---
# System prepended metadata

title: 7. The Nervous System 神經系統
tags: [Physiology]

---

---
tags: Physiology
---

# 7. The Nervous System 神經系統

## 7.1 NEURONS AND SUPPORTING CELLS

### **Neurons**
- **神經系統 (nervous system)** 由 **神經元/神經細胞(neurons)** 與輔助神經元的 **支持細胞(supporting cell)** 構成
	- 神經元產生電化學脈衝
	- 支持細胞輔助神經元

- **神經系統**
	- 可分為**兩種**
		- **CNS 中央神經系統 C for central,包含
			1.大腦(brain)
			2.脊隨(spinal cord)**
		- **PNS 邊緣/周圍神經系統 P for peripheral
			其中包括源自大腦的顱神經和源自脊髓的脊神經。**
	- **神經元(Neurons)** 是基本的結構與功能單元
		- 對物理與化學刺激產生反應
		- 產生電化學脈衝
		- 放出化學管制分子
		- **通常不分裂**
	- **支持細胞(supporting cells)**
		- 幫助神經元的工作
		- 大約是五倍的神經元數量
		- 在CNS中時,通常被稱呼為**神經膠質細胞 neuroglia** 或 **膠質細胞 glial cells**
		- **可有絲分裂(mitosis),(腦癌通常的原因即此)**

- **Neurons 神經元**
	- 主要由三個部分組成
		- ![](https://i.imgur.com/uPLlpsy.png)
		- **cell body 細胞本體**
		- **dendrites 樹突**
		- **axon 軸突**
	- **Cell body** 是大部分的細胞組成部分
		- **含有尼氏體(Nissl bodies,大型dendrites樹突也有)**, 是大疊的粗糙內質網所組成,顯微鏡下呈現深色顆粒
		- 在CNS內經常聚集成堆,稱為 ***nuclei/nucleus(不是細胞核,這個叫做"神經核")***
		- 在PNS聚集時,稱為**ganglia(神經節)**
		
	- **dendrites 樹突**
		- 是從細胞體的細胞質延伸出來的細小分支突起
		- 提供接收電化學脈衝(訊號)的區域
	- **axon 軸突**
		- 軸突可以提供一個比樹突傳導訊號更長的過程,稱為**動作電位 action potentials**
		- 軸突起源於**軸突小丘(axon hillock)**,即為產生動作電位的地方,**軸突側枝(axon collaterals)** 可以由此延伸
		- 長度不一,有些很長有些很短
		- 由於軸突可以很長,所以需要特殊機制去傳導,並且需要能量 **energy-dependent**
		- 軸突傳導可分為**兩種成分 component**
			1.快速(**運輸膜囊泡 membranous vesicles**)與
			2.慢速(**細胞骨架:微絲與微管 microfilaments and microtubules / 200 多種不同的蛋白質  different proteins**)
	- **Axonal transport 軸突運輸方向**
		- **anterograde transport 順行運輸(從細胞體到軸突和樹突)** 
		涉及 **驅動蛋白 kinesin proteins** 的分子馬達，驅動蛋白馬達將突觸小泡、線粒體和離子通道從細胞體通過軸突移動。類似的順行運輸也會發生在樹突中
		- **retrograde transport 逆行運輸(從軸突和樹突到細胞體)**
		涉及**動力蛋白 dyneins**的分子運動蛋白。動力蛋白將膜、囊泡和各種分子沿著細胞骨架的微管移向神經元的細胞體。逆行運輸還可以將皰疹病毒、狂犬病病毒和破傷風毒素從神經末梢進入細胞體
	
### **Classification of Neurons and Nerves**
- **神經元與神經的分類**
	- 神經元可根據其功能或結構進行分類
	
	- **功能分類**基於它們傳導脈衝的方向
		- ![](https://i.imgur.com/4yS7LuB.png)
		- **感覺或傳入神經元**
			將來自感覺受體的衝動傳導到中樞神經系統。 
		- **運動或傳出神經元**
			將衝動從 CNS 傳導到**效應器官 effector organs**
		- **關聯神經元或中間神經元**
			完全位於 CNS 內，並服務於神經系統的關聯或綜合功能。
	- **有兩種類型的運動神經元：軀體神經元和自主神經元**
		- **軀體運動神經元 Somatic motor neurons** 負責兩者骨骼肌的反射和自主控制
		- **自主運動神經元 Autonomic motor neurons** 支配（發送軸突）**不自主的效應器(involuntary effectors)**——平滑肌、心肌和腺體,支配這些器官的自主神經元的細胞體位於自主**神經節 ganglia**
			1. **sympathetic 交感**
			2. **parasympathetic 副交感**
	- **結構分類**是基於從神經元細胞體延伸出來的過程的數量
		- ![](https://i.imgur.com/Dodj5Q5.png)
		- **Pseudounipolar neurons 偽單極神經元**
			只有一個像 T 一樣分支的短**process(突)**，分支成一對較長的突觸
			1. **感覺神經元是假單極的**
				- 其中一個分支過程接收感覺刺激並產生神經衝動；另一個將這些脈衝傳遞到大腦或脊髓內的突觸
				- **在解剖學上，向細胞體傳導衝動的部分可以被認為是樹突，而將衝動遠離細胞體的部分可以被認為是軸突**
				- 然而，**在功能上，分支過程表現為單個長軸突，持續傳導動作電位（神經衝動）。**
				- 只有在process接收端的小突起充當**典型的樹突，傳導分級的電化學脈衝(EPSPs)而不是動作電位(active potential)**
		- **Bipolar neurons 雙極神經元**
			有**兩個process,在細胞的兩端**
			1. 存在於眼睛的視網膜中
		- **Multipolar neurons 多極神經元**
			**有幾個樹突和一個從細胞體伸出的軸突**
			1. **運動神經元是這種類型**

