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突触后神经元与动作电位关系

时间:2022-04-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:在整个神经系统中,兴奋的传递往往要通过两个以上的神经元。神经元之间的信息传递过程比兴奋在神经纤维上的传导复杂得多。突触是神经元之间最重要的联系方式。当神经冲动抵达曲张体时,其内的神经递质释放出来,经扩散作用与附近效应器细胞上的受体结合,发挥生理效应,从而实现细胞间的信息传递。此种细胞间信息的传递也是通过神经递质实现的,但并不是通过经典突触结构完成,故称为非突触性化学传递。

在整个神经系统中,兴奋的传递往往要通过两个以上的神经元。神经元之间的信息传递过程比兴奋在神经纤维上的传导复杂得多。就传递方式而言,大体可分为化学性突触、缝隙连接和非突触性化学传递等方式,其中以化学性突触方式最普遍、最重要。

(一)经典的突触传递

突触(synapse)是指神经元与神经元之间发生相互接触并传递信息的部位。一个神经元可与多个其他神经元形成突触联系。突触是神经元之间最重要的联系方式。

1.突触的结构 典型的突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成(图10-2)。神经纤维末梢失去髓鞘并发出许多分支,每个分支末端膨大称为突触小体,突触小体中参与形成突触的细胞膜称为突触前膜,突触后神经元中参与形成突触的细胞膜称为突触后膜,突触前膜与突触后膜之间存在约20nm的微小间隙称为突触间隙。突触小体内含有大量的囊泡称为突触小泡,突触小泡内含高浓度的神经递质,突触后膜上有能够与相应递质结合的受体。

图10-2 突触结构模式图

图10-3 突触类型示意图

2.突触的分类 根据接触的部位不同,可分为轴突-胞体突触、轴突-树突突触和轴突-轴突突触等三类(图10-3);根据传递功能的不同分为兴奋性突触和抑制性突触。

3.突触传递的过程 突触前神经元的信息传递到突触后神经元的过程称为突触传递(synaptic transmission)。它与第二章所讲的神经-骨骼肌接头处的兴奋传递有许多相似之处,也是一个电-化学-电的过程。

突触传递:当神经冲动到达轴突末梢时,突触前膜发生去极化,引起前膜上电压门控式Ca2+通道开放,细胞外液中的Ca2+进入突触小体,使突触小体内囊泡向前膜移动,与突触前膜融合、破裂,以出胞形式将神经递质释放到突触间隙;被释出的神经递质通过突触间隙向突触后膜移动,并与相应的受体结合,引起突触后膜上某些离子通道开放,离子进出突触后膜,突触后膜产生去极化或超极化,这种发生在突触后膜上的电位变化称为突触后电位(postsynaptic potential),包括兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential,EPSP)和抑制性突触后电位(inhibitory postsynaptic potential, IPSP)两种类型。

图10-4 兴奋性突触后电位产生机制示意图

A.突触传递过程;B.电位变化过程

(1)兴奋性突触后电位(图10-4):它的产生是由于突触前膜释放兴奋性递质,当递质与后膜上受体结合后,提高了后膜对Na、K,特别是Na的通透性,使细胞外液中的Na进入细胞内,出现局部去极化所致(图10-4)。由于该电位是局部电位,因此可以总和。若总和后达到阈电位水平,则在突触后神经元的轴突起始部位产生动作电位,进而扩布到整个神经元;若没有达到阈电位水平,则不能引起动作电位,但能使膜电位与阈电位的距离变近,导致突触后神经元的兴奋性增高。

(2)抑制性突触后电位:它的产生是由于突触前膜释放抑制性递质,当递质与后膜上受体结合后,提高了后膜对Cl、K,主要是Cl的通透性,Cl内流进入细胞内,出现后膜超极化所致(图10-5)。

图10-5 抑制性突触后电位产生机制示意图

A.突触传递过程;B.电位变化过程

图10-6 缝隙连接传递示意图

A.缝隙连接处横截面;B.为A图的放大模式图

(二)电突触传递

缝隙连接是电突触信息传递的结构基础。缝隙连接是两个神经元间细胞膜接触特别紧密的部位,两层膜之间的间隙比突触间隙小得多,允许带电离子通过,使两个神经元的胞质得以直接沟通(图10-6)。该结构的接触部位电阻很低,可以进行快速的双向传递,几乎没有潜伏期。

(三)非突触性化学传递

有些神经元轴突末梢的分支上有大量结节状曲张体,内含大量小泡,小泡可释放化学物质即神经递质。曲张体沿末梢分支分布于效应器细胞近旁,但与效应器细胞间无经典的突触联系(图10-7)。当神经冲动抵达曲张体时,其内的神经递质释放出来,经扩散作用与附近效应器细胞上的受体结合,发挥生理效应,从而实现细胞间的信息传递。此种细胞间信息的传递也是通过神经递质实现的,但并不是通过经典突触结构完成,故称为非突触性化学传递。

图10-7 非突触性化学传递示意图

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