第一節　神經元活動的一般規律

人體各器官、系統的功能都是直接或間接處于神經系統的調節控制之下，神經系統是整體內起主導作用調節系統。人體是一個極為復雜的有機體，各器官、系統的功能不是孤立的，它們之間互相聯系、互相制約；同時，人體生活

■［此處缺少一些內容］■

（二）神經纖維傳導的速度

用電生理方法記錄神經纖維的動作電位，可以精確地測定各種神經纖維的傳導速度，不同種類的神經纖維具有不同的傳導速度（表10-1，表10-2）。一般地說，神經纖維的直徑越大，其傳導速度也越大；這是因為直徑大時神經纖維的內阻就小，局部電流的強度和空間跨度就大。有髓纖維的傳導速度與直徑成正比，其大致關系為：傳導速度（m/s）=6×直徑（μm）。一般據說扔髓纖維的直徑是指包括軸索與髓鞘在一起的總直徑，而軸索直徑與總直徑的比例與傳導速度又有密切關系，最適宜的比例為0.6左右。

直徑相同的恒溫動物與變溫動物的有髓纖維其傳導速度亦不相同；如貓的A類纖維的傳導速度為100m/s，而蛙的A類纖維只有40m/s。神經纖維的傳導速度與溫度有關，溫度降低則傳導速度減慢。

經測定，人的上肢正中神經的運動神經纖維和感覺神經纖維的傳導速度分別為58m/s和65m/s。當周圍神經發生病變時傳導速度減慢。因此測定傳導速度有助于診斷神經纖維的疾患和估計神經損傷的預后。

表10-1神經纖維的分類（一）

表10-2神經纖維的分類（二）

　(三)神經纖維的分類

1．根據電生理學的特性分類主要是根據傳導速度（復合動作電位內各波峰出現的時間）和后電位的差異，將哺乳類動物的周圍神經的纖維分為A、B、C三類（表10-1）。

A類：包括有髓鞘的軀體的傳入和傳出纖維，根據其平均傳導速度又進一步分為α、β、γ、δ四類。

B類：有髓鞘的自主神經的節前纖維。

C類：包括無髓鞘的軀體傳入纖維（drC）及自主神經節后纖維（sC）。

D類纖維的直徑<3μm，傳導速度<15m/s，與A[XB]δ[/XB]纖維非常近似，但兩者的鋒電位及后電位很不相同。A[XB]δ[/XB]纖維的鋒電位時程較長，后負后電位，而有一個大的正后電位。

2．根據纖維的直徑的大小及來源分類將傳入纖維分為I、Ⅱ、Ⅲ、N四類（表10-2），I類纖維中包括I[XB]a[/XB]和I[XB]b[/XB]兩類。

上述兩種分類法在實際使用中存在一些問題，例如C類和N類纖維都可用來表示無髓纖維，A[XB]α[/XB]和I類纖維又常用來表示傳導速度最快的纖維，從而造成混亂。因此，目前對傳出纖維采用第一種分類法，對傳入纖維則采用第二種分類法。

（四）神經纖維的軸漿運輸

神經元的細胞體與軸突是一個整體，胞體和軸突之間必須經常進行物質運輸和交換。實驗證明，軸突內的軸漿是經常在流動的。軸漿流動是雙向的，一方面部分軸漿由胞體流向軸突末梢，另一方面部分軸漿由軸突末梢反向流向胞體。胞體內具有高速度合成蛋白質的結構，其合成的物質借軸漿流動向軸突末梢運輸；而反向的軸漿流動可能起著反饋控制胞體合成蛋白質的作用。在組織培養或在體的神經纖維中，用顯微鏡觀察確實見到軸漿內顆粒具有雙向流動的現象。用同位素標記的氨基酸注射到蛛網膜下腔中，可以見到注射物質首先被神經元的細胞體報到，而在胞體內出現，然后逐漸在軸突近端軸漿內出現，最后在遠端軸漿內出現，說明軸漿在流動。如果軸突中斷，思漿雙向流動被阻斷，則遠側斷端和近側斷端及胞體都受到影響；因此變性反應不僅發生在遠端正，也發生在胞體。

目前知道，自胞體向軸突末梢的軸漿運輸分兩類。一類是快速軸漿運輸，指的是具有膜的細胞器（線粒體、遞質囊泡、分泌顆粒等）的運輸，在猴、貓等動物的坐骨神經內其運輸速度為410mm/d。另一類是慢速軸漿運輸，指的是由胞體合成的蛋白質所構成的微管和微絲等結構不斷向前延伸，其他軸漿的可溶性成分也隨之向前運輸，其速度為1-12mm/d。

軸漿流動的機制目前還不十分清楚。在缺氧、氰化物毒化等情況下，神經纖維的有氧代謝擾亂使ATP減少到50%以下時，快速軸獎學金流動即停止，說明它是一種耗能過程。有人提出與肌肉收縮滑行理論相似的假說，來解釋快速軸漿流動。認為囊泡等有膜的細胞器的運輸與微管成微絲的功能有關，微管的成分與肌纖蛋白相似，微管上含有結合點和ATP，囊泡膜上有ATP酶和能與微管相附著的結合點；ATP酶作用于ATP，后者放出能量使微管與囊泡膜發生附著結合，而后又脫離接觸，如此推動囊泡不斷與下一個結合點相附著，造成囊泡等有膜細胞器沿著微管向前推移。

目前對由軸突末梢向細胞體方向的逆向軸漿流動了解得比較少。這種逆向流動的速度約為快速順向運輸速度的一半左右。有人認為，破傷風毒素、狂犬病病毒由外周向中樞神經系統轉運的機制，可能就是逆向軸漿流動。近年來，運用辣根過氧化酶方法研究神經纖維的發源部位，其原理也是因為辣根過氧化酶能被軸突末梢攝取，并由軸漿流動轉運到神經纖維的細胞體。

