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1、神经系统生物化学,（Biochemistry in the Nervous System),本章主要内容,神经组织的化学组成 神经组织的物质代谢 神经递质与受体 神经递质与神经系统疾病,神经系统,中枢神经系统,外周神经系统,（脑、脊髓）,（脑神经、脊神经、植物性神经和神经节）,树突,胞体,轴突,髓鞘,神经末梢,神经元,基本功能单位,大脑皮质,高级神经中枢,(突触),第一节 神经组织的化学组成,一、髓鞘的脂类组成,主要：鞘磷脂 其次： 胆固醇 / 甘油磷脂 / 半乳糖苷脂 4 ： 3 ： 2,二 、髓鞘的蛋白质组成,主要： 酸性蛋白 碱性蛋白（18KD, 170AA, pI=10.6 ),复合物
2、,碱性蛋白,三磷酸肌醇,+,抗体,肢端麻痹症,（脱髓鞘病动物模型）,第二节 神经组织的物质代谢,一、能量与糖代谢,特点： 能量代谢率高 耗氧量大，对缺氧敏感 正常：葡萄糖为主要能源 异常：可利用酮体 主要途径：有氧氧化 己糖激酶：低Km; 高Vmax 主要调节酶：磷酸果糖激酶,二、 脂代谢和核酸代谢,（一）脂代谢 神经鞘磷脂 胆固醇 脑苷脂 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱 磷脂酰肌醇,慢,快,（二） 核酸代谢 特点: mRNA高 缺乏氨基甲酰磷酸合成酶II,尿苷,UMP,TMP,CMP,ATP,ADP,三、氨基酸代谢,特点： 有较多游离氨基酸 包括：Glu、Asp、 -氨基丁酸Gln、牛磺酸等,四、
3、脑物质代谢性疾病,（一）脱支酶缺乏症,低血糖性癫痫发作,（二） 3-磷酸甘油酸激酶缺乏症,溶血性贫血和神经症状,（三） 鞘脂累积病 鞘磷脂沉积症 先天性缺乏鞘磷脂酶,进行性痴呆、耳聋、惊厥发作,（四）氨基酸代谢病 病因: 先天性酶缺陷 氨基酸转运障碍 神经症状: 智力障碍 惊厥发作 共济失调等 如: 苯丙酮酸尿症,苯丙氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸羟化酶,转氨酶,苯丙酮酸 苯乙酸 苯乳酸,苯丙酮酸尿症,神经损伤,脑组织,生化机制：,智力障碍、惊厥等,（五）遗传性核酸代谢病 病因: 先天性酶缺陷 如：痛风症,（自毁容貌综合症）,原发性病因：,先天性缺乏: 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGPRT),
4、第三节 神经递质及其受体,一、神经递质概述,受体,神经递质,突触后膜,突触前膜,突触后膜,神经末梢,突触,受体,（一） 神经递质的特点 1. 存在于神经末梢 2. 受刺激时自突触前膜释放，作用于突触后膜受体 3. 外源给予可出现相同生物效应 4. 药物可阻断效应 5. 存在有効灭活机制,1. 胆碱类： 乙酰胆碱 2. 单胺类： 多巴胺、去甲肾上腺素、 肾上腺素、5-羟色胺、 组胺 3. 氨基酸类：兴奋性（Glu; Asp) 抑制性（ -氨基丁酸; Gly) 4. 神经肽类： 阿片肽类 P物质等,（二）神经递质的分类,二、神经递质的代谢,（一） 乙酰胆碱 (Acetylcholine, Ach)
5、 1. 生物合成 原料： 胆碱 乙酰CoA,卵磷脂,水解,重新摄取,葡萄糖,氧化,脂肪酸,-氧化,胆碱,乙酰胆碱,胆碱乙酰 转移酶,乙酰CoA,CoA,过程：,三种方式,酶解失活,重新摄取,2. 灭活,扩散失活,乙酰胆碱,胆碱,乙酸,乙酰胆碱酯酶,+,（AchE ),有机磷农药,AchE OH,AchE 有机磷酰基,解磷定,两类,烟碱（nicotine) 受体(N 型),毒蕈碱(muscarine) 受体(M 型),3. 受体,（与G-蛋白偶联受体）,（化学配体门控离子通道受体）,(二）儿茶酚胺类 (catecholamine, CA),三种,去甲肾上腺素 （norepinephrine,NE
