第6章 神經遞質系統
1、產生和釋放神經遞質的細胞類型
（1）膽鹼能（cholinergic）神經元
產生和釋放乙醯膽鹼（acetylcholine, ACh）的細胞。
乙醯膽鹼作為一種神經遞質，存在於神經肌肉接頭處，主要在脊髓和腦幹的運動神經元中合成。其他的膽鹼能神經細胞在中樞和外周神經系統的特殊神經環路中發揮作用。乙醯膽鹼的合成需要一種特殊的酶——膽鹼乙醯基轉移酶（ChAT），其在胞體中合成，轉運到軸突末梢。ChAT是膽鹼能神經元的標誌酶。乙醯膽鹼是在軸突末梢的軸漿中合成，然後通過乙醯膽鹼轉運體轉運至突觸囊泡儲存。
圖1 乙醯膽鹼的循環周期
圖2 乙醯膽鹼。（a）乙醯膽鹼的合成。（b）乙醯膽鹼的降解
膽鹼能神經元也能合成乙醯膽鹼的降解酶——膽鹼酯酶（AChE）。AchE被分泌到突觸間隙中，同膽鹼能突觸末梢膜有密切的聯繫。由於一些非膽鹼能神經元也可以合成AchE，所以，AchE不能像ChAT那樣作為膽鹼能神經元的標誌酶。
（2）兒茶酚胺能神經元
兒茶酚胺（catecholamines）類物質通常含有一個稱之為兒茶酚（鄰苯二酚）的化學結構，包括多巴胺（dopamine，DA）、去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）和腎上腺素（epinephrine，E）。
兒茶酚胺能神經元分布於參與運動、情緒、注意力及內臟功能調節的神經系統的腦區。所有兒茶酚胺能神經元均含有酪氨酸氫化酶（tyrosine hydroxylase， TH），TH是兒茶酚胺類物質合成第一步所需的酶，TH的活性是兒茶酚胺類物質合成的限速步驟，軸突末梢胞漿內的各種信號調節該酶的活性。
圖3 兒茶酚胺。（a）鄰苯二酚基團。（b）兒茶酚胺類神經遞質
圖4 由酪氨酸合成兒茶酚胺。
Ps：多巴胺的合成量主要取決於可利用的多巴含量。在PD患者的腦內，DA能神經元緩慢退變，直至死亡。一種治療策略是給與多巴以增加存活的神經元內DA的合成，從而增加可用於釋放的DA的量。
在兒茶酚胺系統中，沒有類似膽鹼酯酶的快速降解酶，而是鈉離子依賴的轉運體將兒茶酚胺類遞質重新攝入神經末梢，從而終止突觸間隙中兒茶酚胺的作用。
（3）5-羥色胺能神經元
5-羥色胺（serotomin, 5-HT），一種單胺類神經遞質，以色氨酸為前體合成。這類神經元數目較少，在調節情緒、情感行為和睡眠的腦系統中有重要的作用。
其重攝取的過程類似於兒茶酚胺類物質的重攝取。
（4）胺基酸能神經元
穀氨酸、甘氨酸和γ-氨基丁酸（γ-aminobutyricacid, GABA）在中樞神經系統內可作為神經遞質（GABA僅作為神經遞質起作用）。
GABA能神經元廣泛分布於中樞神經系統中，是主要的抑制性神經元。
穀氨酸是腦內最基本的一種神經遞質，也是神經元死亡的主要殺手。心臟驟停、中風、鬧昏迷、癲癇和缺氧都可觸發過量穀氨酸釋放的惡性循環，而腦內的神經元幾乎不能再生。穀氨酸濃度過高時，它可使得神經元過度興奮而死亡，該過程稱為興奮性毒性作用。
突觸間隙的胺基酸類神經遞質一般通過鈉依賴性的轉運體選擇性的被轉運至突觸前末梢內或膠質細胞中。在突觸前末梢或膠質細胞內，GABA被氨基丁酸轉氨酶降解。
2、判斷一個分子作為神經遞質必須滿足的標準：
（1）該分子必須在突觸前神經元中合成並貯存；
（2）在神經受到刺激後，該分子必須由突觸前軸突末梢釋放；
（3）將該分子外加於突觸，產生的效應與突觸前釋放所引發的效應相同。
大多數神經遞質是一些胺基酸類、胺類和肽類物質。
3、神經遞質系統
包括：神經遞質分子，與遞質合成、囊泡包裝、遞質重攝取、降解、遞質作用相關的分子原件。
神經遞質系統運轉的時候大致發揮兩個方面的作用：一是在突觸前和突觸間隙中一次性地聚集高濃度的神經遞質；二是突觸後神經元上產生電學和生物化學的信號。
圖5 神經遞質系統的組成
4、阿片肽：減緩疼痛、產生欣慰感、抑制呼吸、治療便秘，但濫用現象嚴重。
內源性阿片肽：腦啡肽。
阿片類藥物：是神經元膜上特異受體的激動劑。
5、神經遞質轉運體
轉運體是跨膜蛋白質，一種神經遞質可以有幾種轉運體
神經遞質轉運體有兩類：一類是神經元膜的轉運體，能將遞質從胞外，包括突觸間隙處轉運至突觸前末梢內，可使突觸前末梢的遞質濃度比胞漿中高10萬倍。另一類是囊泡膜轉運體，能將遞質轉運至突觸囊泡，使囊泡中的遞質濃度比胞漿中高10萬倍。
轉運體是如何工作的呢？細胞膜轉運體通常是協同轉運，每轉運一個遞質分子的同時，要攜帶兩個鈉離子；相反，囊泡轉運體則是反向轉運，每轉運一個遞質分子進入囊泡的同時，要從囊泡內轉運出一個氫離子。突觸囊泡膜上的ATP依賴性H+泵，能維持囊泡內高濃度的氫離子。
圖6 神經遞質轉運體
6、精神類藥物