二、神圣元間相互作用的方式

（一）經典的突觸概念

神經元之間在結構上并沒有原生質相連，每一神經元的軸突末梢僅與其他神經元的胞體或突起相接觸，引相接觸的部位稱為突觸。主要的突觸組成可分為三類：①軸突與細胞體相接觸；②軸突與樹突相接觸；③軸突與軸突相接觸（圖10-1）。突觸有特殊的微細結構，一個神經元的軸突末梢首先分成許多小支，每個小支的末梢部分膨大呈球狀，稱為突觸小體，貼附在下一個神經元的胞體或樹突表面。在電子顯微鏡下觀察到，突觸的接觸處有兩層膜，軸突末梢的軸突膜稱為突觸前膜，與突觸前膜相對的胞體膜或樹突膜則稱為突觸后膜，兩膜之間為突觸間隙。一個突觸即由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分組成。突觸前膜和后膜較一般的神經元膜稍增厚，約7.5nm左右。突觸間隙約20nm左右，其間有粘多糖和糖蛋白（圖10-2）。在突觸前膜內側有致密突起，致密突起和網格形成囊泡欄柵，其間隙處正好容納一個囊泡；因此設想，這種欄柵結構具有引導囊泡與突觸前膜接觸的作用，促進囊泡內遞質的釋放。在突觸小體的軸漿內，含有較多的線粒體和大量聚集的囊泡（突觸小泡）。突觸小泡的直徑為20-80nm，它們含有高濃度的遞質（圖10-3）。不同突觸內含的泡大小和形狀不完全相同，釋放乙酰膽堿的突觸，其小泡直徑約為30-50nm，在電鏡下為均勻致密的囊泡；而釋放去甲腎上腺素的小泡，直徑為30-60nm，其中有一個直徑為15-25nm的致密中心。突觸小泡在軸漿中分布不均勻，常聚集在致密突起處。

圖10-1 突觸類型

甲：軸突與細胞體相接觸 乙：軸突與樹相接觸丙：軸突與軸突相接觸

圖10-2 神經突觸示意圖

甲、乙：光學顯微鏡所見 丙、丁：電子顯微鏡所見

圖10-3 突觸結構模式圖

顯示囊泡欄柵引導囊泡與突觸前膜接觸

由于突觸傳遞功能有興奮性的抑制性兩種，因此有人認為，突觸在形態上也可能存在兩種類型。例如，有人觀察了小腦皮層內突觸的形態特征，見到所有平行纖維與哺肯野細胞之間的興奮性突觸的小泡呈圓于形，而籃狀細胞與哺氏細胞之間的抑制性突觸小泡呈扁平形；由此認為，興奮性與抑制性突觸的突觸小泡有形態學上的區別。興奮性突觸的前膜釋放興奮性遞質，它對突觸后膜的作用是產生興奮性突觸后電位；抑制性突觸的前膜釋放抑制性遞質，它對突觸后膜的作用是產生抑制性突觸后電位（參見本章第二節）。

一個神經元的軸突末梢一般都分支形成許多突觸小體，與其后的神經元構成突觸，所以一個神經元能通過突觸傳遞作用于許多其他神經元。另一方面，一個神經元的樹突或胞體可以接受許多神經元的突觸小體構成突觸，因此一個神經元又可接受許多不同神經元的作用。據估算，一個脊椎前角的運動神經元的胞體和樹突上可有2000個左右突觸，而一個大腦皮層錐體細胞則約有30000個突觸。

（二）是突觸

神經元之間除了上述的經典突觸聯系外，還存在電突觸。電突觸的結構基礎是縫隙連接（參見第二章），是兩個神經元膜緊密接觸的部位。兩層膜間的間隔只有2-3nm，連接部位的神經元膜沒有增厚，其旁軸漿內無突觸小泡存在（圖10-4）。連接部位存在在溝通兩細胞胞漿的通道，帶電離子可通過這些通道而傳遞電信號，這種電信號傳遞一般是雙向的。因此，這種連接部位的信息傳遞是一種電傳遞，與經典突觸的化學遞質傳遞完全不同。電突觸的功能可能是促進不同神經元產生同步性放電。電傳遞的速度快，幾乎不存在潛伏期。電突觸可存在于樹突與樹突、胞體與胞體、軸突與胞體、軸突與樹突之間。

圖10-4 幾種不同形式突觸的模式圖箭頭示傳遞方向

（三）非突觸性化學傳遞

由于熒光組織化學等新方法的應用，目前已明確除了經典的突觸能進行化學傳遞外，還存在非突觸性化學傳遞（non-synaptic chemical transmission ）。關于這方面的研究，首先在交感神經腎上腺素能神經元上進行。實驗觀察到，腎上腺素能神經元的軸突末梢有許多分支，在分支上有大量的念珠狀曲張體（varicosity）。曲線體內含有大量的小泡（圖10-5），是遞質釋放和部位。一個神經元的軸突末梢可以具有30000個曲線體，因此一個神經元具有大量的遞質釋放部位。但是，曲張體并不與效應細胞形成經典的突觸聯系，而是處在效應細胞附近。當神經沖動抵達曲張體時，遞質從曲張體釋放出來，通過彌散作用到效應細胞的受體，使效應細胞發生反應。由于這種化學傳遞不是通過經典的突觸進行的，因此稱為非突觸性化學傳遞。在中樞神經系統內，也有這種傳遞方式存在。例如，在大腦皮層內具有直徑很細的無纖維，這種纖維是去甲腎上腺素能性的，纖維分支上具有許多曲張體，能釋放去甲腎上腺素遞質；這種曲張體絕大部分不與支配的神經元形成經典的突觸，所以進行的是非突觸性化學傳遞。又如在黑質中，多巴胺能纖維也有許多曲張體，且絕大多數也進行非突觸性化學傳遞。此外，中樞內5-羥色胺能纖維也能進行非突觸性化學傳遞。由此看來，單胺類神經纖維都能進行非突觸性化學傳遞。已知，非突觸性化學傳遞也能在軸突末梢以外的部位進行，軸突膜也能釋放化學遞質（如釋放胞漿中的乙酰膽堿），樹突也能釋放化學遞質（如黑質中、樹突可釋放多巴胺）。

圖10-5 交感神經腎上腺能神經示意圖

非突觸性化學傳遞與突觸性化學傳遞相比，有下列幾下特點：①不存在突觸前膜與后膜的特化結構；②不存在一對一的支配關系，一個曲張體能支配較多的效應細胞；③曲張體與效應細胞間的距離至少在20nm以上，距離大的可達幾十微米；④遞質彌散的距離大，因此傳遞花費的時間可大于1s；⑤遞質彌散到效應細胞時，能否發生傳遞效應取決于效應細胞上有無相應的受體。