6、 ) (noradrenaline, NA),多巴胺 (dopamine, DA),肾上腺素 （epinephrine, E) (adrenaline, A),A: R=CH3 , -OH,DA: R=H,NA: R=H, -OH,1. 生物合成 原料： 酪氨酸( Tyr ) 限速酶： 酪氨酸羟化酶 （tyrosine hydroxylase, TH）,过程：,TH,Tyr,多巴,DA,NA,A,脱羧酶,羟化酶,转甲基酶,胞液,囊泡,胞液,BH4,O2,H2O,CO2,O2,SAM,（四氢生物蝶呤）,（S-腺苷蛋氨酸）,两种方式,酶解失活,重新摄取,2. 灭活,单胺氧化酶 (MAO),儿茶酚氧
7、位甲基转移酶,NA与A,-受体,-受体,3. 受体,1,2,3,1, 2, 3,DA,D1受体,D2受体,(三） 5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),血清紧张素（serotonin) 1. 生物合成 原料： 色氨酸( Trp ) 限速酶： 色氨酸羟化酶 （tryptophane hydroxylase, TPH）,过程：,TPH,Trp,5-羟色氨酸（5-HTP）,脱羧酶,5-HT,CO2,两种方式,酶解失活,重新摄取,2. 灭活,5-HT,MAO,5-羟吲哚乙醛,5-羟吲哚乙酸 （5-HIAA),醛脱氢酶,酶解失活：,三种,5-HT1,5-HT1C,3. 受体
8、,5-HT1D,5-HT2,5-HT3,5-HT1A,5-HT1B,(四） 组胺 (histamine, HA),1. 生物合成 原料：组氨酸( His ),His,HA,组氨酸脱羧酶,小血管扩张物质 促胃蛋白酶与胃酸的分泌 过敏时释放,CO2,过程:,2. 灭活 酶解失活,HA,甲基转移酶,3-甲基咪唑乙酸,MAO,3-甲基组织胺,SAM,三种,H1,3. 受体,H2,H3,(五） 兴奋性氨基酸 (excitatory amino acids, EAA),1. 生物合成 原料： -酮戊二酸 草酰乙酸,Glu,Asp,-酮戊二酸,-酮酸,氨基酸,Glu,草酰乙酸,-酮酸,氨基酸,Asp,转氨酶
9、,转氨酶,过程：,3. 受体,2. 灭活 重新摄取,五种,NMDA,AMPA,KA,L-AP4,ACPD,(亲代谢型）,Ca2+,细胞膜,膜外,膜内,NMDA受体,Glu,Gly,Glu ,Gly: 协同激动剂,Ca2+,(六）抑制性氨基酸 (inhibitory amino acids),1. 生物合成 原料：Glu Ser,Glu,GABA,Glu脱羧酶,Ser,Gly,羟甲基转移酶,CO2,-氨基丁酸（GABA）,Gly,过程：,两种,GABAA,3. 受体,GABAB,2. 灭活 重新摄取,三、神经递质与神经系统疾病,受体,肌肉收缩无力,发病机制：自身免疫系统疾病,产生乙酰胆碱受体的抗
10、体,（一） 胆碱能递质与重症肌无力,结合,受体功能,外周神经肌肉接头处胆碱能递质系统病变,（二） 多巴胺递质与帕金森氏病 （Parkinsons disease, PD) 中枢神经锥体外系器质性病变,震颤、肌强直、动作减少,DA与Ach失平衡,纹状体DA,黑质DA能神经元 退行性病变,病理学特征：,（三）GABA递质与癫痫（epilepsy) 特征: 惊厥发作,黑质、纹状体、杏仁核内GABA,发病机制：,惊厥发作,(四）EAA递质与缺血性脑损伤 EAA毒性作用,Ca2+内流,激活NMDAR,EAA,脑缺血,Ca2+超载,神经损伤,复习题,1. 神经组织物质代谢有哪些特点？ 2. 苯丙酮酸尿症发病的生化机制是什么？ 3. 试述 Ach、CA、兴奋性与抑制性氨基酸 递质的合成过程、主要灭活方式和受体类型。 4. 简述 PD 的病因和脑缺血时EAA的毒性作用。,