神经递质和神经调质

传统的研究模式神经递质释放要么是神经肌肉接头青蛙，小龙虾，老鼠或者巨人突触鱿鱼的。这些突触的结构相对简单，只有一个轴突的突触后膜上形成可识别突触的末端肌肉纤维或神经元．记录可以从这些单突触连接中获得，以响应一个单一的释放神经递质．在神经元中中枢神经系统，另一方面，情况更复杂。每个中枢神经元在不同的位置都有几个与其他神经元的突触，比如树突上，soma轴突的起始段。因此，几种神经递质——一些兴奋性的，另一些抑制性的——可能参与了最终的结果集成中枢神经元的反应，使他们的身份难以确定。

使神经递质作用进一步复杂化的不仅是多种递质物质的存在，而且还有神经调质．神经调节剂是一种不直接激活离子通道受体，但与神经递质一起作用的物质，增强受体的兴奋性或抑制性反应。在许多物质存在的情况下，通常不可能确定哪些是发射机，哪些是调制器。许多神经肽也是如此(看到一节刺激神经组织的肽)．

除了发射机和调制器的多样性外，还有受体的多样性。一些受体直接打开离子通道，而另一些则激活第二信使系统，发生在细胞质或等离子体膜间接作用于离子通道。一种第二信使系统涉及受体蛋白的激活连接蛋白穿过细胞膜，与通道蛋白结合，并打开通道。另一个系统是环磷酸腺苷(cAMP)体系。在这个连锁反应，受体蛋白激活连接蛋白，连接蛋白再激活连接蛋白的酶合成营地。cAMP分子激活其他酶，反过来激活离子通道。

无论它们是直接激活通道还是通过第二信使系统激活，神经递质都被认为是主要的信使。下面描述的是哺乳动物神经系统的主要已证实或建议的神经递质及其相应的受体。

乙酰胆碱

尽管早期的研究乙酰胆碱在神经肌肉连接处进行，在那里它特别集中，导致将物质识别为中枢神经系统的神经递质的概念是神经科学的一个里程碑。这个概念叫做戴尔的原则亨利·戴尔爵士1935年，一位英国生理学家指出，在一个神经元的一个轴突末端释放的神经递质可以推定在同一神经元的其他轴突末端释放。(Dale的原理仅指突触前神经元，因为不同的突触后受体对单一神经递质的反应在相同或不同的神经元中可能有所不同。)戴尔原理的第一个应用是在哺乳动物身上脊髓，运动神经元将轴突发送到横纹肌，在横纹肌的末端被观察到释放乙酰胆碱。根据戴尔原理，单个运动神经元轴突的所有分支都应该释放乙酰胆碱，包括脊髓的末端。事实上，有人发现有些抵押品分支离开运动轴突，重新进入脊髓的灰质，在那里它们与脊髓中间神经元突触。在这些末端释放的神经递质是乙酰胆碱。高浓度的乙酰胆碱合成酶，胆碱乙酰转移酶和分解它的酶，乙酰胆碱酯酶在脊髓的运动神经元区域也有。

乙酰胆碱受体(也称为胆碱能受体)聚集在肌肉细胞膜上，与突触前末梢的活跃区相反。它们在这些受体区域的密度在每平方微米7000到30000个位点之间(微米;百万分之一米)。即使距离受体区域只有几纳米(十亿分之一米)，乙酰胆碱的敏感性也会急剧下降，因此，距离受体区域1毫米的乙酰胆碱敏感性比受体区域本身的敏感性低50 - 100倍。胆碱能受体也存在于释放乙酰胆碱的神经元突触前末端以及释放其他神经递质的末端。这些受体被称为自我感受器，它们可能在末端调节神经递质的释放。

胆碱能受体主要有两类，烟碱受体和毒蕈碱受体。的烟碱受体是被乙酰胆碱结合后打开的通道蛋白吗扩散阳离子。的毒蕈碱的受体，是一种膜蛋白;在神经递质刺激下，它通过a间接引起离子通道的打开第二信使．因此，毒蕈碱突触的作用相对较慢。毒蕈碱受体在中枢神经系统的较高水平占优势，而作用更快的烟碱受体在脊髓神经元和神经肌肉连接处更普遍骨骼肌．

烟碱受体通道是一种糖蛋白，由五个亚基(看到的数字)．两个α- (α-)亚基包含与通道相关的两个乙酰胆碱结合位点。另外三个亚基——一个β- (β-)亚基，一个γ- (γ-)亚基和一个δ- (δ-)亚基——使蛋白质完整。高分辨率电子显微镜光学图像重建，以及冻裂电子显微镜，揭示了一个高度对称的结构，从顶部看有点像一条救生带，推测的通道在中心。大约三分之一的蛋白质从质膜中伸出，而其余的则嵌在膜中或突出到细胞中。

膜片钳技术提供了关于单通道电流的信息，因此，关于胆碱能受体通道的电导和动力学。在神经肌肉连接处，大约有2万个单价离子携带电荷穿过一个激活的通道量子乙酰胆碱激活大约1500个通道。MEPP衰减的时间常数与通道关闭的时间常数相同。通道关闭的时间常数与电压有关，去极化缩短了开放通道的持续时间，超极化延长了持续时间。

研究表明，烟碱乙酰胆碱激活通道允许阳离子无特异性地渗透膜，也就是说，所有阳离子都可以不加区别地通过通道扩散。因为静息膜已经靠近平衡K势⁺，这意味着更多的Na⁺和Ca^{2 +}比K扩散到细胞⁺向外，引起神经元或肌肉细胞的去极化和兴奋。然而，在某些软体动物神经元中，尼古丁乙酰胆碱受体也能激活Cl⁻通道，导致突触后膜的超极化和兴奋性的抑制。关于毒蕈碱受体，情况尚不清楚。第二信使可能参与，钾通道可能被激活。

肾上腺素而且去甲肾上腺素

这些相关的激素，也叫肾上腺素(肾上腺素)和去甲肾上腺素(去甲肾上腺素)，作用增加心率,血压以及血液中的糖和脂肪水平。他们是分泌进入血液肾上腺是对压力的反应，但它们也被中枢神经系统的轴突末梢和交感神经纤维合成并作为神经递质释放自主神经系统．

对去甲肾上腺素和肾上腺素敏感的受体叫做肾上腺素能受体．它们分为两种类型，α而且β．这些被进一步划分为α亚型₁,α₂,β₁，和β₂．

两种类型的肾上腺素能受体产生的变化，突触后膜电位作用于离子通道特定的K⁺和Ca^{2 +}．它们在神经递质刺激下激活这些通道的机制上有所不同。刺激β₁受体与连接蛋白结合，蛋白质反过来与钙通道结合，改变它们的形状并改变它们对阳离子的渗透性。更重要的是，连接蛋白刺激cAMP的合成，cAMP通过另一系列反应打开钾通道。K的流出⁺会使突触后膜过度极化，抑制一代神经冲动。的β₂在胶质细胞上发现了受体。

的α₂受体激活突触后和突触前膜上的钾通道，可能是通过连接蛋白质和cAMP的合成。的α₁受体通过与质膜的脂质分子的一系列反应作用于钙通道。

肾上腺素和去甲肾上腺素都被吸收回突触前末端，在那里它们被酶降解或灭活。