	- **Nerve 神經** 
		- **神經是位於中樞神經系統外的一束軸突**。 大多數神經由運動和感覺纖維組成，因此被稱為**混合神經**
		- 但是**一些神經只有包含感覺神經**,例如顱神經。 **這些是服務於視覺、聽覺、味覺和嗅覺的特殊感覺的神經**
		- 一捆CNS中的軸突稱為**束 tract**。

><font color="red">>名詞記憶
>1.**Central nervous system (CNS)
>Brain and spinal cord 大腦和脊髓**
>
>2.**Peripheral nervous system (PNS)
>Nerves神經, ganglia神經節, and nerve plexuses 神經叢（中樞神經系統外）** 
>
>3.**Association neuron (interneuron) 關聯神經元（中間神經元）**
>完全位於 CNS 內的多極神經元
>
>4.**Sensory neuron (afferent neuron) 感覺神經元（傳入神經元）**
>將來自感覺受體的衝動傳遞到中樞神經系統的神經元
>
>5.**Motor neuron (efferent neuron)運動神經元（傳出神經元）**
>將衝動從 CNS 傳遞到效應器官的神經元； 例如，肌肉神經
>
>6.**Nerve 神經**
>PNS 中許多軸突**axon**的電纜狀集合；可能是“混合的”（包含感覺和運動纖維）
>
>7.**Somatic motor nerve 軀體運動神經(體神經)**
>刺激骨骼肌收縮的神經
>
>8.**Autonomic motor nerve 自律神經(自主運動神經)**
>刺激平滑肌和心肌收縮（或抑制收縮）的神經
>
>9.**Ganglion 神經節**
>位於 CNS 外的神經元細胞體的聚集
>
>10.**Nucleus 神經核**
>中樞神經系統內神經元細胞體的聚集
>
>11.**(Nerve) Tract 神經束**
>連接中樞神經系統區域的軸突群集
</font>
	
### **Supporting Cells** 
> 器官通常源自於**中胚層 mesoderm** 的 結締組織 connective tissue
> 
> 而大多數神經支持細胞通常來自於同樣產生神經元的**外胚層 ectoderm**
	
- **支持細胞 supporting cell**
	- ![](https://i.imgur.com/d1lPKVA.png)
		- capillary 微血管
		- Perivascular feet 血管周足
		- cerebrospinal fluid 腦脊液
	- **支持細胞在PNS內有 <font color = "red">兩種</font> 分類**
		1. **Schwann cells (neurolemmocytes 神經膠質細胞)**
			在神經 **<font color= red >軸突</font>** 外圍(**peripheral axons**)形成**髓鞘(myelin sheaths)**
		2. **satellite cells(衛星細胞), or ganglionic gliocytes(神經節膠質細胞)**
	- **支持細胞在CNS內有 <font color = "red">四種</font> 分類**
		1. **oligodendrocytes (寡突膠質細胞)**
			約等同許旺細胞在PNS的功能(**形成軸突髓鞘**)
		2. **microglia(小膠質細胞)**
			通過 CNS 移動以吞噬異物和退化物質, **是中樞神經系統中反應最快、也是最主要的免疫屏障**
			1. 起源於**造血 hematopoietic** 細胞（骨髓）
			2. 可以由血液中的**單核細胞 monocytes**（一種白細胞）補充
			3. 過度活躍的小膠質細胞可以釋放促進 **氧化應激(oxidative stress)** 的自由基,導致神經退化疾病
			4. Activated 時會變大, 通常不活化, 當受損等等時會活化, Resting 較小 
		3. **astrocytes(星形膠質細胞)**
			助於調節中樞神經系統神經元的外部環境
		4. **ependymal cells(室管膜細胞)**
			排列在大腦的心室（腔）和脊髓的中央管上，可能有助於作為神經再生的儲存庫
			
