精神疾病神经生化基础.docx

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精神疾病神经生化基础

精神疾病的神经生化基础

一．神经元（neuron）

——神经系统的结构和功能单位

（一）神经元的类型

1．按触突数目分：

（1）假单极神经元

（2）双极神经元

（3）多极神经元

2．按触突长短分：

（1）GolgiⅠ型：

（2）GolgiⅡ型：

3．按功能分

（1）运动神经元

（2）感觉神经元

（3）中间神经元

（二）神经元的结构

1．胞体（soma）

（1）核

（2）细胞器：

尼氏体、无颗粒网、高尔基器、线粒体、溶酶体、神经黑色素、中心粒和纤毛

2．树突（dentrite）

（1）1个或多个树突

（2）树突侧棘

3．轴突（axon）

（1）轴丘和轴突起始段

（2）轴浆

4．细胞骨架

（1）微管

（2）神经细丝

（3）微丝

5．神经膜特殊结构

（1）受体

NA受体

5-HT受体

DA受体

Ach受体

（2）离子通道

电压门控通道（voltage-gatedchannel）

配基门控通道（ligand-gatedchannel）

机械门控通道（mechanical-

gatedchannel）

（3）转运体（transporter）

离子泵（ionicpump）

载体（carrier）

（三）神经元之间的连接——突触

1．电突触

（1）结构：

缝隙连接（gapjuncton）：

前后膜无结构分化，两膜紧接，约距3.5nm，有多条约15nm的通道将两膜连通。

（2）传递特点：

速度快

无突触延搁

双向传递

2．化学突触

（1）类型：

A.按接触类型分：

轴-树（干、棘）

轴-胞体

轴-轴

B.Gray分型：

Ⅰ型：

位于树突棘Ⅱ型：

位于胞体

C.按效应分：

兴奋性→EPSP

抑制性→IPSP

（2）结构：

A.突触前区：

突触体（含囊泡、线粒体、微丝、微管、无颗粒内质网）

突触前膜（增厚的细胞膜、致密小棒、高电子密度物质）

B.突触间隙：

200～500埃

C.突触后区：

突触后膜

受体

（四）神经元的生理特性

1．静息膜电位（membranepotential）

2．应激性（irritability）或兴奋性（excitability）

3．动作电位（action）

发生机制：

离子（Na+、K+、Ca++、Cl-）通道的开放

功能：

长距离快速传导电信号

调节神经递质释放、肌肉收缩和腺体分泌

（五）信息传递过程

A．神经递质的释放

动作电位→突触前膜去极化→Ca++内流→活化区Ca++↑→突触胞吐→神经递质释放

胞吐过程：

a.解锚（mobilization）：

突触囊泡从细胞骨架脱离

b.停靠（targeting）：

突触囊泡摆渡到突触前膜的限定点

c.着位（docking）：

突触囊泡整齐地锚在限定点

d.融合（fusion）

e.胞吐（exocytosis）

B．神经递质与突触后膜受体结合

a.电传递

b.化学传递：

第二信使

腺苷环化酶系统

磷酸酰肌醇系统

受体酪氨酸激酶系统

讨论题：

1．人脑有1011个神经元，每个神经元与103个神经元有突触联系，你认为这些神经元是如何组织起来的？

2．人的精神活动可以分为感知觉、思维、情感和意志活动等，你认为它们是如何产生的？

二．神经递质（neurotransmitters）

（一）定义：

神经系统内传递信息的媒介物，是化学传递的物质基础。

（二）神经递质的必备条件：

（1）能在神经元内合成

（2）能储存在突触囊泡内

（3）神经冲动到达时能释放

（4）能作用于突触后膜受体

（5）有清除机制（灭活、再摄取）

（三）神经递质的分类

1．乙酰胆碱（ACh）

2．单胺类

（1）去甲肾上腺素（NA）

（2）肾上腺素（A）

（3）多巴胺（DA）

（4）5-羟色胺（5-HT）

（5）组胺（H）

3．氨基酸类

（1）γ-氨基丁酸（GABA）