許多精神類藥物對這些轉運體具有較強的阻斷作用。藥物通過改變各種遞質正常的循環過程，從而使腦中的化學物質失衡，嚴重影響到情緒和行為。當然，阻斷轉運體的藥物也用於精神治療。
比如在兒茶酚胺類遞質降解的過程中，安非他明和古柯鹼能夠阻斷轉運體的重攝取作用，以此延長神經遞質在突觸間隙的作用時間。再比如臨床上的抗抑鬱藥，包括氟氧苯丙胺（匹魯卡品），能夠選擇性的阻斷5-羥色胺的重攝取。
7、神經遞質系統內的輻散和聚合
一種神經遞質激活多種受體亞型，引發多種突觸後效應稱之為輻散。
多種神經遞質，分別激活各自的受體亞型，共同作用於同一效應器系統，稱為聚合。
第7章 神經系統的結構
1、幾個解剖學術語
正中矢狀切面（midsagittal plane）：將腦分為對稱的左右兩半的解剖學平面。
矢狀切面（sagittal plane）：平行於正中矢狀切面的平面。
水平切面（horizontal plane）:與地面平行，該平面上的切片可以同時過雙眼和雙兒，因此，水平切面分為背側和腹側兩部分。
冠狀切面（coronal plane）：垂直於水平面和矢狀切面，其切片可以同時過雙眼或雙耳，但是不能同時通過這4個部分。因此冠狀切面將腦分成前和後兩個部分。
圖7 解剖平面
2、中樞神經系統（central nervous system, CNS）
CNS由腦和脊髓（spinal cord）組成。
以大鼠的腦為例。
大腦：腦的最大部分，近似喙狀。其被一條很深的矢狀裂沿中間分成兩個大腦半球（cerebral hemispheres）。功能上，大腦右半球接受左側軀體的感覺並控制其運動；大腦左半球則負責右側軀體的感覺和運動。
小腦：小腦雖然小，但是擁有的神經元數量與兩個大腦半球神經元的總數相同。小腦是主要的運動控制中心，與大腦半球運動支配相反，左側小腦與左側軀體的運動相關，右側小腦與右側軀體的運動相關。
腦幹：由神經元和神經纖維組成，它的一個重要作用是在大腦、脊髓和小腦間進行信息交流。此外，腦幹會調節一些重要的生命活動的區域，比如呼吸、意識和體溫控制。
脊髓：位於椎管內，與腦幹相連（脊髓橫斷將導致斷面以下軀體的皮膚感覺喪失和肌肉麻痺，這種癱瘓並非由於肌肉喪失了收縮功能，而是因為肌肉失去了大腦對它的控制所致）。脊髓通過脊神經與軀體各組織發生聯繫。脊神經（spinal nerve）是外周神經系統的一部分，它通過位於各脊椎骨間的孔（也成脊間孔）離開脊髓。每根脊神經在與脊髓相接時分成兩個叉，形成背根（dorsal root）和腹根（ventral root）。
圖8 大鼠腦的示意圖
脊髓通過脊神經與軀體各組織發生聯繫。脊神經（spinal nerve）是外周神經系統的一部分，它通過位於各脊椎骨間的孔（也成脊間孔）離開脊髓。每根脊神經在與脊髓相接時分成兩個叉，形成背根（dorsal root）和腹根（ventral root）。
圖9 脊髓。軸突分別經背根和腹根進出脊髓。
3、外周神經系統（peripheral nervous, PNS）
腦和脊髓以外的神經系統稱為外周神經系統。可分為軀體外周神經系統和內臟外周神經系統。
軀體外周神經系統（somatic PNS）：軀體感覺神經元支配從皮膚、關節、肌肉傳來的信息，從背根傳入脊髓。這些神經元胞體在脊椎外聚集成簇，構成背根神經節（dorsal root ganglion）。
內臟外周神經系統（visceral PNS）：又稱自主神經系統（autonomic nervous system, ANS）或植物性神經系統，由支配內臟器官、血管和腺體的神經元組成（意識控制以外的情緒反應，如噁心或臉紅是由內臟外周神經系統介導的）。
傳入（afferent）和傳出（efferent）神經軸突：向CNS傳遞信息的軀體或內臟感覺軸突都是傳入軸突；從CNS向外傳出，以控制肌肉和腺體的軸突為傳出軸突。
4、腦神經
除了從脊髓發出的控制軀體活動的神經，還有從腦幹發出的12對腦神經（cranial nerve）主要支配頭面部活動。
5、腦膜
腦和脊髓並不直接與骨骼接觸，它受到腦脊膜保護。腦脊膜有3層，由外向內分別為：硬腦膜（dura mater）、蛛網膜（arachnoid membrane）和軟腦膜（pia mater）。
軟腦膜與蛛網膜之間有空隙間隔，稱為蛛網膜下腔，其中充滿著含有鹽分的透明液體，稱為腦脊液。也可以說。顱內的腦是懸浮在這一薄薄的腦脊液層中。
6、腦室系統
腦中充滿液體的空腔和管腔組成了腦室系統（ventricular system）。與蛛網膜下腔一樣，其中充滿著腦脊液。
腦脊液（cerebrospinal fluid, CSF）由腦室中的脈絡叢生成，從成對的側腦室出發流經腦幹中心處一些相連但不成對的空腔，隨後從小腦和腦幹連接處附近的細小空隙離開腦室系統，最後進入蛛網膜下腔，再被吸收入血。
圖10 腦膜
圖11 大鼠的腦室系統