化学神经解剖学课件.ppt
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1、化化 学学 神神 经经 解解 剖剖 学学 Chemical Neuroanatomy n n概述(定义、研究目的、研究方法等)概述(定义、研究目的、研究方法等)n n神经信息物质(递质、调质、受体等)神经信息物质(递质、调质、受体等)n n递质共存及其意义递质共存及其意义n n中枢神经系统递质分布及通路中枢神经系统递质分布及通路n n递质调质异常与神经系统疾病递质调质异常与神经系统疾病ZSL概概 述述n n化学神经解剖学的创立与兴起化学神经解剖学的创立与兴起化学神经解剖学的创立与兴起化学神经解剖学的创立与兴起 LoewiLoewi于上世纪于上世纪于上世纪于上世纪2020年代初期首先在蛙心交叉灌
2、流实年代初期首先在蛙心交叉灌流实年代初期首先在蛙心交叉灌流实年代初期首先在蛙心交叉灌流实验中证明了神经化学传递的存在。验中证明了神经化学传递的存在。验中证明了神经化学传递的存在。验中证明了神经化学传递的存在。8080多年来,神经多年来,神经多年来,神经多年来,神经化学的研究取得了巨大进展。继发现化学的研究取得了巨大进展。继发现化学的研究取得了巨大进展。继发现化学的研究取得了巨大进展。继发现AchAch和和和和NANA神经神经神经神经递质后,随后又陆续发现了其它单胺类神经递质递质后,随后又陆续发现了其它单胺类神经递质递质后,随后又陆续发现了其它单胺类神经递质递质后,随后又陆续发现了其它单胺类神经
3、递质(如如如如DADA和和和和5-HT)5-HT)和一些兴奋性和抑制性的氨基酸和一些兴奋性和抑制性的氨基酸和一些兴奋性和抑制性的氨基酸和一些兴奋性和抑制性的氨基酸(如如如如GluGlu和和和和GABA)GABA)。近年来有关神经肽的研究使神经化近年来有关神经肽的研究使神经化近年来有关神经肽的研究使神经化近年来有关神经肽的研究使神经化学传递的概念得到了很大的发展,到学传递的概念得到了很大的发展,到学传递的概念得到了很大的发展,到学传递的概念得到了很大的发展,到9090年代中期新年代中期新年代中期新年代中期新神经肽的发现已达到七十余种,而且数量还在不断神经肽的发现已达到七十余种,而且数量还在不断神
4、经肽的发现已达到七十余种,而且数量还在不断神经肽的发现已达到七十余种,而且数量还在不断增加。增加。增加。增加。n n定定定定 义义义义 研究各种神经信息物质在神经系统的定研究各种神经信息物质在神经系统的定研究各种神经信息物质在神经系统的定研究各种神经信息物质在神经系统的定 性、定位、定量及其发生演变和功能意义。性、定位、定量及其发生演变和功能意义。性、定位、定量及其发生演变和功能意义。性、定位、定量及其发生演变和功能意义。传统神经解剖学与化学神经解剖学的比较传统神经解剖学与化学神经解剖学的比较 传统神经解剖学传统神经解剖学传统神经解剖学传统神经解剖学 化学神经解剖学化学神经解剖学化学神经解剖学
5、化学神经解剖学 研究内容研究内容研究内容研究内容 细胞构筑细胞构筑细胞构筑细胞构筑 化学性质化学性质化学性质化学性质 核团定位与构筑核团定位与构筑核团定位与构筑核团定位与构筑 递质定位与通路递质定位与通路递质定位与通路递质定位与通路,受体及其他神经受体及其他神经受体及其他神经受体及其他神经 纤维联系纤维联系纤维联系纤维联系 信息物质,信息物质,信息物质,信息物质,神经元回路的化学编码神经元回路的化学编码神经元回路的化学编码神经元回路的化学编码 研究方法研究方法研究方法研究方法 NisslNissl 染色染色染色染色 酶组织化学酶组织化学酶组织化学酶组织化学 GolgiGolgi镀银镀银镀银镀银
