《神经递质的功能与应用》课件

神经递质的功能与应用神经递质是神经元间信息传递的化学物质它们调控人体内几乎所有生理功能课程概述神经递质定义与分类系统主要神经递质的关键功能在疾病中的作用与药物应用前沿研究领域与未来方向什么是神经递质？定义神经元释放的化学信使角色传递神经冲动的关键分子过程释放-扩散-受体结合-信号传导神经递质的分类气体神经递质1NO、CO等神经肽类2内啡肽、P物质等小分子递质3氨基酸、胆碱、单胺类小分子神经递质氨基酸类胆碱类谷氨酸、GABA、甘氨酸乙酰胆碱单胺类多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素神经肽类神经递质内啡肽神经肽Y物质P调节疼痛感知和愉悦感参与食欲调节和应激反应疼痛传导和炎症反应的关键气体神经递质一氧化碳CO神经保护、抗炎血红素加氧酶催化产生一氧化氮NO血管扩张、神经可塑性NMDA受体激活产生神经递质的合成和储存小分子合成1特定酶催化前体物质神经肽合成2核糖体翻译后修饰突触小泡形成3递质转运入小泡储存神经递质的释放机制钙离子流入动作电位激活钙通道小泡移动移向突触前膜胞吐作用小泡膜与细胞膜融合递质释放扩散至突触间隙神经递质受体概述G蛋白偶联受体通过第二信使系统反应较慢但持久例多巴胺、5-HT受体离子型受体直接控制离子通道快速反应例GABA-A、NMDA主要神经递质谷氨酸合成代谢受体类型功能作用从谷氨酰胺合成NMDA、AMPA、KA和代谢型主要兴奋性递质，参与学习记忆谷氨酸与兴奋性神经毒性过度激活钙超载1谷氨酸受体长时间激活细胞内钙离子浓度升高2细胞死亡自由基产生43诱导细胞凋亡和坏死活性氧和氮释放主要神经递质GABA合成谷氨酸脱羧酶催化受体GABA-A（氯离子通道），GABA-B（G蛋白偶联）功能主要抑制性递质，减弱神经元活动与焦虑和癫痫GABAGABA减少1抑制性传递下降脑电活动异常2神经元过度放电临床表现3焦虑症状或癫痫发作治疗苯二氮卓类、巴比妥类、抗癫痫药主要神经递质乙酰胆碱1合成胆碱乙酰转移酶催化胆碱和乙酰CoA2受体烟碱型（离子通道）和毒蕈碱型（G蛋白偶联）3作用神经肌肉接头传递，自主神经系统功能4分解乙酰胆碱酯酶迅速降解乙酰胆碱与认知功能乙酰胆碱水平认知功能乙酰胆碱减少与记忆力下降和阿尔茨海默病密切相关胆碱酯酶抑制剂可暂时改善认知主要神经递质多巴胺酪氨酸前体氨基酸L-多巴酪氨酸羟化酶催化多巴胺芳香族氨基酸脱羧酶催化代谢产物MAO和COMT酶降解多巴胺与运动控制60-80%5黑质神经元丧失多巴胺受体亚型帕金森病出现临床症状时D1-D5不同功能3主要通路中脑-纹状体通路最重要主要神经递质去甲肾上腺素来源脑干蓝斑核通路广泛投射至全脑功能调节警觉性、注意力和应激反应去甲肾上腺素与情绪调节抑郁症药物作用NE水平降低可能是病因之一NRIs阻断再摄取增加突触浓度ADHD治疗NE系统药物减少冲动行为主要神经递质羟色胺（血5-清素）来源受体功能中缝核（脑干）至少14种5-HT受体亚情绪、睡眠、食欲调节型合成从色氨酸羟化转化而来羟色胺与抑郁症5-单胺假说15-HT/NE/DA缺乏导致抑郁2SSRIs作用阻断5-HT再摄取增加浓度治疗延迟3受体适应需2-4周新研究方向4快速抗抑郁（氯胺酮）神经肽内啡肽系统类型受体作用•β-内啡肽•μ受体•镇痛•脑啡肽•κ受体•愉悦感•强啡肽•δ受体•奖赏行为•内啡蛋白•应激反应内啡肽与成瘾奖赏体验重复使用1内啡肽激活愉悦感寻求相同奖赏体验2依赖性耐受性43戒断出现负面症状需更多剂量产生效果气体神经递质一氧化氮（）NO合成一氧化氮合酶NOS催化精氨酸特性气体状，自由扩散，无需受体功能血管舒张、突触可塑性、免疫调节应用硝酸甘油等药物转化为NO神经递质与神经可塑性长时程增强LTP长时程抑制LTD谷氨酸NMDA受体激活代谢型谷氨酸受体作用突触效能增强突触效能减弱神经可塑性是学习记忆的细胞基础神经递质与发育神经元迁移1GABA作为趋化因子导向迁移树突发育2多种递质协同调节树突形成突触形成3递质促进突触前后膜分化突触修剪4活动依赖性突触稳定或消除神经递质与昼夜节律25-羟色胺褪黑素转化为褪黑素，调节清醒1夜间分泌，促进睡眠乙酰胆碱3REM睡眠激活下丘脑递质腺苷5促眠/促醒核团累积导致嗜睡4神经递质与神经退行性疾病各种神经退行性疾病中特定神经递质系统受损程度%帕金森:多巴胺阿尔茨海默:乙酰胆碱亨廷顿:GABA ALS:谷氨酸神经递质与精神疾病•精神分裂症多巴胺过度活跃（阳性症状）•抑郁症5-HT/NE/DA功能缺陷•焦虑症GABA系统功能下降神经递质与疼痛伤害感受1谷氨酸传递伤害信号传导通路2P物质和CGRP参与中枢调控3内啡肽和5-HT下行抑制慢性疼痛4中枢敏化和递质异常神经递质与癫痫治疗靶点增强GABA功能兴奋/抑制失衡减弱谷氨酸作用谷氨酸增加或GABA减少稳定钠离子通道神经元超同步化神经递质与中毒1酒精增强GABA抑制，抑制谷氨酸兴奋2可卡因阻断多巴胺再摄取，延长愉悦感3尼古丁激活乙酰胆碱受体，增加多巴胺释放4阿片类模拟内源性内啡肽作用于阿片受体神经递质与神经保护谷氨酸保护GABA增强神经营养因子防止过度兴奋毒性平衡兴奋/抑制比例BDNF促进神经元生存抗氧化清除自由基损伤神经递质与应激反应应激刺激感知危险或威胁交感神经激活去甲肾上腺素释放下丘脑-垂体-肾上腺轴皮质醇产生行为反应战斗或逃避反应神经递质与免疫系统神经递质释放免疫细胞激活1直接影响免疫细胞产生炎症因子2神经功能改变炎症反应43情绪和行为变化影响递质代谢神经递质与代谢调节下丘脑调控奖赏系统饱腹信号NPY和AgRP促进食欲多巴胺介导食物快感5-HT抑制食物摄入神经递质与社交行为多巴胺和5-HT血管加压素社交奖赏与地位感知影响领地和竞争行为调节攻击性和合作性别差异明显催产素促进亲密关系和信任增强社交认知和共情神经递质与性行为性唤起1多巴胺增加、NO舒张血管性行为25-HT调节性兴奋和行为性高潮3多巴胺和内啡肽大量释放亲密依恋4催产素促进伴侣联结神经递质与成瘾不同成瘾物质与自然奖赏的多巴胺释放对比成瘾物质释放超生理水平的多巴胺神经递质与运动控制基底神经节小脑运动皮质多巴胺调节运动启动谷氨酸协调精细运动谷氨酸传递运动指令脊髓甘氨酸调节肌张力神经递质与认知功能•前额叶多巴胺调节工作记忆和执行功能•海马