裹叠而成,它是一种少突胶质细胞。胶质细胞起支持和绝缘作用并维持神经组织的内环境,在中枢神经系统发育过程中起引导神经元走向的作用。突触周围的胶质细胞能摄取递质而参与了递质的灭活(inactivition)过程,并防止递质弥散(diffusion)。胶质细胞还参与修补过程。
4.血脑屏障
脑血流速度*快,然而许多药物全身给药后进入脑组织的速度比进入其他组织慢得多,因此形成了血脑屏障(blood-brain barrier)的概念。脑内毛细血管内皮细胞之间没有空隙,物质必须经过内皮细胞的两层细胞膜才能进入脑组织(图1-3)。毛细血管周围又包裹着胶质细胞,再加上脑组织基本不存在细胞间隙,这些因素均不利于血液和脑组织之间的物质交换。但脑必需的物质,如葡萄糖、某些必需氨基酸则有特殊的转运系统,能有效而迅速地把它们转运到脑内。脑内有些部位缺乏血脑屏障,物质可以自由交换,这些部位是松果体、垂体后叶、后极区以及第三脑室前端的血管器官(organum vasculosum),统称为室周器官(circumventricular organs)(图1-3)。
图1-3 大脑皮质毛细血管周围的结构
Y.神经元及胶质细胞突起。
(仿McGeer et al.1979)
决定药物进入脑组织的速度取决于3种因素:①药物与血浆蛋白结合的比率,结合多则进入脑组织的药物分子数减少;②药物在体内pH值时的解离度,解离度越大则带电荷的药物分子越多,而细胞膜对带电荷的分子通透性很小,药物进入脑组织的量也减少;③药物的脂溶性。细胞膜中的磷脂蛋白成分容易让脂溶性物质透入,因此脂溶性大的药物容易透入脑组织内。药物的理化性质和透过血脑屏障能力的相关性见表1-1。
表1-1 决定药物通过血脑屏障的因素
注:脑脊液通透代表CSF浓度与血浆浓度达到平衡所需时间(分)的1/2。(仿Goldstein et al.1974)
定价:138.0
ISBN:9787030069863
作者:无
版次:2
出版时间:1999-05
内容提要:
本书为**科学院研究生教学丛书之一。
本书**版于1988年出版后,深受本学科的研究生、教师及科研人员的欢迎。第二版除对**版的内容及结构进行调整外,还吸收国外*新出版的相关教材的优点及本学科在科研方面的*新进展。全书共20章,前6章论述药理学基础知识和基本原理;后面各章以内源性活性物质及其受体为中心阐述药物与它们的相互作用。
目录:
目录
《**科学院研究生教学丛书》序 路甬祥 (i)
第二版序 邹冈 (iii)
**版序 张香桐 (iv)
**版编者序 邹冈 (v)
**章 导论 邹冈 (1)
第二章 神经药理学的分子基础 马维骏 (27)
第三章 受体 池志强 (36)
第四章 剂量与反应关系 徐端正 (56)
第五章 构效关系 嵇汝运 (78)
第六章 细胞膜的信号转导与细胞内信使 孟帆 (104)
第七章 兴奋性氨基酸——谷氨酸 胡国渊 (114)
第八章 抑制性氨基酸——γ-氨基丁酸、甘氨酸 胡国渊(135)
第九章 乙酰胆碱 唐希灿 (153)
第十章 去甲肾上腺素和肾上腺素 金国章、刘健 (167)
第十一章 多巴胺 金国章 (203)
第十二章 5-羟色胺 王黎明(235)
第十三章 组胺 朱兴族 (253)
第十四章 神经肽 邹冈 (262)
第十五章 内阿片肽 金文桥 (288)
第十六章 花生四烯酸及其代谢产物 邹冈 (323)
第十七章 腺苷和三磷酸腺苷 朱兴族 (333)
第十八章 一氧化氮 朱兴族 (345)
第十九章 神经营养因子 朱兴族 (360)
第二十章 电压门控离子通道的药理 施卫星、孙月明 (375)
附录 (395)
索引 (425)
在线试读:
**章 导论
一、药理学的研究对象
二、神经药理学的研究对象
三、内源性活性物质药理学
四、神经药理学在神经科学中的作用
五、神经药理学的细胞学基础
1.神经元
2.轴浆转运
3.神经胶质细胞
4.血脑屏障
六、生物电及其离子通道基础
1.静息电位和非门控性离子通道
2.动作电位和电压门控性离子通道
3.突触后电位和递质门控性离子通道
4.慢突触后电位和离子通道的调节
5.光与嗅感受器电位和环核苷酸门控性电子通道