6、 放射组织化学和荧光组织化学技术放射组织化学和荧光组织化学技术放射组织化学和荧光组织化学技术放射组织化学和荧光组织化学技术 各种束路追踪技术各种束路追踪技术各种束路追踪技术各种束路追踪技术 免疫组织化学和免疫电镜免疫组织化学和免疫电镜免疫组织化学和免疫电镜免疫组织化学和免疫电镜 常规电镜常规电镜常规电镜常规电镜 原位杂交技术等原位杂交技术等原位杂交技术等原位杂交技术等 目目目目 标标标标 神经系统结构神经系统结构神经系统结构神经系统结构“蓝图蓝图蓝图蓝图”神经系统化学构筑神经系统化学构筑神经系统化学构筑神经系统化学构筑“彩色图谱彩色图谱彩色图谱彩色图谱”n n研研 究目的究目的1.1.用用用用
7、提提提提纯纯纯纯的的的的抗抗抗抗体体体体作作作作为为为为一一一一种种种种组组组组织织织织探探探探针针针针来来来来检检检检测测测测神神神神经经经经系系系系统统统统各各各各个个个个部部部部位位位位组组组组织织织织切切切切片片片片中中中中(神神神神经经经经细细细细胞胞胞胞、胶胶胶胶质质质质细细细细胞胞胞胞和和和和纤纤纤纤维维维维)的的的的抗抗抗抗原原原原物物物物质质质质(包包包包括括括括酶酶酶酶、神神神神经经经经递递递递质质质质、神神神神经经经经调调调调质质质质或或或或神神神神经经经经肽肽肽肽类类类类、类类类类固固固固醇醇醇醇、膜膜膜膜性性性性结结结结构构构构成成成成分分分分等等等等),证证证证实实
8、实实和发现新的神经信息物质。和发现新的神经信息物质。和发现新的神经信息物质。和发现新的神经信息物质。2.2.将将将将定定定定性性性性研研研研究究究究与与与与束束束束路路路路追追追追踪踪踪踪技技技技术术术术结结结结合合合合起起起起来来来来,探探探探明明明明特特特特定定定定的的的的中中中中枢枢枢枢投投投投射射射射系系系系统统统统的的的的化化化化学学学学性性性性质质质质,把把把把神神神神经经经经组组组组织织织织细细细细胞胞胞胞的的的的定位、定性、定量研究结合起来。定位、定性、定量研究结合起来。定位、定性、定量研究结合起来。定位、定性、定量研究结合起来。3.3.研究神经递质、神经调质(肽类)的共存现象
9、研究神经递质、神经调质(肽类)的共存现象研究神经递质、神经调质(肽类)的共存现象研究神经递质、神经调质(肽类)的共存现象。4.4.把把中中枢枢神神经经系系统统的的形形态态、机机能能研研究究与与临临床床应应用用结结合合起起来来,阐阐明明神神经经系系统统功功能能异异常常和和某某些些疾疾病病的的发发病病机机制制,从从而而对对临临床床医医学学的的诊诊断断、治治疗疗提提供供线线索索和和依依据据,开开辟辟新新的的治治疗途径以及保护性预防措施。疗途径以及保护性预防措施。5.5.在在超超微微结结构构的的电电镜镜水水平平下下研研究究神神经经元元的的构构造及突触联系的化学性质造及突触联系的化学性质。6.6.研究个
10、体发育和种系发生研究个体发育和种系发生。7.7.区区分分神神经经细细胞胞和和神神经经胶胶质质细细胞胞及及其其结结构构成成分,还可以区分胶质细胞的不同类型分,还可以区分胶质细胞的不同类型。n n主主 要要 研研 究究 方方 法法1.1.组织化学法组织化学法 能能鉴鉴别别神神经经组组织织和和神神经经细细胞胞的的化化学学成成分分,但不能很好的确定神经通路。但不能很好的确定神经通路。酶组织化学法(如酶组织化学法(如AchE法)法)荧荧光光组组织织化化学学法法(如如甲甲醛醛诱诱发发荧荧光光组组化化法用于单胺类的检测)法用于单胺类的检测)原位杂交组织化学法(原位杂交组织化学法(ISHH)2.免疫组织化学法