>髓鞘膠質細胞:
			> ---
			>提供絕緣膜層給軸突
			>1.**Schwann cells**
			>提供髓鞘給<font color = red>單個細胞</font>
			>2.**oligodendrocytes**
			>提供髓鞘給<font color = red>多個細胞</font>
			>髓鞘實際為其細胞膜
			>
			>**nodes of Ranvier 蘭氏節**

### **Neurilemma and Myelin Sheath**

- **Neurilemma 神經膜**
	- PNS內<font color = red>所有</font>軸突(不管有無髓鞘)都被連續的 **許旺細胞鞘(sheath of Schwann 即為神經膜)** 包圍, **CNS缺乏神經膜**
		- 對於受損軸突再生重要
	
- **myelin sheath 髓鞘**
	- PNS 和 CNS 中的一些軸突被髓鞘包圍
		- 在PNS中是透過**許旺細胞**的膜連續包圍
		- 在CNS中是由**寡突膠質細胞**形成
		- 直徑小於2微米的軸突通常無髓鞘
		- **有髓鞘的軸突傳導訊號更快**
	- **PNS中的髓鞘**
		- ![](https://i.imgur.com/TSBDHPt.png)
		- **透過許旺細胞連續環繞軸突包裹**
		- 髓鞘中的連續包裹層數,較粗的軸突對較細的軸突要來的多
		- 每個許旺細胞包裹約一毫米的軸突
		- **髓鞘相鄰的間隙稱為 <font color =red >蘭氏節(nodes of Ranvier)</font>, 由於"暴露在絕緣的髓鞘外", 可產生神經衝動**
		- 許旺細胞為 **<font color =red >活細胞</font>** ,細胞質在髓鞘外
		- **無髓鞘與有髓鞘細胞差在於是否有來自於許旺細胞的多重包膜**
	- **CNS中的髓鞘**
		- ![](https://i.imgur.com/qfIHPV5.png)
		- **由寡突膠質細胞(oligodendrocytes)形成**
		- 與許旺細胞不同,寡突膠質細胞可以在周圍的多個軸突形成髓鞘
		- 髓鞘呈現白色, 因此在含有高密集軸突的中樞神經系統中,**該區域稱為 <font color = red>白質</font>**
		- 反之中樞神經系統內細胞本體和樹突的高密集區稱為 **<font color = red>灰質,無髓鞘</font>**
		
- **Regeneration of a Cut Axon**
	- ![](https://i.imgur.com/37gB5H4.png)
	- **當PNS的axon被切斷時, 與細胞本體分離的那一段軸突被許旺細胞吞噬(胞吞作用 phagocytosed )掉**
	- **與細胞體相連的軸突部分開始生長**並表現出變形蟲運動
		- **許旺細胞形成再生管**
		- 課本說在再生管中許旺細胞被認為是會分泌化學物質吸引生長中的軸突尖端,助於將再生的軸突引導到正確的位置
		- 僅管主要神經被切斷,在組織還沒完全掛掉前,接回去就有機會重新建立
	- 與PNS相比,**CNS的再生能力有限**
		- 髓鞘膜內的抑制蛋白使得CNS的軸突再生被阻止
		- **產生 glial scar 膠質傷痕(由星狀膠質細胞產生)**
		- 膠質傷痕在物理上阻止軸突再生,且誘導抑制蛋白產生 
		- 寡突膠質細胞也可產生生長抑制蛋白,與軸突上的**Nogo**受體結合, 抑制切斷軸突的生長
		- 雖然PNS中受損的髓鞘中的許旺細胞也會產生抑制蛋白,但快速被其他許旺細胞和巨噬細胞吞噬,而且很快就會停止產生抑制蛋白

---
簡要
- **Neurotrophins 神經營養因子**
	- 促進胚胎神經成長
	- 成人神經元的營養維持
	- 神經再生
	- 種類
		>1.NGF (Nerve Growth factors)神經成長因子 維持神經節
	 	>2.BDNF (Brain derived neurotrophic factor) 胚胎發育感覺神經元與神經節 
	 	>3.GDNF (Glia derived neurotrophic factor) 脊柱運動神經元 腦內多巴胺神經元
	 	>4.Neurotrophin-3
	 	>5.Neurotrophin-4/5
	
- **Astrocytes**
	- **Most common glial cell**
	- 提供神經細胞養分
		- 連接微血管與神經軸突

- **BBB 血腦屏障 Blood Brain Barrier**
	- capillary ->tight junction 
	
## **7.2 ELECTRICAL ACTIVITY IN AXONS**

- **Membrane potential 膜電位**
	- **細胞膜內外離子濃度不平均時,會產生內外的電位差**
	- **electrochemical gradient 電化學梯度** 
		- 同時考慮到濃度與電位梯度去決定離子該進入或離開細胞
			1. **Electrical potential difference 電位差**
			2. **Concentration gradient 濃度梯度**
	- **離子移動通過 ion channel**
		- **透過 electrochemical gradient 決定通過方向**
		- 三種類型的閘門離子通道(**closing state to open state**)
			1. **Ligand-gated 受體閘門** 
			2. **Voltage-gated 電位差閘門**
			3. **Mechanical-gated 機械閘門**
		- **resting channel**
			1. 此種通道是常開門
			2. 對靜止膜電位有重要的關係,可決定膜電位差
			