（四）局部回路神經元和局部神經元回路

中樞神經系統中存在長軸突的神經元，也有大量短軸突和無軸突的神經元。長軸突的神經元是投射性神經元，它們投射到遠隔部位，起到聯系各中樞部位功能的作用；其軸突末梢通過經典的突觸聯系和非突觸性化學傳遞的方式，完成神經元間的相互作用。短軸突和無軸突神經元不投射到遠隔部位，它們的軸突和樹突僅在某一中樞部位內部起聯系作用；這些神經元稱為局部回路神經元（local circuit neuron），例如大腦皮層內的星狀神經元、小腦皮層內的籃狀細胞和星狀細胞、視網膜內的水平細胞和無長突細胞、嗅球內的顆粒細胞、脊髓內的閏紹細胞等。從進化來看，動物越高等，局部回路神經元數量越多，它們的突起越發達。局部回路神經元的活動可能與高級神經功能有密切的關系，例如學習、記憶等。

由局部回路神經元及其突起構成的神經元間相互作用的聯系通路，稱為局部神經元回路（local nuronal circuit）。這種回路可由幾個局部回路神經元構成，例如小腦皮層內的顆粒細胞、籃狀細胞、星狀細胞等構成的回路。這種回路也可由一個局部回路神經元構成，例如脊髓內閏紹細胞構成的回路。這種回路還可通過局部回路神經元的一個樹突或樹突的某一部分構成，這種神經元間相互作用的實現不需要整個神經元參與活動。

通過對局部神經回路的研究，現已闡明除了軸突-胞體型、軸突-樹突型、軸突-軸突型突觸聯系外，還存在樹突-樹突型、樹突-胞體型、樹突-軸突型、胞體-樹突型、胞體-胞體型、胞體-軸突型聯系；而且這種聯系除了主要屬于化學傳遞性質外，還有屬于電傳遞性質的（電突觸）。它們的組合形式也比較復雜，可以形成串聯性突觸（serial synapses）、交互性突觸(reciprocal synapses)、混合性突觸(mixed synapses)（圖10-5）。以交互性突觸為例，局部神經元回路僅在甲、乙兩樹突的某一部分形成；甲樹突通過樹突-樹突型突觸作用于乙樹突，乙樹突被作用后又通過附近的樹突-樹突型突觸反過來作用于甲樹突。這樣甲乙兩樹突通過交互性突觸構成了相互作用的局部神經元回路。這種回路不需要整個神經元參與活動，就能完成局部的整合作用。

樹突多數不能產生動作電位，因為樹突膜上電壓門控式鈉通道很少。因此，樹突上的興奮或抑制活動是以電緊張性形式擴布的，這種擴布是衰減性的。上述交互性突觸中相鄰兩突觸的相互作用就是以電緊張形式實現的。

三、 神 經 遞 質

前文已述及突觸傳遞是通過突觸前膜釋放化學遞質來完成的（非突觸性化學傳遞的情況也是如此）。一個化學物質被確認為神經遞質，應符合以下條件：①在突觸前神經元內具有全盛遞質的前體物質和合成酶系，能夠合成這一遞質；②遞質貯存于突觸小泡以防止被胞漿內其它酶系所破壞，當興奮沖動抵達神經末梢時，小泡內遞質能釋放入突觸間隙；③遞質通過突觸間隙作用于突觸后膜的特殊受體，發揮其生理作用，用電生理微電泳方法將遞質離子施加到神經元或效應細胞旁，以模擬遞質釋放過程能引致相同的生理效應；④存在使這一遞質失活的酶或其他環節（攝取回收）；⑤用遞質擬似劑或受體阻斷劑能加強或阻斷這一遞質的突觸傳遞作用。在神經系統內存在許多化學物質，但不一定都是神經遞質，只有符合或基本上符合以上條件的化學物質才能認為它是神經遞質。關于神經遞質，首先是在外周迷走神經對心臟抑制作用的環節上發現的。

（一）外周神經遞質

1．乙酰膽堿在蛙心灌注實驗中觀察到，刺激迷走神經時蛙心活動受到抑制，如將灌流液轉移到另一蛙心制備中去，也可引致后一個蛙心的抑制。顯然在迷走神經興奮時，有化學物質釋放出來，從而導致心臟活動的抑制。后來證明這一化學物質是乙酰膽堿，乙酰膽堿是迷走神經釋放的遞質。以后在許多其他器官中（例如胃腸、膀胱、頜下腺等），刺激其副交感神經也可在灌注液中找到乙酰膽堿。由此認為，副交感神經節后纖維都是釋放乙酰膽堿作為遞質的。釋放乙酰膽堿作為遞質的神經纖維，稱為膽堿能纖維（圖10-6）。后來有

圖10－6　自主神經系統神經末梢的化學傳遞

人進行了上頸交感神經節的灌流，見到刺激節前纖維可以灌流液中獲得乙酰膽堿，所以節前纖維的遞質也是乙酰膽堿。現已明確軀體運動纖維也是膽堿能纖維。節前纖維和運動神經纖維所釋放的乙酰膽堿的作用，與菸堿樣作用（N樣作用）；而副交感神經節后纖維所釋放的乙酰膽堿的作用，也毒蕈堿的藥理作用相同，稱為毒蕈堿樣作用（M樣作用）。

2．去甲腎上腺素交感神經節后纖維的遞質比較復雜。本世紀初，有人見到腎上腺素對效應器的廣泛作用與交感神經的作用極為相似，因此設想交感神經可能是通過末梢釋放腎上腺素而對效應器起作用的。后來，在貓的實驗中觀察到，刺激支配尾巴的交感神經可以引致尾巴上毛的豎立和血管收縮，同時該動物的去神經支配的心臟活動加速；如果將自尾巴回流的靜脈結扎，再刺激這一交感神經就只能引致尾巴上毛的豎立和血管收縮，卻不能引致心臟活動的加速。由此設想，支配尾巴的交感神經末梢能釋放一種化學物質，由靜脈回流于心臟，這種物質在當時稱為交感素。交感素比乙酰膽堿的性質穩定，當有大量釋放時不易破壞，在一般情況下有可能經血液循環作用于較為遠隔的效應器官。后來，在刺激支配其他器官的交感神經時，均證明靜脈血中出現交感素。曾有人指出，交感素是去甲腎上腺素和腎上腺素的混合物，而主要是去甲腎上腺素。現已明確，在高等動物中由交感神經節后纖維釋放的遞質僅是去甲腎腺上素，而不含腎上腺素；因為在神經末梢只能合成去甲腎上腺素，而不能進一步合成腎上腺素，由于末梢中不含合成腎上腺素所必需的苯乙醇胺氮位甲基移位酶。釋放去甲腎上腺素作為遞質的神經纖維，稱為腎上腺素能纖維。但是，不是所有的交感神經節后纖維都是腎上腺素能纖維，像支配汗腺的交感神經和骨骼肌的交感舒血管纖維卻是膽堿能纖維。