七、突触传递
1.突触结构
2.突触传递过程
3.快化学传递和慢化学传递
4.递质释放
5.递质灭活
八、神经药理学的研究方法
1.作用谱和量效关系
2.生物检定
3.生物化学方法
4.形态学方法
5.电生理学方法
6.行为方法
7.脑成像术
九、神经药物的作用环节
一、药理学的研究对象
药理学(Pharmacology)是研究药物和机体相互作用的科学。研究药物有哪些作用(即作用谱pharmacological profiles)以及作用原理的理论称为药效动力学(Pharmacody-namics)。研究机体对药物的影响,如吸收、分布、结构转化和排泄的称为药物代谢(drug metabolism)。在药物代谢研究的基础上定量研究其动态变化规律的理论称为药物代谢动力学(Pharmacokinetics),简称药代动力学。
药理学是生物医学和药学的桥梁。它是一门基础医学,和生理学、生物化学、生物物理学、营养学等组成生理科学(Physiological Saences)。药理学、药物化学(Medici-nal Chemistry)和药剂学(Pharmacy)又组成药学(Materia Medica或Pharmaceutical Sciences)。
药理学生命力旺盛,发展十分迅速,分支学科也越来越多,如生化药理学、分子药理学、细胞药理学、药物代谢和药物代谢动力学、遗传药理学、神经药理学、心血管药理学、内分泌药理学、生殖药理学、免疫药理学、肿瘤药理学、临床药理学和化学治疗学等。
药理学蓬勃发展的一个明证是,目前全世界药理学专业期刊已超过70种,各分支学科都有相应的刊物。1980年我国创办了中国药理学报(Acta Pharmacologica Sinica),进行着国内外学术交流。后来又相继创办了中国药理学和毒理学杂志,中国药理学通报和中国临床药理学杂志等。
二、神经药理学的研究对象
神经药理学(Neuropharmacology)是研究药物和内源性活性物质对神经系统作用的科学,是药理学中一个十分活跃的分支。在药理学教科书中,神经药理学的内容几乎占了一半篇幅。神经系统控制着整个机体,全身所有器官的活动都会反映到神经系统来,作用于神经系统的药物往往影响面广。作为机体的一部分,神经系统也比其他任何一个器官或系统远为复杂,因此作用于神经系统的药物作用原理也十分复杂。
通常神经药理学教科书分为局部***、全身***、镇静***、镇痛药、退热药、惊厥复苏药、自主神经药以及精神治疗药物(psychotropic drug)等章节。研究药物对自主神经系统作用的部分称为自主神经药理学(Autonomic Pharmacology)。研究药物对动物行为影响的称为行为药理学(Behavioral Pharmacology)。研究药物对人类精神活动影响的称为精神药理学(Psychopharmacology),以前精神病人需要长期住院并只能接受电休克或胰岛素休克的治疗,50年代在治疗精神病药物发现以后,精神病进入了化学治疗阶段,多数病人服药后得以恢复正常生活。因此精神药理学迅速发展起来。但无论行为还是精神活动都是神经系统功能的表现,行为药理学或精神药理学理应属广义的神经药理学范畴。事实上,神经药物和精神药物之间也没有截然的分界线。例如吗啡是一个经典的镇痛药,但它也有十分强烈的精神效应。从作用原理上看,精神治疗药物(psychotropic drug)几乎无例外地也是作用于突触传递过程。
三、内源性活性物质药理学
神经药理学不仅研究药物对神经系统的作用,同时还研究神经系统各种内源性活性物质(即递质或其他活性物质)对神经系统的作用,以及药物和内源性活性物质与其受体的交互作用,这类研究具有重大而深远的意义,对化学传递学说的奠定作出了重大贡献。Dale把研究内源性活性物质作用的科学称为内源性活性物质药理学(Autopharma-cology)。内源性活性物质本身常可作为药物来应用,如肾上腺素、去甲肾上腺素等,许多神经药物又是模拟内源性活性物质结构而加以改造合成的,如拟交感胺和拟胆碱药。另一方面,许多对神经系统有高度选择性作用的药物是通过受体产生效应的,但受体不可能事先为外源性药物而设置,必然有其内源性配体,因此深入研究这些药物作用原理*终可能找到新的内源性活性物质。脑啡肽的发现就是长期研究吗啡作用原理的结果,是药物→受体→内源性配体发现的*著名的例子。以上事实证明,药物和内源性活性物质的关系是何等密切。药物可能会不断更新,而内源性活性物质及其受体是不会淘汰的,因此本书除了电压门控性离子通道章外,将以内源性活性物质及其受体为中心来编写,药物则根据与它们的交互作用来介绍,我们编写的这本书也可以称为“内源性活性物质神经药理学”。