	- **RMP(resting membrane potential 靜止膜電位)** 
		- **所有細胞都有,但值可能不同**
		- 主要是因為膜內外的濃度差異性質所影響而成的結果
		- 細胞外$Na^+$離子較多
		- 細胞內$K^+$離子較多
		- 由 resting ion channel 決定
		- 對 excitable(可產生動作電位的) cells 非常重要


### **Ion Gating in Axons**

- 極化反應
	- **當細胞膜內外產生電位變化時,會使得原本用來測定的探針(一個插在細胞內,一個在細胞外)上的電位差改變**
	- **去極化 depolarization**
		- 電位差變小時 
	- **再極化 repolarization**
		- 再次產生細胞有負電位差時
	- **過極化 hyperpolarization**
		- 當細胞的膜電位低於靜止膜電位時

- **Gate 有閘通道**
	- 極化反應由離子通過膜時產生
	- **膜上的蛋白通道影響到膜電位改變**
		- ![](https://i.imgur.com/Wq6lKR7.png)
	- 對於每種離子都有特定的膜通道
	- $\rm{K^+}$有兩種通道
		- **Gated**
			**在RMP狀態時是關閉的,當在$\rm{Na^+}$離子通道打開後的短暫瞬間會打開(也是受到去極化刺激)**
		- **Leakage**
			常開通道
	- $\rm{Na^+}$通常只有一種
		- **Gated**
			但有時候會莫名其妙地打開又關閉
		- **當達到一定程度的去極化（從 $−70mV$ 到 $−55 mV$), $\rm{Na^+}$離子將大量穿過某區塊的細胞膜,然而對於整個細胞而言其實並沒有明顯電位變化**
	- 這些被電壓管控的通道稱為 **voltage-regulated / voltagegated channels**
	- **Local anesthetics** 局部麻醉劑例如 古柯鹼與其衍生物可以阻斷離子通道,導致動作電位無法產生
### **Action Potentials**
	
- **電壓控制通道連鎖反應**
	- 當位於軸突某一處的一個$\rm{Na^+}$離子通道因達到 **閾值水平 threshold level** 時會打開
		- 導致帶正電的鈉離子進入
		- **膜附近電位變化**
		- 因此更多的鈉離子通道打開
		- **正回饋 positive feedback loop**
		- ![](https://i.imgur.com/jCU5ACA.png)
		- 電位快速到達 $+30\rm{mV}$
		- 當$\rm{Na^+}$離子通道打開後也會快速關閉,導致滲透性迅速下降無法達到正常的鈉離子平衡電位$+66\rm{mV}$
		- **此時$\rm{K^+}$離子通道也會打開,導致$\rm{K^+}$滲透性增加並離開細胞**
		- $\rm{K^+}$離子離開時會導致細胞內的電性變負
		- 這個導致電位回到rmp的過程稱為 **再極化 repolarization**, 代表一個 **負回饋negative feedback loop**
		- ![](https://i.imgur.com/YxeeOVi.png)

	- 由$\rm{Na^+}$與$\rm{K^+}$離子通道與濃度變化所完成的整個電位變化稱為 **動作電位 active potential**
		- ![](https://i.imgur.com/8dwbXDn.png)
	- 鈉鉀幫浦會將進入細胞的$\rm{Na^+}$, 與離開細胞的$\rm{K^+}$分別汞出與汞入
		- 並不直接影響動作電位
		- 但長期缺乏ATP會使得濃度梯度下降,使得軸突產生動作電位的能力下降
	- **只有相對少量的 Na + 和 K +離子在動作電位期間進出軸突**
	
#### **All-or-None Law**

- 全有全無律
	- **$\rm{Na^+}$ 和 $\rm{K^+}$ 通道保持開放的時間長度與去極化刺激的強度無關**
	- **當電位沒有達到閾值時, Gated離子通道通通關閉**
	- **達到閾值(膜電位約達到-55mV)時, 會產生最大電位變化(到達+30mV)**
	- 通道只在一段固定的時間內開放
	- 因為通道的自動 **失活(deactive)** 關閉,動作電位的持續時間大致上相同

#### **Coding for Stimulus Intensity**

- 刺激強度的影響
	- 當刺激的強度增加時並不會影響到最大電位差的改變
	- 反之會影響到產生動作電位的 **頻率(frequency)**
	- 當整個多個軸突受到刺激時,不同的軸突會受到不同的強度刺激
	- **強度較強時可以引發有較高閾值的軸突產生動作電位**
	- 強度增加使更多軸突產生動作電位,頻率增加,**稱為 recruitment**
		- **這代表神經系統可以透過產生動作電位的頻率反應刺激強度**
		- ![](https://i.imgur.com/Td63eHm.png)
		
