Neurotransmitter

神经递质是神经元释放的化学信号，通过突触影响其他细胞。靶细胞可以是另一个神经元、肌肉细胞或腺细胞。这些分子储存在突触囊泡中，有时也存在于大而致密的核心囊泡中，并被释放到突触间隙，在那里与靶细胞上的受体结合。特定的受体决定了神经递质的作用。许多神经递质由简单且丰富的氨基酸等前体物质构成，通常只需几步即可合成。它们对于复杂的神经系统至关重要。虽然人类体内不同神经递质的确切数量尚不清楚，但已鉴定出超过100种，包括谷氨酸、γ-氨基丁酸、乙酰胆碱、甘氨酸、多巴胺和去甲肾上腺素。大多数神经递质在神经元内部由细胞中丰富的前体分子合成。它们分为氨基酸类、单胺类和肽类等类别。单胺类是通过修饰单个氨基酸产生的；例如，血清素来自色氨酸。神经肽是较大的蛋白质样递质，通常与较小的递质一起释放以微调信号。嘌呤类神经递质（如ATP）来自核酸。一些代谢副产物，包括一氧化氮和一氧化碳，也充当神经递质。神经递质通常储存在突触前神经元轴突末端靠近细胞膜的突触囊泡中。然而，像一氧化氮和一氧化碳这样的气体递质是在动作电位后按需合成和释放的，从不储存在囊泡中。大多数神经递质在动作电位到达时通过突触前末端的胞吐作用释放。在没有电刺激的情况下也会发生低水平的基线释放。一旦释放，它们会扩散穿过突触间隙，并与突触后神经元膜上的特定受体结合。在穿过突触扩散后，神经递质与靶细胞上的受体相互作用。结果——突触后神经元的兴奋、抑制或调节——完全取决于存在哪些受体。为了防止受体持续激活，神经递质必须从突触间隙中清除。这通过三种主要机制实现：- 神经递质扩散并被神经胶质细胞（尤其是星形胶质细胞）吸收。星形胶质细胞积极参与突触通讯：神经元活动提高其钙水平，促使它们释放谷氨酸、ATP和D-丝氨酸等胶质递质。这些物质扩散到细胞外空间，影响附近的神经元，并帮助调节神经递质水平，这增加了大脑信号传导的复杂性，并对神经系统疾病有影响。- 酶分解神经递质。例如，乙酰胆碱酯酶裂解乙酰胆碱的乙酰基；剩余的胆碱被突触前神经元回收以制造更多乙酰胆碱。- 膜转运蛋白将神经递质泵回突触前神经元以供再利用。可卡因阻断多巴胺转运蛋白，阻止再摄取，因此多巴胺在突触间隙中停留并持续激活受体。其他神经递质从突触靶点扩散出去，并被肾脏或肝脏清除。每种神经递质都有特定的降解途径，这些途径可能成为身体调节系统或药物的靶点。在20世纪初之前，科学家认为大多数大脑通讯是电性的。拉蒙·卡哈尔的组织学工作揭示了神经元之间存在20到40纳米的间隙——突触间隙——表明涉及化学信使。1921年，德国药理学家奥托·勒维通过对青蛙迷走神经进行实验证实了这一点。他通过控制迷走神经周围的盐水溶液手动减慢青蛙的心率，证明神经元通过释放化学物质进行通讯。