李尚斌

(湖南師范大學(xué)附屬中學(xué) 長沙 410006)

1神經(jīng)遞質(zhì)都是小分子物質(zhì)嗎

目前已知的神經(jīng)遞質(zhì)種類很多，主要有乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類、一氧化氮等，這些確實(shí)都是小分子物質(zhì)。但是，有些神經(jīng)肽雖然不是小分子物質(zhì)，卻滿足了作為遞質(zhì)的4個(gè)條件：①存在，在突觸前神經(jīng)元內(nèi)有該物質(zhì)及其合成酶的存在；②釋放，從突觸前末梢可釋放足以在突觸后細(xì)胞或效應(yīng)器引起一定反應(yīng)的物質(zhì)；③相同的突觸后效應(yīng)，將適當(dāng)濃度的該物質(zhì)人工施加到突觸后細(xì)胞能引起與由神經(jīng)誘發(fā)的相同反應(yīng)；④滅活機(jī)制，具有將該物質(zhì)從突觸間隙除去的機(jī)制[1]。因此，神經(jīng)遞質(zhì)并不全都是小分子物質(zhì)。

2突觸小泡的來源和神經(jīng)遞質(zhì)的合成部位

突觸小泡是經(jīng)過多種途徑，在神經(jīng)元的不同部位形成的。例如，有些由突觸前膜直接陷入而成；有些由高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、微管等產(chǎn)生。

神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)元的胞漿內(nèi)合成，最終形成部位是在突觸前末梢處。合成神經(jīng)遞質(zhì)的原料一般來自血液，在一系列酶(位于胞漿中)的催化下，逐步合成。上述小分子遞質(zhì)的合成酶都是在神經(jīng)元細(xì)胞體中被合成的，然后再通過軸漿運(yùn)輸被分送到神經(jīng)元的各個(gè)部分，特別是神經(jīng)末梢，用于遞質(zhì)物質(zhì)的合成。被合成的物質(zhì)必須經(jīng)濃縮并填充到突觸小泡中方可作為遞質(zhì)被釋放。兒茶酚胺類遞質(zhì)是借助H+濃度梯度所提供的能量，由轉(zhuǎn)運(yùn)體輸送到突觸小泡內(nèi)的；神經(jīng)肽則首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)合成前體，然后在高爾基體中受到修飾，再以分泌顆粒形式由軸漿運(yùn)輸?shù)酵挥|前末梢[1]。

3為什么小分子的神經(jīng)遞質(zhì)從突觸前膜釋放出來要通過胞吐

大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，突觸釋放遞質(zhì)是不連續(xù)的，是以一包一包的或稱為一單元一單元的形式釋放，這個(gè)過程叫做量子釋放。觀察突觸前末梢的電子顯微鏡結(jié)構(gòu)，表明其中含有大量的突觸小泡。已有許多證據(jù)說明這些突觸小泡是遞質(zhì)量子釋放的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。英國生理學(xué)家卡茨等的研究表明，通過胞吐作用釋放突觸小泡中的遞質(zhì)。單個(gè)小泡釋放的遞質(zhì)無法引起終板電位(突觸后電位)，只有多個(gè)小泡一起釋放才能引起正常的終板電位。如果終板電位超過閾電位則引發(fā)肌膜上的動作電位[2]?？梢?，要引起神經(jīng)沖動，需要一定量的神經(jīng)遞質(zhì)來進(jìn)行刺激，大于某一個(gè)值才可引起神經(jīng)沖動。故用胞吐的方式可短時(shí)間大量集中釋放神經(jīng)遞質(zhì)，引起突觸后膜電位變化，從而高效完成信息的跨突觸傳遞。

4遞質(zhì)釋放后的去向

神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合產(chǎn)生生理效應(yīng)后，很快便被清除，以迅速消除遞質(zhì)的作用，這樣才能保證突觸傳遞的靈敏性。神經(jīng)遞質(zhì)從突觸間隙的清除有擴(kuò)散、酶降解和再攝取三種方式。

5為什么一氧化氮?dú)怏w能作為神經(jīng)遞質(zhì)

一氧化氮是在一氧化氮合成酶(NOS)的作用下，由L-精氨酸氧化生成。生成的一氧化氮不經(jīng)受體的轉(zhuǎn)導(dǎo)，直接從一個(gè)神經(jīng)元擴(kuò)散到另一神經(jīng)元中。它的靶物質(zhì)很多，其中有代表性的是鳥苷酸環(huán)化酶[1]。一氧化氮與鳥苷酸環(huán)化酶活性中心的Fe2+結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，引起一系列反應(yīng)從而導(dǎo)致血管平滑肌舒張。學(xué)習(xí)記憶時(shí)，神經(jīng)元突觸連接重構(gòu)，需要突觸前神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜， 也需要突觸后神經(jīng)元將信息反饋到突觸前膜，一氧化氮充當(dāng)這一逆行信使的作用[3]。因此，一氧化氮是神經(jīng)元間信息溝通的一種傳遞物質(zhì)，但與一般遞質(zhì)有如下區(qū)別：①它不貯存于突觸小泡中；②它的釋放不依賴于胞吐作用，而是通過擴(kuò)散；③它不作用于靶細(xì)胞膜上的受體蛋白，而是作用于鳥苷酸環(huán)化酶。