11、免疫组织化学法(immunohistochemistry method)是是利利用用抗抗原原与与抗抗体体结结合合的的原原理理,定定性性、定定位位、定定量量检检测测细细胞胞内内多多肽肽、蛋蛋白白质质等等大大分分子子物物质质的的方方法法。特特异异性性强强、敏敏感感度度高高。已已成成为为当当前前生生物物学学和和医医学学众众多多学学科科的的重重要要研研究方法。究方法。免疫荧光法免疫荧光法 酶标记抗体法酶标记抗体法(如(如PAP法,法,ABC 法法)免疫电镜法免疫电镜法 93.3.神经束路追踪法神经束路追踪法神经束路追踪法神经束路追踪法 利利利利用用用用神神神神经经经经细细细细胞胞胞胞轴轴轴轴浆浆浆浆运
12、运运运输输输输的的的的原原原原理理理理,追追追追踪踪踪踪神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维投投投投射射射射途途途途径径径径或或或或神神神神经经经经元元元元的的的的传传传传出出出出和和和和传传传传入入入入联联联联系系系系的的的的主主主主要要要要方方方方法法法法。缺点是不能识别神经元及轴突束路的化学性质。缺点是不能识别神经元及轴突束路的化学性质。缺点是不能识别神经元及轴突束路的化学性质。缺点是不能识别神经元及轴突束路的化学性质。辣根过氧化物酶法(辣根过氧化物酶法(辣根过氧化物酶法(辣根过氧化物酶法(HRPHRP法)法)法)法)荧光化合物标记法荧光化合物标记法荧光化合物标记法荧光化合物标记法植物凝集素
13、法(植物凝集素法(植物凝集素法(植物凝集素法(WGAWGA,PHA-LPHA-L )细菌毒素法(霍乱毒素细菌毒素法(霍乱毒素细菌毒素法(霍乱毒素细菌毒素法(霍乱毒素CBCB,破伤风毒素)破伤风毒素)破伤风毒素)破伤风毒素)病毒示踪法(疱疹病毒,杆形病毒如狂犬病毒)病毒示踪法(疱疹病毒,杆形病毒如狂犬病毒)病毒示踪法(疱疹病毒,杆形病毒如狂犬病毒)病毒示踪法(疱疹病毒,杆形病毒如狂犬病毒)放放放放射射射射自自自自显显显显影影影影神神神神经经经经追追追追踪踪踪踪法法法法(ARNTARNT,应应应应用用用用放放放放射射射射性性性性同同同同位位位位素素素素3 3HH,1414C C,3535S S)4
14、.4.4.4.各种方法的结合各种方法的结合各种方法的结合各种方法的结合 神经束路追踪法与免疫细胞化学法的结合神经束路追踪法与免疫细胞化学法的结合神经束路追踪法与免疫细胞化学法的结合神经束路追踪法与免疫细胞化学法的结合 多重免疫标记法多重免疫标记法多重免疫标记法多重免疫标记法 原位杂交法与免疫组化法结合原位杂交法与免疫组化法结合原位杂交法与免疫组化法结合原位杂交法与免疫组化法结合 用于神经化学通路的研究和递质共存现象的研究。用于神经化学通路的研究和递质共存现象的研究。用于神经化学通路的研究和递质共存现象的研究。用于神经化学通路的研究和递质共存现象的研究。在确认神经元的定位和投射部位纤维联系的同时
15、,在确认神经元的定位和投射部位纤维联系的同时,在确认神经元的定位和投射部位纤维联系的同时,在确认神经元的定位和投射部位纤维联系的同时,能鉴定神经元及纤维的化学性质,为阐明神经系能鉴定神经元及纤维的化学性质,为阐明神经系能鉴定神经元及纤维的化学性质,为阐明神经系能鉴定神经元及纤维的化学性质,为阐明神经系统复杂结构和功能提供依据。多以上述的组织化统复杂结构和功能提供依据。多以上述的组织化统复杂结构和功能提供依据。多以上述的组织化统复杂结构和功能提供依据。多以上述的组织化学法与神经束路追踪的结合方法,结果均能在同学法与神经束路追踪的结合方法,结果均能在同学法与神经束路追踪的结合方法,结果均能在同学法