（2）甘氨酸（glycine）

（3）谷氨酸（glutamate）

（4）天冬氨酸（aspartate）

3．肽类

（1）下丘脑释放的肽：

促甲状腺素释放激素、促性腺激素释放激素、生长抑素、促皮质激素释放激素、生长激素释放激素

（2）垂体肽：

促肾上腺皮质激素、β内啡肽、α促黑素刺激素、泌乳素、加压素、催产素等

（3）脑肠肽

（4）其它：

前列腺素、缓激肽、蛙皮素等

（四）ACh能神经递质系统

1．ACh的生物合成和酶解

ChAC

合成：

胆碱＋乙酰辅酶A→乙酰胆碱＋辅酶A

酶解：

由乙酰胆碱酯酶或丁酰胆碱酯酶降解

2．ACh能神经元及其纤维联系

（1）特异性传递途径的第三级神经元：

由丘脑向皮质投射

（2）脑干网状结构上行激动系统

被盖背束：

楔状核→上丘、下丘、顶盖前区、膝状体和丘脑

被盖腹束：

腹侧被盖、黑质致密部→丘脑底、丘脑下部、丘脑、苍白球和视前区

（3）联系纤维：

边缘系统和大脑皮质之间的联系纤维为胆碱能

（5）运动神经元

（6）局部环路的ACh能神经元

A．纹状体（尾-壳复合体）

B．伏隔核

C．嗅结节

D．海马

（7）基底前脑ACh能系统

胞体位于基底前脑如内隔核、斜束带、视前大细胞区、苍白球、基核等→端脑（除纹状体）和某些脑干区，包括杏仁核、海马、边缘皮质和新皮质区、缰核和脚间核等

3．ACh的功能

（1）运动：

姿势反射、步态、僵住症、震颤和旋转

（2）感觉，包括伤害性感觉

（3）体温调节

（4）摄食行为

（5）攻击行为

（6）睡眠和失眠

（7）学习与记忆

4．ACh异常与精神障碍

（1）帕金森

（2）亨廷顿病

（3）精神分裂症

（4）躁狂症

（5）阿尔次海默病

（五）NA能神经递质系统

1．NA的生物合成

THAADC

合成：

tyrosine→DOPA→DA

DβHPNMT

→NA→A

MAO

酶解：

NA→VMA（香草扁桃酸）

2．NA神经元及其投射

（1）NA神经元：

分布在脑桥和延髓后部，从尾至头分为7个细胞群

A1～A7

（2）NA能通路

上行背侧束：

兰斑→中脑、丘脑、端脑边缘系统和大脑皮质

上行腹侧束：

A1、2、4、5、7→中脑网状结构、Ⅲ脑室背侧周围，部分纤维加入内侧前脑束沿途分支。

下行投射系统：

A6、7→孤束核、迷走神经背运动核、三叉神经脊核、下橄榄复合体、脊髓背角和侧角

3．NA的功能

（1）维持大脑的适宜兴奋

（2）调节心血管功能，维持血压

（3）调节体温

（4）进食

（5）睡眠和觉醒

（6）学习和记忆

（7）镇痛

4．NA功能异常与精神障碍

（1）NA功能增强与躁狂症有关

（2）NA功能减退与抑郁症有关

（六）DA能神经递质系统

1．DA的生物合成和酶解

THAADC

合成：

tyrosine→DOPA→DA

MAO

酶解：

DA→MHPG（高香草酸）

2．DA神经元及其投射

（1）DA神经元：

分布在中脑和下丘脑后部，从尾至头分为9个细胞群

A8～A16

（2）DA纤维投射

A．黑质纹状体DA能系统

B．中脑边缘DA能系统

C．结节漏斗DA能系统

D．未定带丘脑下部DA能系统

3．DA的功能

（1）躯体运动，调节锥体外系统

（2）精神活动：

参与情感、认知、思维、理解、推理的调节

（3）垂体激素分泌：

泌乳素

（4）调节心血管功能

（5）调节胃肠运动

（6）中枢催吐作用

（7）疼痛和运动

4．DA功能异常与精神障碍

精神分裂症有DA功能亢进

（七）5-HT能神经递质系统

1．5-HT的生物合成和酶解

TPH

合成：

色胺酸→5-羟色胺酸

5-HTPDC

→5-HT

MAO

酶解：

5-HT→5-HTPP

2．5-HT神经元及其投射

（1）5-HT神经元：

脑干中缝核群，分为9个核

B1~B9

（2）5-HT纤维投射

上行腹侧束：

B6~B8→

上行背侧束：

B3、B5、B6→

小脑投射：

B6~B8→

3．5-HT的功能

（1）情绪和精神活动