3．嘌呤類和肽類遞質自主神經的節后纖維除膽三能和腎上腺素能纖維外，還有第三類纖維。第三類纖維末梢釋放的遞質是嘌呤類和肽類化學物質。有人在實驗中觀察到，刺激這類神經時實驗標本灌流液中可以找到三磷酸腺苷及其分解產物；而三磷酸腺苷對有腸肌的作用與這類神經的作用極相似，兩者均可引致腸肌的舒張和腸肌細胞電位的超極化。因此認為這類神經末梢釋放的遞質是三磷酸腺苷，是一種腺嘌呤化合物。但也有人認為這類神經釋放的遞質是肽類化合物，因為免疫細胞化學的研究證實自主神經某些纖維末梢的大顆粒囊泡中含有血管活性腸肽，刺激迷走神經時能引致血管活性腸肽的釋放。血管活性腸肽能使胃腸平滑肌舒張，胃的容受性舒張可能就是由于迷走神經節后纖維釋放血管活性腸肽遞質而實現的。第三類纖維是非膽堿能和非腎上腺素能纖維，主要存在于胃腸，其神經元細胞體位于壁內神經叢中；在胃腸上部它接受副交感神經節前纖維的支配。

（二）中樞神經遞質

1．乙酰膽堿 閏紹細胞（Renshaw cell）是脊髓前角內的一種神經元，它接受前角運動神經元軸突側支的支配，它的活動轉而反饋抑制前角運動神經元的活動。目前知道，前角運動神經元支配骨骼肌的接頭處遞質為乙酰膽堿，則其軸突側支與閏紿細胞發生突觸聯系，也必定釋放乙酰膽堿作為遞質（圖10-7）。用電生理微電泳法將乙酰膽堿作用于閏紹細胞，確能引致其放電；用N型受體阻斷劑后，乙酰膽堿的興奮作用即被阻斷，說明這一突觸聯系的乙酰膽堿作用與神經肌接頭處一樣都是N樣作用

圖10-7 脊髓前角運動神經元與閏紹細胞的反饋聯系

位于丘腦后部腹側的特異感覺投射神經元是膽堿能神經元，它們和相應的皮層感覺區神經元形成的突觸是以乙酰膽堿為遞質的。例如，刺激視神經時，枕葉皮層17區等處的乙酰膽堿釋放增多。

腦干網狀結構上行激動系統（參見第三節）的各個環節似乎都存在乙酰膽堿遞質。例如，腦干腦狀結構內某些神經元對乙酰膽堿敏感；刺激中腦網狀結構使腦電出現快波時，皮層的乙酰膽堿釋放明明顯增加；用組織化學法顯示腦干網狀結構的乙酰膽堿上行通路，發現其與腦干網狀結構上行激動系統通路有相似之外。

尾核含有豐富的乙酰膽堿、膽堿乙酰移位酶和膽堿酯酶，尾核內有較多的神經元對乙酰膽堿敏感，殼核與蒼白球內某些神經元也對乙酰膽堿敏感。由此看來，紋狀體內存在乙酰膽堿遞質系統。

此外，邊緣系統的梨狀區、杏仁核、海馬內某些神經元對乙酰膽堿也起興奮反應，這種反應能被阿托品阻斷，說明這些部位也可能存在乙酰膽堿遞質系統。

綜上所述，乙酰膽堿肯定是中樞的遞質，而且分布比較廣泛。

2．單胺類單胺類遞質是指多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺。由于動物實驗中采用了熒光組織化學方法，目前對中樞內單胺類遞質系統了解得比較清楚（圖10-8）。

圖10-8 單胺類遞質的通徑

多巴胺遞質系統主要包括三部位：黑質-紋狀體部分、中腦邊緣系統部分和結節、漏斗部分。黑質-紋狀體部分的多巴胺能神經元位于中腦黑質，其神經纖維投射到紋狀體。腦內的多巴胺主要由黑質制造，沿黑質-紋狀體投射系統分布，在紋狀體貯存（其中以尾核含量最多）。破壞黑質或切斷黑質-紋狀體束，紋狀體中多巴胺的含量即降低。用電生理微電泳法將多巴胺作用于紋狀體神經元，主要起抑制反應。中腦位于邊緣部分的多巴胺能神經元位于中腦腳間核頭端的背側部位，其神經纖維投射到邊緣前腦。結節-漏斗部分的多巴胺能神經元位于下丘腦弓狀核，其神經纖維投射到正中隆起。

去甲腎上腺素系統比較集中，極大多數的去甲腎上腺素能神經元位于低位腦干，尤其是中腦網狀結構、腦橋的藍斑以及延髓網狀結構的腹外側部分。按其纖維投射途徑的不同，可分為三部分：上行部分、下行部分和支配低位腦干部分。上行部分的纖維投射到大腦皮層，邊緣前腦和下丘腦。下行部分的纖維下達脊髓背角的膠質區、側角和前角。支配低位腦干部分的纖維，分布在低位腦干內部。

5-羥色胺遞質系統也比較集中，其神經元主要位于低位腦干近中線區的中縫核內。按其纖維投射途徑的不同，也可分為三部分：上行部分、下行部分和支配低位腦干部分。上行部分的神經元位于中縫核上部，其神經纖維投射到紋狀體、丘腦、下丘腦、邊緣前腦和大腦皮層。腦內5-羥色胺主要來自中縫核上部，破壞中縫核上部可使腦內5-羥色胺含量明顯降低。下行部分的神經元位于中縫核下部，其神經纖維下達脊髓背角的膠質區、側角和前角。支配低位腦干部分的纖維，分布在低位腦干內部。

