轴突上的配基门控受体

轴突不仅含有电压或代谢物门控的离子通道，也表达突触前的小泡释放机器以及多种类型的配基门控受体，包括那些快速递质的受体及慢的神经调质受体。这里仅讨论那些在生理情况下可以改变轴突兴奋性的受体［4］。

新大脑皮层及海马皮层锥体神经元的轴突始段含有特别丰富的抑制性突触，单个始段可从单个轴突-轴突GABA能细胞接受高达30个对称性突触。轴突始段含有高密度的GABA受体(7)α2亚单位的变异体。轴突-轴突突触显示快速而强有力的GABA电流。一般认为，始段上的关键性GABA突触位置，赋予轴突-轴突细胞以强的抑制性作用，从而限制主细胞的输出。但是这个传统看法近来受到了挑战。有人发现，连接到成熟大脑皮层第Ⅱ/Ⅲ层锥体神经元的轴突-轴突突触，实际上是兴奋性突触。重要的是，钾-氯共转运蛋白2（KCC2）在始段的表达很弱，因此轴突上的GABA电流逆转电位比之在细胞体处于更加去极化的方向。应用局部去笼囚化GABA方法，同样的情况在杏仁基底外侧核（basolateral amygdala，BLA）及海马颗粒细胞的不同神经元区隔亦有发现。然而，近来应用非侵入性技术的研究得出结论，抑制性突触后电位（inhibitory postsynaptic potential，IPSP）在整个神经元上都是超极化的［4］。

GABAA受体（GABAA receptor，GABAA R）并不局限于始段，在脊髓背柱、脑干感觉神经元轴突分支上均已证明有它们的存在。这些受体的激活可以调制复合动作电位的传导及波形。在某些条件下，逆行动作电位的传播可以被电刺激局部的中间神经元所阻断，此效应可以通过在培养液中给予GABA受体阻断剂而阻断。这提示，内源性释放的GABA激活了GABA受体，可以阻断传播。同样，在外周神经干上也鉴定出GABA受体。在这里，对受体激活的准确生理作用还不清楚，没有明确的证据说明，少突胶质细胞或雪旺细胞可以释放GABA［4］。

根据对螃蟹及龙虾口胃神经节（stomatogastric ganglion）的研究，单胺类可以调节神经元轴突的特征，它们也可以决定哺乳动物轴突的特征。例如，3型5-羟色胺受体（5-HT3受体）可以调节大鼠无髓外周神经纤维的兴奋性。

烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）在哺乳动物的无髓神经纤维中也能见到，在那里它们调制神经元的兴奋性和传导速度［4］。

始段以及轴突本体上面所含的基本上是GABAA受体，终末前轴突却相当丰富地表达各种不同的调制性突触受体，但仅有一小部分可以调节神经元兴奋性［4］。终末前轴突和神经末梢上的受体有以下几种。

1．GABAA受体

虽然GABAB受体在突触前的兴奋性和抑制性末梢上广泛表达，可是它们在围末梢部位的作用以及轴突的兴奋性是慢和中等度的。与此对比，高电导的GABAA受体可以更准确地调节轴突兴奋性。K. Frank和M. G. F. Fuortes首次假设，通过抑制性突触对轴突的作用，可以调制递质的释放，并以此解释脊髓单突触传递为何减弱。根据突触前抑制及初级传入末梢去极化这两者的时间关系，埃克尔斯（J. C. Eccles，1903—1997）和同事提示，传入神经末梢去极化负责突触传递的抑制。以后发现突触前抑制是由于递质释放减少。自从这些先驱性的工作以后，应用轴突记录方法，初级传入神经末梢去极化（primary afferents depolarization，PAD）得以在实验上演示出来，包括许多不同感觉神经的传入末梢，如猫皮肤初级传入纤维、猫脊髓Ib类传入纤维、虾感觉传入纤维等，以后又有计算机模型的应用。这些研究和其他研究加在一起表明，GABAA受体的激活引起突触前动作电位幅度降低，而动作电位幅度的降低会减少递质的释放。根据模拟研究，提出了用来解释突触前抑制与PAD有关的两个机制：①短路机制；②钠通道失活机制。虾的锋电位幅度降低主要是由于短路机制造成的，即由于GABAA受体的作用增加了膜的电导；至于钠通道失活机制，它可以加到短路效应上面或者更大的PAD上面［4］。