四、神经药理学在神经科学中的作用
神经药理学是一门基础科学,和神经解剖学、神经化学、神经生理学等共同形成了综合性的神经科学(Neuroscience)。神经药理学不仅提供了大量有关神经递质和突触传递的知识,而且神经药物也可作为分析神经系统功能的工具。另一方面,神经药理研究也大量采用其他神经科学的理论和技术,因此与其他神经科学有着极为紧密的联系。目前神经科学又更进一步地综合,按层次和对象分为分子神经科学、细胞神经科学、发育神经科学、系统神经科学和行为神经科学等,传统的分支界限已经打破,因此神经药理学已经与其他神经科学更紧密地融合在一起,在神经科学中发挥日益重要的作用。
五、神经药理学的细胞学基础
1.神经元
根据突起的多少,神经元可分为单极、双极和多极细胞。单极细胞只有一根轴索,但它很快一分为二,如背根神经节细胞,它作为一级感觉神经元任务是忠实地把外周传入冲动传向中枢。双极细胞有一根树突和一根轴索,如视网膜、嗅上皮的感觉细胞以及中枢神经系统内的颗粒细胞均属双极细胞。绝大多数神经元则属多极细胞,即它有一个以上的树突和一根轴索。轴索又可以分成许多分支。典型的神经元有树突、胞体和轴索三部分。
(1)胞体 神经元的细胞核在胞体中显得特别大,但神经元有很长的突起,细胞核和胞浆的比例仍与一般细胞相近。细胞核中有一个或更多的核仁,DNA转录为RNA在核仁中进行。细胞核表面的核膜上有小孔,是核内外物质交换的通道。细胞核以外的胞体部分称为核周体(perikaryon)(图1-1)。
(2)粗面内质网(rough endoplasmic reticulum) 在核周体中有粗面内质网和游离的核糖体(free ribosome),它们是合成蛋白质的地方。粗面内质网由规则且平行排列的扁平小池(cisternae)构成,小池膜外侧附着许多多核糖体(polyribosome)颗粒,这些固定的多核糖体及游离的核糖体在光学显微镜下表现为尼氏小体(Nissl's bodies)。
(3)高尔基氏器(Golgi apparatus) 它也是由规则而平行排列的扁平小池构成,因小池膜上不附着核糖体颗粒又称为无颗粒网质。它们是新合成的蛋白质装入囊泡或分泌颗粒的地方。
(4)线粒体(mitochondria) 神经元的胞体、树突、轴索及末梢都有线粒体,它是氧化磷酸化产生能量的细胞器,其数量多少代表代谢旺盛的程度。
(5)神经微管(microtubule)和神经细丝(neurofilament) 这些结构伸展到树突和轴索中,起维系神经元形态和转运物质的作用。神经微管是外径为24±2nm、内径为14±2nm的一种中空的管状结构,由13根直径为Snm的纤维丝螺旋状排列而成。每根纤维丝又由球状微管蛋白(tubulin)亚基聚合而成。神经微管在胞体中较少,树突中较多。在轴索中的多少视有髓鞘或无髓鞘而定,前者较少后者较多。神经细丝是直径9~10nm的纤维状结构,通常以束状分布,胞体中较多而树突中较少。还有一种更细的纤维状结构,直径为Snm,称为微丝(microfilament),只在神经元发育和再生的过程中出现(图1-2)。
图1-1 神经元结构示意图
(仿McGeer et al.1979)
(6)突触(synapse) 详见本章第七节突触传递。
2.轴浆转运