3．氨基酸類 現快明確存在氨基酸類遞質，例如谷氨酸、門冬氨酸、甘氨酸和γ-氨基丁酸。

在腦脊髓內谷氨酸含量很多，分布很廣，但相對來看，大腦半球和脊髓背側部分含量較高。用電生物微電泳法將谷氨酸作用于皮層神經元和脊髓運動神經地，可引致突觸后膜出現類似興奮性突觸后電位的反應，并可導致神經元放電。由此設想，谷氨酸可能是感覺傳入神經纖維（粗纖維類）和大腦皮層內的興奮型遞質。

用電生理微電泳法將甘氨酸作用于脊髓運動神經元，可引致突觸后膜出現類似抑制性突觸后電位的反應。閏紹細胞軸突末梢釋放的遞質就是甘氨酸，它對運動神經元起抑制作用。

γ-氨基丁酸在大腦皮層的淺層和小腦皮層的浦肯野細胞層含量較高。用電生理微電泳法將γ-氨基丁酸作用于大腦皮層神經元和前庭外側核神經元（直接受小腦皮層浦肯野細胞支配），可引致突觸后膜超極化。由此設想，γ-氨基丁酸可能是大腦皮層部分神經元和小腦皮層浦肯野細胞的抑制性遞質。此外，紋狀體-黑質的纖維，也是釋放γ-氨基西酸遞質的。

上述的抑制是突觸后膜發生超極化而發生的，因此是突觸后抑制。所以甘氨酸和γ-氨基丁酸均是突觸后抑制的遞質。已知，γ-氨基丁酸也是突觸前抑制的遞質；當γ-氨基丁酸作用于軸突末梢時可引致末梢支極化，使末梢在沖動抵達時遞質釋放量減少，從而產生抑制效應（參見第二節）。γ-氨基丁酸對細胞體膜產生超極化，而對末梢軸突膜卻產生去極化，其機制尚不完全清楚。有人認為，γ-氨基丁酸的作用是使膜對CI[SB]-[/SB]的通透性增升高；在細胞體膜對CI[SB]-[/SB]的通透性升高時，由于細胞外CI[SB]-[/SB]濃度比細胞內CI[SB]-[/SB]濃度高，CI[SB]-[/SB]由細胞外進入細胞內，因此產生超極化；在末梢軸突膜對CI[SB]-[/SB]通透性升高時，由于軸漿內CI[SB]-[/SB]濃度比軸突外CI[SB]-[/SB]高，CI[SB]-[/SB]由軸突內流向軸突外，因此產生去極化。所以γ-氨基丁酸的作用是使CI[SB]-[/SB]通透性升高，造成超極化還是去極化，取決于細胞內外CI[SB]-[/SB]的濃度差。

4．肽類早已知道神經元能分泌肽類化學物質，例如視上核和室旁核神經元分泌升壓素（九肽）和催產素（九肽）；下丘腦內其他肽能神經元能分泌多種調節腺垂體活動的多肽，如促甲狀腺釋放激素（TRH，三肽）、促性腺素釋放激素（GnRH，十肽）、生長抑素（GHRIH，十四肽）等。由于這些肽類物質在分泌后，要通過血液循環才能作用于效應細胞，因此稱為神經激素。但現已知，這些肽類物質可能還是神經遞質。例如，室旁核有向腦干和脊髓投射的纖維，具有調節交感和副交感神經活動的作用（其遞質為催產素），并能抑制痛覺（其遞質為升壓素）。在下丘腦以外腦區存在TRH和相應的受體，TRH能直接影響神經元的放電活動，提示TRH可能是神經遞質。

腦內具有嗎啡樣活性的多肽，稱為阿片樣肽。阿片樣肽包括β-內啡肽、腦啡肽和強啡肽三類。腦啡肽是五肽化合物，有甲硫氨酸腦啡肽（M-ENK）和亮氨酸腦啡肽（L-ENK）兩種。腦啡肽與阿片受體常相伴而存在，微電泳啡肽可命名大腦皮層、紋狀體和中腦導水管周圍灰質神經元的放電受到抑制。腦啡肽在脊髓背角膠質區濃度很高，它可能是調節痛覺纖維傳入活動的神經遞質。

腦內還有胃腸肽存在，例如膽囊收縮素（CCK）、促胰液素、胃泌素、胃動素、血管活性腸肽、胰高血糖素等。CCK有抑制攝食行為的作用。許多膽堿能神經元中含有血管活性腸肽，它可能具有加強乙酰膽堿作用的功能。此外，腦內還有其他肽類物質，例如P物質、神經降壓素、血管緊張素Ⅱ等。P物質是十一肽，它可能是第一級感覺神經元（屬于細纖維類）釋放的興奮性遞質，與痛覺傳入活動有關。神經降壓素在邊緣系統中存在。血管緊張素Ⅱ的主要作用可能在于調節單受類纖維的遞質釋放。

5．其他可能的遞質近來年研究指出，一氧化氮具有許多神經遞質的特征。某些神經元含有一氧化氮合成酶，該酶能使精氨酸生成一氧化氮。生成的一氧化氮從一個神經元彌散到另一神經元中，而后作用于鳥苷酸環化酶并提高其活力，從而發揮出生理作用。因此，一氧化氮是一個神經元間信息溝通的傳遞物質，但與一般遞質有區別：①它不貯存于突觸小泡中；②它的釋放不依賴于出胞作用，而是通過彌散；③它不作用于靶細胞膜上的受體蛋白，而是作用于鳥苷酸環化酶。一氧化氮與突觸活動的可塑性可能有關，因為用一氧化氮合成酶抑制劑后，海馬的第時程增強效應被完全阻斷（參見第六節中“學習和記憶的機制”）。此外，組織胺也可能是腦內的神經遞質。

（三）遞質與調質的概念

遞質是指神經末梢釋放的特殊化學物質，它能作用于支配的神經元或效應細胞膜上的受體，從而完成信息傳遞功能。調質是指神經元產生的另一類化學物質，它能調節信息傳遞的效率，增強或削弱遞質的效應。但是也有人把遞質概念規定得非常嚴格，認為只有作用于膜受體后導致離子通道開放從而產生興奮或抑制的化學物質才能稱為遞質；其他一些作用于膜受體后通過第二信使轉而改變膜的興奮性或其它遞質釋放的化學物質，均應稱為調質。根據后一種觀點，遞質為數不多，氨基酸類物質是遞質，神經肌接頭部位釋放的乙酰膽堿也是遞質，而肽類物質一般均屬于調質。但是一般來說，遞質與調質無明確劃分的界限，調質是從遞質中派生出來的概念，不少情況下遞質包含調質；前文就沒有把兩者嚴格區分開來，統稱為遞質。