（2）调节心血管活动

（3）调节呼吸活动

（4）调节体温

（5）睡眠

（6）性行为

（7）摄食

（8）痛和镇痛

（9）内分泌

4．5-HT功能异常与精神障碍

（1）精神分裂症有5-HT异常

（2）抑郁症有5-HT含量降低

（八）GABA能神经递质系统

1．GABA的合成

GDA（谷氨酸脱羧酶）

谷氨酸→GABA

2．GABA神经元及其通路

（1）GABA神经元分布于大脑皮质、小脑、海马、丘脑、黑质、纹状体和脊髓等

（2）GABA纤维投射

A.纹状体-黑质通路

B.黑质-小脑通路

C.黑质-丘脑通路

D.小脑-前庭外侧通路

3．GABA的功能

（1）抑制效应

（2）对垂体激素的影响

4．GABA功能异常与精神障碍

参与精神分裂症的发病机制

（九）兴奋性氨基酸神经递质：

谷氨酸和天冬氨酸

1．来源：

（1）食物：

谷氨酸有10％来自食物

（2）合成：

转氨酶

α-酮戊二酸→谷氨酸

转氨酶

草酰乙酸→天冬氨酸

2．神经元分布及其纤维

（1）神经元

谷氨酸神经元：

大脑皮质、小脑、纹状体，以及丘脑、下丘脑和脑干

天冬氨酸神经元：

小脑、丘脑、下丘脑，以及大脑皮质、纹状体和脑干

（2）投射纤维：

A．大脑皮质→杏仁核、楔状核、齿状回、外侧膝状体、伏隔核、嗅结节、脑桥核、红核、脊髓、纹状体、黑质、丘脑（谷氨酸为递质）

B．海马→终纹床核、下丘脑、外侧隔核、伏隔核（谷氨酸或天冬氨酸为递质）

3．功能

（1）学习记忆

（2）其它

4．功能异常与精神障碍

（1）精神分裂症：

A.谷氨酸缺乏或功能低下

B.DA与谷氨酸之间平衡失调

（2）神经变性疾病：

（3）神经毒性作用

讨论题：

1．精神活动是人脑活动的结果，你认为信息是由什么编码的？

2．精神障碍（精神分裂症、躁狂症、抑郁症）一般无器质性改变，你认为什么部位出现故障？

三．神经调质

（neuromodulators）

中枢神经系统内一些不直接参与信息传递而参与神经功能调节的物质，包括神经激素、细胞因子、神经营养因子和神经肽。

（一）神经激素

1．定义：

中枢神经系统内的神经内分泌细胞分泌的肽类物质。

2．神经内分泌细胞：

一些既有神经细胞特点（即能接受刺激产生兴奋），有具有腺细胞的特点（即能合成和分泌生物活性物质）。

3．神经内分泌细胞的分布：

（1）集中于下丘脑：

大细胞：

视上核、室旁核

小细胞：

广泛分散

（2）分散于全脑

4．种类：

下丘脑促垂体因子：

促肾上腺皮质激素释放因子

促黄体生产素释放因子

催乳素释放因子

催乳素释放抑制因子

促甲状腺素释放因子

生长激素释放因子

生长激素释放抑制因子

促卵泡素释放因子

促黑素细胞激素释放因子

促黑素细胞激素释放抑制因子

5．神经激素的功能：

（1）调节机体的内分泌活动

（2）调节内脏活动

（3）调节渗透压和水钠平衡

（4）调节情绪和行为

（5）调节免疫功能

（二）细胞因子

1．定义：

由激活的免疫细胞分泌的具有很强生物活性的小份子蛋白质或多肽。

2．细胞因子分泌细胞：

胶质细胞：

星形细胞

小胶质细胞

3．种类：

（1）干扰素（IFN-α、β）

（2）肿瘤坏死因子（TNF）

（3）红细胞生产素

（4）粒细胞集落刺激因子（G-CSF）

（5）白细胞介素（IL-1~12）

4．功能：

（1）免疫效应

（2）神经内分泌效应

（3）行为效应

（三）神经营养因子

1．神经营养素家族：

（1）神经生长因子（NGF）

（2）脑源性神经营养因子（BDNF）

（3）神经营养因子-3

（4）神经营养因子-4/5

2．IL-6细胞因子家族

3．转化生长因子β

4．成纤维细胞生长因子家族

（四）神经肽

1．阿片肽

（1）前阿黑皮素：

ACTH

β-LPH（促脂素）

（2）脑啡肽：

前脑啡肽（M-ENK和L-ENK）

（3）强啡肽：

前强啡肽

2．脑肠肽

（1）P物质

（2）生长抑素

（3）胆囊收缩素

（4）血管活性肠肽

3．心房利钠肽和脑钠肽