16、与神经束路追踪的结合方法,结果均能在同一神经元内显示不同的两种双重标记或多重标记。一神经元内显示不同的两种双重标记或多重标记。一神经元内显示不同的两种双重标记或多重标记。一神经元内显示不同的两种双重标记或多重标记。神经信息物质神经信息物质n n概念概念概念概念 神神神神经经经经信信信信息息息息物物物物质质质质(neural neural informational informational substancesubstance)是是是是指指指指神神神神经经经经细细细细胞胞胞胞与与与与神神神神经经经经细细细细胞胞胞胞或或或或靶靶靶靶细细细细胞胞胞胞或或或或感感感感受受受受器器器器之之之之间间间
17、间传传传传递递递递信信信信息息息息的的的的化化化化学学学学活活活活性性性性物物物物质质质质,又又又又称称称称为为为为神神神神经经经经化化化化学学学学调调调调节节节节物物物物或或或或神神神神经经经经活活活活性性性性物物物物质质质质。包包包包括括括括神神神神经经经经递递递递质质质质/调调调调质质质质、神神神神经经经经肽肽肽肽、神经受体、神经因子、神经蛋白等。神经受体、神经因子、神经蛋白等。神经受体、神经因子、神经蛋白等。神经受体、神经因子、神经蛋白等。神经信息物质进行信息传递的三种主要途径:神经信息物质进行信息传递的三种主要途径:神经信息物质进行信息传递的三种主要途径:神经信息物质进行信息传递的三
18、种主要途径:非突触传递非突触传递非突触传递非突触传递 神经内分泌作用神经内分泌作用神经内分泌作用神经内分泌作用 突触传递突触传递突触传递突触传递 非突触性化学传递非突触性化学传递 (non-synaptic chemical transmission)没没有有典典型型的的突突触触结结构构。当当神神经经元元接接受受到到某某种种适适当当刺刺激激后后,将将所所含含的的神神经经活活性性物物质质(多多为为神神经经调调质质如如肽肽类类)释释放放到到周周围围的的细细胞胞外外液液,再再以以扩扩散散的的方方式式到到达达邻邻近近的的或或远远隔隔部部位位的的靶靶细细胞胞,与与靶靶细细胞胞特特异异性性膜膜受受体体或或
19、胞胞浆浆受受体体相相结结合合,对对靶靶细细胞胞的的功功能能活活动动实实现现缓缓慢慢的的调调制制作作用用。如如肾肾上上腺腺素素能能神神经经元元的的轴轴突突末末梢梢有有许许多多分分支支,在在分分支支上上有有大大量的念珠状曲张体(量的念珠状曲张体(varicosity)。)。曲曲曲曲张张张张体体体体内内内内含含含含有有有有大大大大量量量量的的的的小小小小泡泡泡泡,是是是是递递递递质质质质释释释释放放放放的的的的部部部部位位位位。一一一一个个个个神神神神经经经经元元元元的的的的轴轴轴轴突突突突末末末末梢梢梢梢可可可可以以以以具具具具有有有有30000300003000030000个个个个曲曲曲曲张张张
20、张体体体体,因因因因此此此此一一一一个个个个神神神神经经经经元元元元具具具具有有有有大大大大量量量量的的的的递递递递质质质质释释释释放放放放部部部部位位位位。但但但但是是是是,曲曲曲曲张张张张体体体体并并并并不不不不与与与与效效效效应应应应细细细细胞胞胞胞形形形形成成成成经经经经典典典典的的的的突突突突触触触触联联联联系系系系,而而而而是是是是位位位位于于于于效效效效应应应应细细细细胞胞胞胞附附附附近近近近。当当当当神神神神经经经经冲冲冲冲动动动动抵抵抵抵达达达达曲曲曲曲张张张张体体体体时时时时,递递递递质质质质从从从从曲曲曲曲张张张张体体体体释释释释放放放放出出出出来来来来,通通通通过过过过