（四）遞質的共存

長期來認為，一個神經元內只存在一種遞質，其全部神經末梢均釋放同一種遞質。這一原則稱為戴爾原則（Dale’s principle）。近來來，通過免疫組織化學方法觀察到，一個神經元內可存在兩種或兩種以上遞質（包括調質），因此認為戴爾原則并不正確。但是戴爾的原先觀點認為，一個神經元的全部神經末梢均釋放相同的遞質；他并沒有限定一個神經元只能含一種遞質。因此，戴爾的觀點還是對的，而戴爾原則則是需要修改的。

在無脊椎動物的神經元中，觀察到多巴胺和5-羥色胺遞質可以共存。在高等動物的交感神經節神經節發育過程中，去甲腎上腺素和乙酰膽堿可以共存。此外，在大鼠延髓的神經元中觀察到5-羥色胺和P物質共存；在上頸交感神經節中神經元中觀察到去甲腎上腺素和腦啡肽共存。有人認為肽類遞質可能都是與其他遞質共存的。遞質共存的生理意義，目前尚未清楚了解；可能兩種遞質在同時釋放后起著不同的生理作用，有利于發揮突觸傳遞作用。

（五）遞質的合成、釋放和失活

1．遞質的合成 乙酰膽堿是由膽堿和乙酰輔酶A在膽堿乙酰移位酶（膽堿乙酰化酶）的催化作用下合成的。由于該酶存在于胞漿中，因此乙酰膽堿在胞漿中合成，合成后由小泡攝取并貯存起來。去甲腎上腺素的合成以酪氨酸為原料，首先在酪氨酸羥化酶的催化作用下合成多巴，再在多巴脫羧酶（氨基酸脫竣酶）作用下合成多巴胺（兒茶酚乙胺），這二步是在胞漿中進行的；然后多巴胺被攝取入小泡，在小泡中由多巴胺β羥化酶催化進一步合成去甲腎上腺素，并貯存于小泡內。多巴胺的合成與去甲腎上腺素揆民前二步是完全一樣的，只是在多巴胺進入小泡后不再合成去甲腎上腺素而已，因為貯存多巴胺的小鐋內不含多巴胺β羥化酶。5-羥色胺的合成以色氨酸為原料，首先在色氨酸羥化酶作用下合成5-羥色氨酸，再在5-羥色胺酸脫竣酶（氨基酸脫竣酶）作用下將5-羥色氨酸合成5-羥色胺，這二步是在胞漿中進行的；然后5-羥色胺被攝取入小泡，并貯存于小泡內。γ-氨基丁酸是谷氨酸在谷氨酸脫羧催化作用下合成的。肽類遞質的全盛與其他肽類激素的合成完全一樣，它是由基因調控的，并在核糖體上通過翻譯而合成的。

2．遞質的釋放當神經沖動抵達末梢時，末梢產生動作電位和離子轉移Ca[SB]2+[/SB]由膜外進入膜內，使一定數量的小泡與突觸前膜緊貼融合起來，然后小泡與突觸前膜粘合處出現破裂口，小泡內遞質和其他內容物就釋放到突觸間隙內。突觸前膜釋放遞質的過程，稱為出胞（exocytosis）或胞裂外排。在這一過程中，Ca[SB]2+[/SB]的轉移很重要。如果減少細胞外Ca[SB]2+[/SB]濃度，則遞質釋放就受到抑制；而增加細胞外Ca[SB]2+[/SB]的濃度則遞質釋放增加。這一事實說明，Ca[SB]2+[/SB]由膜外進入膜內的數量多少，直接關系到遞質的釋放量；Ca[SB]2+[/SB]是小泡膜與突觸前膜緊貼融合的必要因素。一般認為，Ca[SB]2+[/SB]可能有兩方面的作用：①降低軸漿的粘度，有利于小泡的移動；②消除突觸前膜內的負電位，便于小泡與突觸前膜接觸而發生融合。小泡破裂把遞質和其他內容物釋放到突觸間隙時，其外殼仍可留在突觸前膜內（也可與突觸前膜融合，成為突觸前膜的組成部分），以后仍舊可以重新恢復原樣，繼續合成并貯存遞質（圖10-9）。

圖10-9 突觸處遞質釋放過程

3．遞質的失活 進入突觸間隙的乙酰膽堿作用于突觸后膜發揮生理作用后，就被膽堿酯酶水解成膽堿和乙酸，這樣乙酰膽堿就被破壞而推動了作用，這一過程稱為失活。去甲腎上腺素進入突觸間隙并發揮生理作用后，一部分被血液循環帶走，再在肝中被破壞失活；另一部分在效應細胞內由兒茶酚胺內由兒茶酚胺位甲基移位酶和單胺氧化酶的作用而被破壞失活；但大部分是由突觸前膜將去甲腎上腺素再攝取，回收到突觸前膜處的軸漿內并重新加以利用。多巴胺的失活與去甲腎上腺素的失活相似，它也是由兒茶酚胺氧位甲基移位酶和單胺氧化酶的作用而被破壞失活。突觸前膜敢能再攝取多巴胺加以重新利用。5-羥色胺的失活也與去甲腎上腺素的失活相似，單胺氧化酶等能使5-羥色胺降解破壞，突觸前膜也能再攝取5-羥色胺加以重新利用。氨基酸遞質在發揮作用后，能被神經元和神經膠質再攝取而失活。肽類遞質的失活是依靠酶促降解，例如通過氨基肽酶、羧基肽酶和一些內肽酶的降解而失活。

（六）受體學說

1．膽堿能受體 上世紀末發現阿托品能阻斷副交感神經節后纖維對效應器的作用，當時認為效應器具具有一種接受物質，阿托品與接受物質結合后就阻斷了副交感神經的作用。研究證實了這一設想，例如刺激支配頜下腺的副交感神經則唾液分泌量增加，如果先用阿托品后再刺激神經則唾液分泌量不再增加，而此時末梢乙酰膽堿的釋放量并不見減少。這說明阿托品不影響神經末梢遞質的釋放過程，而是直接作用于效應器上。效應器上的接受物質后來就稱為受體。