#### **Refractory Periods**

- 連續動作電位的產生儘管可以透過增加頻率引起
	- 但不可以超過一個最小時間的間隔
	- **下一個動作電位必須要在上一個動作電位完成後才可產生**

- **refractory**
	- 在軸突的某片膜產生動作電位時,再次刺激短時間內不會再該膜片上再次產生動作電位
		- 稱為反應遲鈍 **refractory**
		- 此期間(**Refractory Periods**)不會對另外的反應產生動作電位
	- 原理可能是因為分子通道旁邊帶有一個分子球鏈
		- 在產生去極化後的短暫時間堵住洞口
		- 儘管此時再產生去極化讓鈉離子通道打開還是被球鏈堵住 **(失活態)**
		- **失活態(inactivated state)與 靜息態 (resting state)不同, 後者離子通道可以反應去極化的發生**
		- **失活** ![](https://i.imgur.com/i03CMtT.png) **靜息** ![](https://i.imgur.com/fO2RHES.png)

	- **並非所有鈉離子通道在高強度刺激下皆是由失活態轉變到靜息態**
		- 高強度刺激理論上可以連續產生動作電位
		- 然而必須克服在再極化的**鉀離子通道**產生的電位差
		- 因此只有極強烈的刺激才可以產生第二動作電位
		- **在鈉通道處於從其失活狀態恢復的過程中而鉀通道仍處於打開狀態期間，膜被認為處於相對不應期(relative refractory period)**

#### Cable Properties of Neurons

- **如果去極化強度太弱的話,無法產生動作電位**
	- 膜電位變化會僅限於附近3毫米內
	- 沒超過的閾值的刺激如下圖
		- ![](https://i.imgur.com/pRwBV17.png)


- **神經元的導線特性**
	- **很差,具有高電阻**
	- 還會從軸突側漏電子
	- 如果只把它當電線看,產生電衝動的軸突長度會很短

###  **Conduction of Nerve Impulses**

- **當帶正電的鈉離子進入軸突時透過導線特性傳導至旁邊三毫米內仍具有 $-70mV$ 的軸突區塊**
	- **有助於旁邊區塊去極化**
	- 並產生動作電位
	- 傳導至下一個鄰近區塊
	- 解釋了動作電位是如何在軸突小丘初始段以外的所有軸突區域如何產生的
	- ![](https://i.imgur.com/RI8Y2Sv.png)
	
#### **Conduction in an Unmyelinated Axon**

- **無髓軸突傳導**
	- 可透過電線特性導致旁邊區塊產生動作電位
	- 但不像電線會有衰減訊號的問題
	- 軸突最後一個區域產生的動作電位與第一個區域產生的動作電位具有相同的幅度
	- 此稱為 **conducted without decrement 不衰減傳導**
	- 另外透過電線特性傳導速度所需時間較動作電位引發時間更快
		- **因此引發的動作電位越多,傳導速度越慢**
		- **所以有髓鞘的軸突傳導速度較快**
		

#### **Conduction in a Myelinated Axon**

- **有髓軸突傳導**
	- 髓鞘提供絕緣,不會側漏離子
	- 另外可以降低動作電位的發生次數
	- 因為動作電位的電線特性只能在數毫米內,**所以蘭氏節(nodes of Ranvier)間隔不可超過這個長度**
	- **鈉通道高度集中在節點**
	- **saltatory conduction 跳躍傳導(拉丁語 saltario = leap)** 指的是在節點間傳導的神經衝動
	- 人體中神經系統的傳導速度因組織而不等
	- 傳導速度受到兩個原因影響
		- **軸突直徑** $\rm{R}=\mu\frac{l}{A}$
		- **髓鞘與否**

## **7.3 The Synapse**
* <font color = (5,78,87) >**大綱**</font>
    * <font color = brown>**Synapse突觸**</font>
    * <font color = brown>**種類**
        * 由連接細胞種類可分成
            * **神經元-神經元**
            * **神經元-肌肉**
        * 由傳遞方式可分成
            * **電傳遞突觸(eletrical synapses)**
            * **化學傳遞突觸(chemical Synapses)**
    * **興奮性&抑制性電位**</font>




* <font color = (5,78,87) >**Synapse突觸**</font>
    * 指和其他細胞接觸的位置
        1. **軸突末端靠近另一細胞的位置**
        2. 連接神經元和另一細胞的functional connecction
            * 在中樞神經系統CNS中，另一細胞也是**神經元
肌肉或腺體中的神經元/效應細胞**
            * 在周圍神經系統PNS中，另一細胞可能是**神經元
肌肉或腺體中的神經元/效應細胞**(effector cell)
    