小脑星状和篮状细胞诱导的单个动作电位，可以诱发胞体的GABA电流，表明释放的GABA可通过GABAA自家受体来调节轴突兴奋性。在培养液或做实验的局部脑区应用GABAA受体激动剂蝇蕈醇于轴突，可以调制海马苔状纤维兴奋性。电生理效应是正的还是负的，可因轴突内氯离子浓度的改变而改变。有实验不容置疑地提供了直接证据，表明海马颗粒细胞轴突上GABAA受体的作用。实验应用膜片钳方法记录单个苔状纤维终扣，并局部给予GABA。在从年轻大鼠脑中机械分离的CA3区锥体神经元上，刺激突触前GABAA受体可使苔状纤维来源的释放易化。这个易化通过在苔状纤维终扣上的直接全细胞记录受到广泛研究。GABAA受体可以调制动作电位依赖的钙瞬变，以及易化长时程增强（long-term potentiation，LTP）的诱导［4］。

2．甘氨酸受体

与GABA受体类似，甘氨酸受体（glycine receptor，GlyR）也可以调节突触前末梢的轴突兴奋性及递质释放。在动物成熟过程中，萼突触上的甘氨酸受体取代GABAA受体。突触前甘氨酸受体的激活，在神经末梢上产生弱的去极化氯电流，从而增强突触递质的释放。此去极化诱导相当数量的基础钙浓度升高。类似结论也适用于中脑腹侧被盖区（ventral tegmental area，VTA）。在那里，突触前甘氨酸受体通过激活电压门控钙通道以及末梢内的钙浓度变化，导致GABA能传递的易化［4］。

3．谷氨酸受体

在突触前释放位点，至少可以看到调节突触传递的3种类型的谷氨酸受体，只有一小部分受体是调节轴突兴奋性的。例如红藻氨酸受体，在海马CA1区，红藻氨酸引起明显的自发性的抑制性突触后电流（inhibitory postsynaptic current，IPSC）增加。这个效应可能是由于GABA中间神经元的直接去极化，事实是，红藻氨酸受体降低由CA1区中间神经元产生的逆向动作电位的阈值。又如NMDA受体，这在许多轴突中都可以发现，例如在小脑颗粒细胞-浦肯野细胞中的抑制性突触、大脑皮层第Ⅴ层的兴奋性突触、大脑皮层第Ⅱ/Ⅲ层的兴奋性突触，受体决定突触的强度。但是近来的研究表明，在小脑星状细胞及大脑皮层第Ⅴ层锥体细胞上，轴突的NMDA受体不引起明显的去极化或钙内流，因而并不明显地影响轴突兴奋性。事实上，NMDA受体之所以有可能调制突触前的递质释放，仅仅因为它能够以电紧张性方式把去极化传过去，从胞体-树突区隔传到轴突区隔。然而，在用药理学方法阻断突触前NMDA受体之后，突触前细胞的这种胞体-树突区隔的电紧张性改变，在配对刺激条件下并未被发现［4］。

4．嘌呤受体

ATP和它的分解产物ADP及腺苷，今天被认为是一些重要的脑内信息分子。按照经典的说法，ATP是在突触小泡（synaptic vesicle，SV）处与乙酰胆碱或GABA共释放的。但是近来的研究表明，ATP通过容积激活的阴离子通道，也能以一种非小泡的形式由轴突释放。事实上，传播中的动作电位可引起显微水平的肿胀（microscopic swelling）以及轴突运动，这些变化可能转过来刺激容积激活的阴离子通道，从而把水分排出以恢复正常的细胞容积，同时也排出ATP和其他阴离子［4］（参见9.6）。

嘌呤能受体有3个家族，第一类P1受体是G蛋白偶联的，被腺苷激活，可分为A1、A2A、A2B、A2C几种受体；第二类是P2X受体，它们是配基门控通道，可被核苷酸所激活，分为P2X1—P2X7；第三类是P2Y受体，它们是G蛋白偶联的，可以区分为P2Y1—P2Y14。轴突终末有嘌呤受体，可以调制递质释放。例如在海马中，激活突触前A1受体可以强有力地抑制谷氨酸释放，但是并不抑制GABA释放；与此相对比，在脊髓中，通过ATP激活突触前P2X受体，可以增强GABA和甘氨酸的释放；在发育动物海马的神经元轴突上，有P2X7受体表达，刺激这些受体可促进培养神经元轴突的生长及分叉［4］。