遞質的受體一般是指突觸后膜或效應器細胞膜上的某些特殊部分，神經遞質必須通過與受體相結合才能發揮作用。受體的本質和發揮作用和機制已在第二章詳述。如果受體事先被藥物結合，則遞質就很難再與受體相結合，于是遞質就不能發揮作用。這種能與受體相結合，從而占據受體或改變受體的空間結構形式，使遞質不以發揮作用的藥物稱為受體阻斷劑。

受體阻斷劑 的不斷發現，對遞質與受體的作用關系有了更多的了解。前文述及乙酰膽堿有兩種作用，實際上是由于存在兩種不同的乙酰膽堿能受體而形成的。一種受體廣泛存在于副交感神經節后纖維支配的效應細胞上，當乙酰膽堿與這類受體結合后就產生一系列副交感神經末梢興奮的效應，包括心臟活動的抑制、支氣管平滑肌的收縮、胃腸平滑肌的收縮、膀胱逼尿肌的收縮、虹膜環形肌的收縮、消化腺分泌的增加等。這類受體也能與毒蕈堿相結合，產生相似的效應。因此這類受體稱為毒蕈堿受體（M型受體，muscarinic receptor），而乙酰膽堿與之結合所產生的效應稱為毒蕈堿樣作用（M樣作用）。阿托品是M型受體阻斷劑，它僅能和M型受體結合，從而阻斷乙酰膽堿的M樣作用。

另一種膽堿能受體存在于交感和副交感神經節神經元的突觸后膜和神經肌接頭的終板膜上，當乙酰膽堿與這類受體結合后就產生興奮性突觸后電位和終板電位，導致節神經元和骨骼肌的興奮。這類受體也能與菸堿相結合，產生相似的效應。因此這類受體也稱為菸堿型受體（N型受體，nicotinic receptor），而乙酰膽堿與之結合所產生的效應稱為菸堿樣作用（N樣作用）。

通過采用不同受體阻斷劑的研究，現已證明M型和N型受體均可進一步分出向種亞型。M型受體至少已分出M[XB]1[/XB]、M[XB]2[/XB]和M[XB]3[/XB]三種亞型。M[XB]1[/XB]受體主要分布在神經組織中；M[XB]2[/XB]受體主要分布在心臟，在神經和平滑肌上也有少量分布；M[XB]3[/XB]受體主要分布在外分泌腺上，神經和平滑肌也有少量分布。N型受體可分出N[XB]1[/XB]和N[XB]2[/XB]兩種亞型。神經節神經元突觸后膜上的受體為N[XB]1[/XB]受體，終板膜上的受體為N[XB]2[/XB]受體。簡箭毒能阻斷N[XB]1[/XB]和N[XB]2[/XB]受體的功能，六烴季銨主要阻斷N[XB]1[/XB]受體的功能，十烴季銨主要阻斷N[XB]2[/XB]受體的功能，從而阻斷乙酰膽堿的N樣作用。

支配汁腺的交感神經和骨骼肌的交感舒血管纖維，其遞質也是乙酰膽堿；由于阿托品能阻斷其作用，所以屬于M型受體。

2．腎上腺素能受體 多數的交感神經節后纖維釋放的遞質是去甲腎上腺素，其對效應器的作用既有興奮性的，也有抑制性的。效應不同的機制是由于效應器細胞上的受體不同。能與兒茶酚胺（包括去甲腎上腺素、腎上腺素等）結合的受體有兩類，一類為α型腎上腺素能受體（簡稱α受體），另一類為β型腎上腺素能受體（簡稱β受體）。兒茶酚胺與α受體結合的產生的平滑肌效應主要是興奮性的，包括血管收縮、子宮收縮、虹膜輻射狀肌收縮等；但也有抑制性的，如小腸舒張。兒茶酚胺與β受體結合后產生的平滑肌效應是抑制性的，包括血管舒張、子宮舒張、小腸舒張、支氣管舒張等；但產生的心肌效應卻是興奮性的。有的效應器僅有α受體，有的僅有β受體，有的α和β受體均有（表10-3）。目前知道，心肌細胞上除有β受體外，也有α受體，但受體的作用較明顯。例如，心肌α受體興奮可引致收縮力加強，但其作用比β受體興奮的作用要弱；而且心肌β受體興奮可引致心率加快，而α受體卻不能加快心率。

表10-3 腎上腺素能受體的分布及效應

α和β受體不僅對交感神經末梢釋放遞質起反慶，也對血液中存在的兒茶酚胺（由腎上腺髓質分泌或注射的藥物）起反應。去甲腎上腺素對α受體的作用強，對β受體的作用較弱；腎上腺素對α和β受體的作用都強；異丙腎上腺素主要對β受體有強烈作用。如在動物實驗中觀察血壓的變化，見到注射去甲腎上腺素后血壓上升，這是由于α受體被激活引致廣泛血管收縮而形成的；如注射異丙腎上腺素，則見到血壓下降，這是由于β受體被激海參引致廣泛血管舒張而形成的；如注射腎上腺素，則血壓先升高后下降，這是由于α和β受體均被激活，引致廣泛血管先收縮后舒張而形成的。如果，進一步采用不同的受體阻斷劑進行實驗，見到α受體阻斷劑酚妥拉明可以消除去甲腎上腺素和腎上腺素的升壓效應，但不影響腎上腺素和異丙腎上腺素的降壓效應；而β受體阻斷劑普萘洛爾（propranolol）可以消除腎上腺素和異丙腎上腺素的降壓效應，但不影響去甲腎上腺素和腎上腺素的升壓效應。由此說明，確實存在兩種不販腎上腺素能受體，即α受體和β受體，兩者能分別被特異的受體阻斷劑所阻斷。

β受體阻斷劑已應用于臨床。例如，心絞痛患者應用普萘洛爾可以降低心肌的代謝和活動，得到治療的效果。但普萘洛爾阻斷β受體的作用很廣泛，應用后可同時此致支氣管痙攣，對伴有呼吸系統疾病的患者有危險性。研究發現，有些β受體阻斷劑主要阻斷心肌的β受體，而對支氣管平滑肌的β受體阻斷作用很小，例如阿替洛爾（atenilol）、心得寧（practolol）；有些受體阻斷劑對心肌的β受體阻斷作用極小，而對支氣管平滑肌的β受體阻斷作用卻很強，例如心得樂（butoxamine）。由此認為，β受體可分別分為β[XB]1[/XB]和β[XB]2[/XB]兩個亞型，其分布及效應見表10-3。在伴有呼吸系統疾病的患者，應采用阿替洛爾，以免發生支氣管痙攣。