神经元有很长的突起,它的代谢非常旺盛,因此需要不断地合成蛋白质,而合成蛋白质的粗面内质网位于胞体,新合成的蛋白质要运输到神经元的各部分。*简单的研究轴浆转运(axoplasmic transport)的方法是用线勒紧一段神经干,过一定时间后发现束紧处两侧都有细胞器如囊泡和线粒体等堆积,以近端更明显,说明轴浆流的方向主要是由胞体走向末梢,但也有逆行的。注射氚标记亮氨酸或脯氨酸于胞体附近,如注入背根神经节或眼球,这两种氨基酸即渗入背根神经节神经元或视网膜神经元的胞体粗面内质网新合成的蛋白质中,这样就可以研究蛋白质的轴浆转运速度。结果测得轴浆转运有两种速度,快速100~500mm/d,慢速1-10mm/d。氚标记脯氨酸主要显示快转运而亮氨酸显示慢转运。快转运的物质有线粒体、光面内质网、蛋白质、多肽、糖类、脂类和递质。慢转运的物质主要是微管蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白。快转运的脯氨酸主要标记出突触部位,而慢转运的亮氨酸主要标记轴索。****(colchicine)和长春碱(vin-blastine)可以阻断快转运,它们与微管蛋白相结合并使之解聚从而破坏了微管,提示神经微管与快转运有关。在组织化学研究中常用****阻断囊泡的轴浆转运使之在胞体堆积起来,从而使免疫组织化学更容易显示胞体含有哪一种递质。逆行转运是从末梢将物质运输到胞体。一些毒素如破伤风毒(tetanus toxin)以及辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)可以逆行运输到胞体,后者被用来跟踪末梢的神经元起源。神经递质也可以特异性地被释放这种递质的末梢所摄取,然后逆行转运到胞体。这种技术不仅可以显示神经元的起源,而且告诉我们该神经元利用何种递质。逆行转运的药理性质与快顺行转运相似,均为****所阻断。
图1-2 与轴浆转运有关的亚细胞结构
左侧粗箭头为快转运。多肽链合成于尼氏体,转移到高尔基氏器,产生的蛋白质由光面内质网转运到轴突,形成轴突膜及线粒体,在末梢处形成囊泡和突触前膜。
右侧细箭头表示慢转运。蛋白质从自由多核糖体释放到胞浆并慢慢地转运入轴浆,并形成微管和细丝的亚基。
(仿McGeer et al.1979)
3.神经胶质细胞
神经胶质细胞(neuroglia)按形态可分为星状(astrocyte)、少突(oligodendrocyte)和小胶质(microglia)细胞,它们起源于中胚层。中枢神经系统内神经元之间的空隙几乎被胶质细胞所填满,因此基本上不存在细胞间隙。包围在脑毛细血管周围的细胞以及室管膜(ependymal)细胞也是胶质细胞。髓鞘由Schwann氏细胞包围裹叠而成,它是一种少突胶质细胞。胶质细胞起支持和绝缘作用并维持神经组织的内环境,在中枢神经系统发育过程中起引导神经元走向的作用。突触周围的胶质细胞能摄取递质而参与了递质的灭活(inactivition)过程,并防止递质弥散(diffusion)。胶质细胞还参与修补过程。
4.血脑屏障
脑血流速度*快,然而许多药物全身给药后进入脑组织的速度比进入其他组织慢得多,因此形成了血脑屏障(blood-brain barrier)的概念。脑内毛细血管内皮细胞之间没有空隙,物质必须经过内皮细胞的两层细胞膜才能进入脑组织(图1-3)。毛细血管周围又包裹着胶质细胞,再加上脑组织基本不存在细胞间隙,这些因素均不利于血液和脑组织之间的物质交换。但脑必需的物质,如葡萄糖、某些必需氨基酸则有特殊的转运系统,能有效而迅速地把它们转运到脑内。脑内有些部位缺乏血脑屏障,物质可以自由交换,这些部位是松果体、垂体后叶、后极区以及第三脑室前端的血管器官(organum vasculosum),统称为室周器官(circumventricular organs)(图1-3)。
图1-3 大脑皮质毛细血管周围的结构
Y.神经元及胶质细胞突起。
(仿McGeer et al.1979)
决定药物进入脑组织的速度取决于3种因素:①药物与血浆蛋白结合的比率,结合多则进入脑组织的药物分子数减少;②药物在体内pH值时的解离度,解离度越大则带电荷的药物分子越多,而细胞膜对带电荷的分子通透性很小,药物进入脑组织的量也减少;③药物的脂溶性。细胞膜中的磷脂蛋白成分容易让脂溶性物质透入,因此脂溶性大的药物容易透入脑组织内。药物的理化性质和透过血脑屏障能力的相关性见表1-1。
表1-1 决定药物通过血脑屏障的因素
注:脑脊液通透代表CSF浓度与血浆浓度达到平衡所需时间(分)的1/2。(仿Goldstein et al.1974)