* <font color = (5,78,87) >**連接細胞分類**</font> 
    * **神經元-神經元**突觸
        * 連接的神經元部位分成
            1. **Axodendritic軸突突**：連接另一神經元之**樹突**
            2. **Axosomatic軸體突觸**：連接另一神經元**細胞體**
            3. **Axoaxonic synapses軸突突觸**：連接另一神經元之**軸突**
        * 傳遞
            * 通常為**單向**，僅會由第一個神經元傳遞到第二個
            * 最常見的是由前神經元傳遞至後神經元的**樹突或細胞體**
    * **神經元-肌肉**突觸
        * 神經元-肌肉的突觸通常可以稱：
            Myoneural肌神經
            Neuromuscular junction神經肌肉接頭 


* <font color = (5,78,87) >**電突觸(eletrical synapses)**</font>
    * 介紹
        * 要求
            1. 連接的兩個細胞大小相近、距離靠近(兩細胞相隔約2nm)
            2. 由低電阻區連接：**間隙連接(Gap junction)**
        * **存在於心肌(cardiac muscle)、平滑肌(smooth muscle)、大腦、神經膠質細胞(neuroglial)等地方**
        * 電傳播使動作電位能**由多個細胞接收**，使整個區域受到刺激
            * 區域可以作為一個**整體收縮**
                * 平滑肌可以產生更強的收縮力
                    >ex：分娩時的子宮
    * **Gap junction間隙連接**
        * 形成六角形切面的條狀通道，充滿水
        * 可以讓**離子和分子通過**
        * 由12個 **連接蛋白(connexin proteins)** 組成
            `一個細胞六個(六邊形)與另一細胞的六個連接`
        ![](https://i.imgur.com/NKbc5MM.png)
    * **作用方式**
        1.  Second messengers使**神經遞質(neurotransmitter)或刺激物(stimuli)** 起作用
            >ex：cAMP、Ca^2+^
        2.  間隙連接蛋白**磷酸化/去磷酸化**
        3.  間隙連接的**通道開啟/關閉**
            > ex：光使視網膜神經元內間隙連接的離子改變


* <font color = (5,78,87) >**化學突觸(chemical synapse)**</font>
    * **介紹**
        * 突觸間隙狹窄：約10nm
            * CAM細胞黏附分子(cell adhesion molecule)由前、後膜釋放至突觸間相互結合
                `有類似魔鬼氈的作用，使前後膜緊密靠近`
            ![](https://i.imgur.com/wupbTH9.png)


        > 發現
            * Otto Loewi發現可以靠鹽類溶液刺激青蛙的迷走神經，證明了其突觸傳遞是靠化學物質而非電
            * 他也發現迷走神經末梢釋放了可以抑制心率的化學物質vagusstoff(一種乙酰膽鹼或ACh)
            

    * 傳遞方式
        * 神經遞質存在於**突觸小泡**中，需透過**胞吐作用(exocytosis)釋放**到後細胞的受體蛋白附近
            > 前突觸末端又稱terminal bouton終端按鈕
        * 步驟
            1. 動作電位傳遞至軸突末端
            2. Ca^2+^通道蛋白被打開，使Ca^2+^進入細胞內
            3. Ca^2+^與突觸結合蛋白synaptotagmin結合，形成Ca^2+^-protein complex(帶神經遞質)
            4. Ca^2+^-protein複合物被SNARE複合物固定在軸突末端的質膜上
            5. SNARE複合物使突觸小泡的膜和軸突質膜完全融合，並完成胞吐作用釋放神經遞質
            6. 神經遞質被後神經元膜上的受體蛋白結合，影響其離子通道的開關
                ![](https://i.imgur.com/Zd3j1uG.jpg)

* <font color = (5,78,87) >**興奮性&抑制性電位**</font>
    * **化學調節的離子通道打開後會使膜電位變化**
        * 陽離子
            * 如Na^+^、Ca^2+^進入細胞後會產生**去極化**
            * 使膜內的負電量降低(更靠近動作電位)
            * 又稱為**興奮性突觸後電位(EPSP)**
        * 陰離子
            * 如Cl^-^進入細胞會產生**超極化**
            * 使膜內電位更負(遠離動作電位)
            * 稱為**抑制性突觸後電位(IPSP)**

* <font color = (5,78,87) >**總結**</font>
    * 神經遞質是受體蛋白的**配體(ligand)**，能使後細胞的離子通道打開
        >配體：和較大的蛋白(受體)結合並形成複合物的小分子
    * 離子通道類型比較
        |  電調控通道  |     化學調控通道     |
        |:------------:|:--------------------:|
        | 存在於軸突中 | 存在突觸後的細胞膜上 |
        | 使物質去極化而打開   |  使受體蛋白與其他配體結合而打開  |