谷氨酸介导长时程增强和记忆形成•去甲肾上腺素提高注意力和警觉性神经递质与感觉处理视觉听觉痛觉谷氨酸视网膜→丘脑→皮质信号传递谷氨酸和甘氨酸调节听觉信息P物质传递痛信号，内啡肽抑制神经递质与自主神经系统交感神经副交感神经功能紊乱去甲肾上腺素主导战或逃反应乙酰胆碱主导休息与消化功能递质失衡导致自主神经功能异常神经递质相关药物抗抑郁药1MAOIs抑制单胺氧化酶，减少递质降解2TCAs抑制多种递质再摄取，副作用多3SSRIs选择性抑制5-HT再摄取，副作用少新型药物4多靶点或快速起效机制神经递质相关药物抗精神病药典型抗精神病药非典型抗精神病药主要阻断D2受体D2+5-HT2A受体阻断锥体外系副作用明显锥体外系副作用减少新药研发方向负性症状和认知症状改善神经递质相关药物抗焦虑药•苯二氮卓类增强GABA作用，可能产生依赖性•丁螺环酮5-HT1A受体激动剂，无成瘾性•新型药物GABA转运体抑制剂，选择性作用神经递质相关药物止痛药NSAIDs阿片类2抑制前列腺素合成μ受体激动，强效但有成瘾性1抗癫痫药3减少神经元过度放电新药研发5抗抑郁药无成瘾性强效镇痛4增强下行抑制通路神经递质相关药物帕金森病治疗MAO-B抑制剂COMT抑制剂减少多巴胺中枢降解多巴胺受体激动剂减少多巴胺外周降解左旋多巴直接激活多巴胺受体补充多巴胺前体物质神经递质相关药物阿尔茨海默病治疗胆碱酯酶抑制剂NMDA受体拮抗剂新型策略增加乙酰胆碱水平，改善认知减轻谷氨酸毒性，保护神经元β淀粉样蛋白和tau蛋白靶向药物神经递质相关药物癫痫治疗1GABA能药物苯二氮卓、巴比妥类、丙戊酸2钠通道阻滞剂卡马西平、苯妥英钠3SV2A配体左乙拉西坦减少递质释放4钙通道调节剂加巴喷丁、拉莫三嗪神经递质相关药物ADHD治疗70%3兴奋剂有效率主要神经递质哌甲酯和苯丙胺类多巴胺、去甲肾上腺素、5-HT2非兴奋剂选择原子胺、胍法辛神经递质研究方法电生理学膜片钳场电位在体记录测量单个离子通道或细胞电流记录神经元群体活动记录活体动物神经元放电神经递质研究方法神经化学循环伏安法微透析实时监测神经递质释放高效液相色谱活体采集特定脑区递质分离和定量脑内神经递质神经递质研究方法分子生物学转基因动物RNA干扰特定受体/酶过表达或敲除特异性沉默递质相关基因CRISPR精确编辑神经递质通路基因神经递质研究方法成像技术•钙离子成像可视化神经元活动•光遗传学特定神经元精确控制•PET受体占有率和递质代谢•功能磁共振递质调节的脑活动神经递质研究的伦理问题动物实验13R原则替代、减少、优化2人类研究知情同意，风险评估神经药理学3药物滥用与神经增强伦理4哲学思考递质调节与自由意志问题神经递质研究的未来方向高精度监测单细胞递质变化实时观察精准调控细胞/亚型特异性干预个性化医疗基于遗传背景的靶向治疗递质组学整体研究递质系统网络神经递质与人工智能类脑计算神经网络药物开发模拟突触传递机制递质调制作为激活函数AI预测递质-受体相互作用神经机器人基于递质机制的自主系统总结与展望研究进展临床应用1分子水平解析递质作用精神神经疾病治疗新靶点2未来方向当前挑战43精准干预和个性化治疗复杂网络调控机制理解。