21、弥弥弥弥散散散散作作作作用用用用到到到到效效效效应应应应细细细细胞胞胞胞的的的的受受受受体体体体,使使使使效效效效应应应应细细细细胞胞胞胞发发发发生生生生反反反反应应应应。由由由由于于于于这这这这种种种种化化化化学学学学传传传传递递递递不不不不是是是是通过经典的突触进行的,称为非突触性化学传递通过经典的突触进行的,称为非突触性化学传递通过经典的突触进行的,称为非突触性化学传递通过经典的突触进行的,称为非突触性化学传递。交感神经肾上腺能神经示意图交感神经肾上腺能神经示意图神经内分泌作用神经内分泌作用 指由神经细胞释放化学物质通过指由神经细胞释放化学物质通过体液体液,如血液、脑脊液等,经如血液、脑
22、脊液等,经扩散作用扩散作用于靶细胞上于靶细胞上的相应受体所产生的效应。的相应受体所产生的效应。其作用特点是把其作用特点是把神经信号转变为激素传递信号,传递速度神经信号转变为激素传递信号,传递速度慢,作用范围广。慢,作用范围广。产生这些物质的神经元称为神经内分泌产生这些物质的神经元称为神经内分泌神经元,由神经内分泌神经元释放的化学物神经元,由神经内分泌神经元释放的化学物质称为神经内分泌激素,如下丘脑分泌的催质称为神经内分泌激素,如下丘脑分泌的催产素、抗利尿激素和促释放或抑制激素等。产素、抗利尿激素和促释放或抑制激素等。突触性化学传递突触性化学传递 (synapticsynaptic chemic
23、alchemical transmissiontransmission)发出信息的神经细胞的发出信息的神经细胞的发出信息的神经细胞的发出信息的神经细胞的突触前突触前突触前突触前结构释放神经信结构释放神经信结构释放神经信结构释放神经信息物质,通过息物质,通过息物质,通过息物质,通过突触间隙突触间隙突触间隙突触间隙作用与作用与作用与作用与突触后突触后突触后突触后结构实现的信结构实现的信结构实现的信结构实现的信息传递过程称为突触性化学传递。息传递过程称为突触性化学传递。息传递过程称为突触性化学传递。息传递过程称为突触性化学传递。特点是:速度特点是:速度特点是:速度特点是:速度快、作用强、定位定量准确
24、。快、作用强、定位定量准确。快、作用强、定位定量准确。快、作用强、定位定量准确。如神经如神经如神经如神经肌接头。肌接头。肌接头。肌接头。突触性化学传递与非突触性化学传递的差别突触性化学传递与非突触性化学传递的差别 化学性突触传递化学性突触传递 非突触性化学传递非突触性化学传递 有特化结构有特化结构有特化结构有特化结构 无特化结构无特化结构无特化结构无特化结构 主要为神经递质主要为神经递质主要为神经递质主要为神经递质 主要为神经调质主要为神经调质主要为神经调质主要为神经调质 一般为一对一的支配关系一般为一对一的支配关系一般为一对一的支配关系一般为一对一的支配关系 能支配较多的效应细胞能支配较多的
25、效应细胞能支配较多的效应细胞能支配较多的效应细胞 突触间隙突触间隙突触间隙突触间隙20nm 1s(1s)作用于突触后膜、强作用于突触后膜、强作用于突触后膜、强作用于突触后膜、强 作用于相应受体的靶细胞、弱作用于相应受体的靶细胞、弱作用于相应受体的靶细胞、弱作用于相应受体的靶细胞、弱 神经信息物质分类神经信息物质分类 (1)(1)神经递质神经递质 (2)(2)神经神经调质调质 (3)(3)神经肽神经肽 (4)(4)神经受体神经受体 (5)(5)神经因子神经因子 (6)(6)神经蛋白神经蛋白 神经递质神经递质(neurotransmitter)在神经信息物质中,常把那些在神经信息物质中,常把那些与
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