## **7.4 ACETYLCHOLINE AS A NEUROTRANSMITTER**

- **乙醯膽鹼(Acetylcholine)**
    - **ACh在一些神經元和神經肌肉接頭處的體細胞運動神經元當作興奮性神經遞質**
    - 根據ACH作用的器官，ACH可分為興奮型或抑制型
- **突觸后細胞上的ACh受體(postsynaptic cells)**
    - 不同的突觸后細胞具有不同的ACh受體亞型，因此對同一物質產生不同反應
    - 受體亞型可以由特定的毒素刺激
    - 激活受體蛋白的稱為 **激動劑(agonists)**
    - 抑制受體蛋白的稱為 **拮抗劑(antagonists)**
    - **乙醯膽鹼受體**
        - **煙鹼ACh受體(nicotinic ACh receptors)**
            - **存在於大腦的特定區域，自主神經節(autonomic ganglia)和骨骼肌纖維**
            - **與ACh結和後，可刺激骨骼肌細胞，也可被尼古丁啟動**
                - **激動劑：Nicotine**
                - **拮抗劑：A-邦加羅毒素（a-bungarotoxin ）和 箭毒 (curare)**
            - 例如，軀體運動神經元釋放ACh與煙鹼受體的結合後刺激肌肉收縮。
        - **毒蕈鹼ACh受體(muscarinic ACh receptors)**
            - **存在於平滑肌(smooth muscle)細胞、心肌(cardiac muscle)細胞和特定腺體細胞的質膜，也存在於大腦中**
            - 與ACH結合時，會對其他細胞產生影響，也可被毒蕈鹼啟動
                - **激動劑：毒蕈鹼(Muscarine)**
                - **拮抗劑：阿托品(atropine)**
            - **自主神經軸突釋放的ACh啟動毒蕈鹼ACh受體是調節心血管系統，消化系統等所必需的**

###  **Chemically Regulated Channels**
- **神經遞質(neurotransmitter)與其受體蛋白的結合可以通過兩種不同的機制導致離子通道的打開**
####  **Ligand-Gated Channels**

- **神經遞質分子是與其特異性受體蛋白結合的 配體 (Ligand)**
	- **Ligand-Gated的離子通道也兼具受體蛋白的功能**
		- **這種蛋白質的一部分具有與神經遞質配體結合的細胞外位點**
		- **而一部分跨越質膜並具有中心離子通道**
		- 例如由圍繞離子通道的五個多肽鏈組成的Ligand-Gated的離子通道，包括**煙鹼ACh受體**，以及神經遞質**血清素，GABA和甘氨酸**的不同受體

- **煙鹼ACh受體**
	- **五個多肽亞基其中的兩個含有ACh結合位點** 
	- **當兩個位點都與ACh結合時通道打開**
		- ![](https://i.imgur.com/xUGCV1c.png)
	- 通道打開允許 **$Na^+$擴散到突觸後細胞中** 以及   **$K^+$從突觸後細胞** 中擴散出來
	- 然而，**Na+向內流動的影響佔主導地位**，因為它的電化學梯度(**gradient**)更陡
	- 這會產生 **興奮性突觸後電位（EPSP 的去極化**
	- **Na+向內擴散在EPSP中佔主導地位**
	- **但K+的同時向外擴散可防止去極化超過0 mV。因此，膜極性在EPSP中不會像在動作電位中那樣反轉**
	- 比較**動作電位與EPSP**
		- ![](https://i.imgur.com/ICh7gYO.png)
		- **動作電位發生在軸突中，其中voltage-gated 通道位於軸突中**
		- **EPSP發生在樹突和細胞體中。與動作電位不同，EPSP沒有閾值**
		- EPSP : 從單個突觸囊泡釋放的ACh產生突觸後膜的微小去極化
		- EPSP : 當更多的囊泡被刺激釋放其ACh時，去極化相應更大
		- 因此，EPSP的量級與全有或全無動作電位不同
		- 由於EPSP可以增加並且沒有不應期，因此它們能夠全部加在一起求和
		- **也就是說，可以將幾種不同來源的EPSP的去極化相加**
		- **但動作電位因其全有或全無的性質和不應期而無法求和。**


#### G-Protein-Coupled Channels 
- 與 **配體門控通道** 一樣，**通過神經遞質與其受體蛋白的結合而打開**
    - 與配體門控通道的**不同之處在於受體和離子通道是不同的**
    - **獨立的膜蛋白**
    - **神經遞質配體與其受體的結合只能間接地打開離子通道** (例如 : **毒蕈鹼ACh受體以及多巴胺和去甲腎上腺素受體** )
    - **毒蕈鹼 Muscarine**
        - 毒蕈鹼ACh受體僅由單個亞基形成
        - 亞基可以與一個ACh分子結合
        - **這個受體不含離子通道**
        - 離子通道位於與毒蕈鹼受體一定距離處的一個獨立的蛋白質
        - **ACh（配體）與毒蕈鹼受體的結合使其激活細胞膜中稱為G蛋白的蛋白質複合物** 
        - 它們的**活性受到鳥苷核苷酸（GDP和GTP）的影響**
    - 三個G蛋白亞基
        - α
        - β
        - γ
        - 當ACh與其受體結合時會有反應
    - **α亞基與其他兩個亞基解離**
    - **其他兩個亞基粘在一起形成β-γ複合物** 
    - **根據情況**
        - α亞基或β-γ複合物隨後通過膜擴散
        - 直到它與離子通道結合，導致通道打開或關閉
        - 之後，**G蛋白α亞基（或β-γ複合物）從通道中解離並移回其先前的位置**
        - 這會導致離子通道關閉（或打開）。這個過程的步驟總結在表7.6中，並在第6章中說明（見圖6.31）。ACh與其毒蕈鹼受體的結合間接影響K +通道的通透性。這會在某些器官中產生超極化（如果打開K +通道）並在其他器官中產生去極化（如果K +通道關閉）。具體的例子應有助於澄清這一點。