3．突觸前受體研究指出，受體不僅存在于突觸前膜，而且存在于突觸前膜，突觸前膜的受體稱為突觸前受體（presynaptic receptor）。突觸前受體的作用，在地調節神經末梢的遞質釋放。例如，腎上腺素能纖維末梢的突觸前膜上存在α受體，當末梢釋放的去甲腎上腺素在突觸前膜處超過一定量時，即能與突觸前α受體結合，從而反饋抑制末梢全盛和釋放去甲腎上腺素，起到調節末梢遞質釋放能量的作用。在應用α受體阻斷劑后，這種反饋抑制環節被阻斷；這時刺激腎上腺素能纖維，末梢內合成和釋放去甲腎上腺素增加。這種情況在支配心肌的腎上腺素能纖維上也存在，雖然心肌的受體為β受體，而突觸前膜上的受體為α受體。由于突觸前受體是感受神經末梢自身釋放的遞質的，因此又稱為自身受體（autoreceptor）。

突觸前膜的α受體不同于后膜的α受體，前者為α[XB]2[/XB]型，后者為α[XB]1[/XB]型。α受體區分為α[XB]1[/XB]和α[XB]2[/XB]兩個亞型，是根據不同受體阻斷劑的選擇性作用來確定的。如哌唑嗪（prazosin）可選擇性阻斷α[XB]1[/XB]受體，而育亨賓（yohimbine）可選擇性阻斷α[XB]2[/XB]受體；酚妥拉明對α[XB]1[/XB]和α[XB]2[/XB]受體均有阻斷作用，但對α[XB]1[/XB]受體的作用比對α[XB]2[/XB]受體的作用大3-5倍。必須指出，α[XB]2[/XB]受體也可存在于突觸后膜上，例如大腦皮層、子宮、腮腺等處突觸后膜可能有α[XB]2[/XB]受體。此外，突觸前受體除α[XB]2[/XB]型外，也可有其他類型。

4．中樞內遞質的受體中樞遞質種類復雜，因此相應的受體也多，除膽堿能N型和M型受體、腎上腺素能α和β受體外，還有多巴胺受體、5-羥色胺受體、興奮性氨基酸受體、γ-氨基丁酸受體、甘氨酸受體，阿片受體（opiate receptor）等。多巴胺受體可分為D[XB]1[/XB]、D[XB]2[/XB]等受體亞型，5-羥色胺受體可分為5-HT[XB]1[/XB]、5-HT[XB]2[/XB]、5-HT[XB]3[/XB]、5-HT[XB]4[/XB]等受體亞型，興奮性氨基酸受體可分為N-甲基-D-天冬氨酸型（NMDA）。使君子氨酸型（QA）和海人藻酸型（KA）等，γ-氨基丁酸受體可分為GABA[XB]A[/XB]、GABA[XB]B[/XB]等受體亞型，阿片受體可分為μ、δ、κ等受體亞型。這些受體也有相應的受體阻斷劑，例如派迷清（pimozide）能阻斷多巴胺受體，肉桂硫胺(cinanserin)能阻斷5-羥色胺受體，荷包牡丹鹼(bicuculine)能阻斷GABA[XB]A[/XB]受體，鈉洛酪(naloxone)能阻斷阿片μ受體等。

四、神經的營養性作用

神經對其所支配的組織能發揮兩方面的作用。一方面是借助于興奮沖動傳導抵達末梢時突觸前膜釋放特殊的遞質，而后作用于突觸后膜，從而改變所支配組織的功能活動，這一作用稱為功能性作用。另一方面神經還能通過末梢經常釋放某些物質，持續地調整被支配組織的內在代謝活動，影響其持久性的結構、生化和生理的變化，這一作用與神經沖動無關，稱為營養性作用。神經的營養性作用在正常情況下不易觀察出來，但在神經切斷后產生的變性與再生過程中就能明顯地表現出來。

神經的營養性作用概念是上世紀提出的。有人觀察到三叉神經的眼支損傷后會引致角膜炎；當時認為三叉?

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完成的。如神經切斷的部位靠近肌肉，則肌肉的內在代謝改變發展早；如切斷的部位遠離肌內，則內在代謝改變發展遲。因為前一種情況營養性因子耗盡快，而后一種情況耗盡慢。營養性因子可能是借軸漿流動由神經元細胞體流向末梢，而后由末梢釋放到所支配的組織的。

切斷運動神經后，肌肉因失去神經的營養性作用而出現萎縮；如經常用適當強度的電刺激來刺激肌肉使其收縮，則能減慢肌肉萎縮的速度。在斷肢再植過程中，使用這一方法減慢肌肉萎縮，對斷肢功能的恢復是有利的。

此外，在神經交叉縫合的動物實驗中，如果將支配慢肌和支配快肌的神經分別切斷，然后將支配快肌的中樞端與支配慢肌的神經的外周縫合，待神經再生后，慢肌（指收縮緩慢的骨骼肌）就可轉變成快肌（指收縮快速的骨骼肌）。可見神經的營養性作用不僅調整著支配組織的內在代謝活動，而且還決定其生理特性。

神經元能生成營養性因子維持所支配組織的正常代謝和功能，反過來組織也持續產生營養和生長刺激因子作用于神經元。神經生長因子（nerve growth factor,NGF）是最早發出的這類因子之一，后來陸續發現多種這類因子參與神經系統的發育過程，維持神經系統的正常功能。NGF是一種蛋白質，由α、β、γ亞單位組成；其中β亞單位是具有生物活性的成分，分子量為13200，其結構與胰島素相似。NGF是交感神經和背根神經節神經元產生存發育必要的因子，在動物胚胎期注射NGF抗體以破壞其作用，則交感神經節和背根神經節神經元退化。組織產生的NGF由神經末梢攝取，而后逆向運輸到胞體發揮營養性作用。虹膜在去交感神經后，產生NGF增加，促進交感神經定身長入。