科學家們已經瞭解到，正是β-γ複合物與心肌細胞中的K +通道結合並導致這些通道打開（圖7.27）。這導致K +從突觸后細胞擴散出去（因為這是其濃度梯度的方向）。結果，細胞變得超極化，產生抑制性突觸後電位（IPSP）。這種效應是在心臟中產生的，例如，當自主神經纖維（迷走神經的一部分）與起搏器細胞突觸並減慢搏動速率時。應該注意的是，回應其他神經遞質的中樞神經系統也發生抑制，但這些IPSP是由不同的機制產生的。


在某些情況下，α亞基是效應器，其效應與圖7.27所示的效果大不相同。在胃的平滑肌細胞中，ACh與其毒蕈鹼受體的結合導致α亞基解離並與門控的K +通道結合。然而，在這種情況下，G蛋白亞基與門控K +通道的結合導致它們關閉而不是打開。結果，在靜息細胞中以持續速率發生的K +向外擴散降低到靜息水準以下。由於靜息膜電位是通過流入細胞的陽離子和流出的陽離子之間的平衡來維持的，因此K +向外流動的減少會產生去極化。這些平滑肌細胞中產生的這種去極化導致胃收縮（見第9章，圖9.11）。


### Acetylcholinesterase (AChE)
ACh與其受體蛋白之間的鍵只存在短暫的瞬間。ACh受體複合物迅速解離，但只要遊離ACh在附近，就可以迅速重新形成。為了停止突觸后細胞中的活動，遊離ACh必須在釋放后不久失活。ACh的失活是通過一種稱為乙醯膽鹼酯酶（AChE）的酶實現的，該酶存在於突觸后膜上或膜外，其活性位點朝向突觸裂（圖7.28）。AChE將乙醯膽鹼水解成乙酸鹽和膽鹼，然後可以重新進入突觸前軸突末端並重新合成為乙醯膽鹼（ACh）。

### Acetylcholine in the PNS
## **7.5 MONOAMINES AS NEUROTRANSMITTERS**
- **神經遞質(neurotransmitters)**
    - 一種信號分子
    - 這些分子的**作用機制類似**
    - 在不同神經元有不同的功能
    - **單胺(monoamines)**
        - 源自胺基酸(除了酪胺酸)的調節分子
            - **血清素(serotonin)來源於色氨酸(tryptophan)， 作為一種重要的神經遞質**
            - **組胺(histamine)來源於組氨酸(histinine)，作為單胺神經遞質，以及由非神經組織產生的調節劑**。
        - 可藉由補充血清素作用來影響情似和行為
    - **兒茶芬胺(catecholamines)**
        - 一種單胺亞家族，以 **酪胺酸(tyrosine)** 形成(六碳環結構)
            - **多巴胺(dopamine)** 是一種神經遞質
            - **去甲基腎上腺素(norepinephrine)** 神經遞質和激素（來自腎上腺髓質）
        - 可藉由補充血清素作用來影響情似和行為
 - **神經遞質的傳遞**
     - 和ACH傳遞的方式一樣
     `透過突觸前囊泡的胞吐作用(exocytosis)釋放，擴散到突觸間隙，並與突觸后細胞膜中的特定受體蛋白(receptor proteins)結合。`
    - 刺激作用完須**迅速抑制**，而**阻止的因素有**
    1.神經遞質分子**從突觸裂隙再攝取**到突觸前軸突末端(如圖的4.)
    2.單胺被位於軸突末端內的**單胺氧化酶（MAO）降解**(如圖的5.)
![](https://i.imgur.com/dHHJf1K.png)
- 第二信使
- **單胺神經遞質需透過第二信使(second messenger)將突觸后膜中離子通道的打開。**
- **兒茶酚胺的第二個信使是環磷酸腺苷（cAMP）**。
    > 雖然其他突觸可以使用其他第二信使，但這裡只考慮cAMP作為第二信使的功能。其他第二信使系統在第11章第11.2節中結合激素作用進行討論。
- **第二信使的作用機制**
![](https://i.imgur.com/4qeSN1f.png)
### Serotonin as a Neurotransmitter
- **血清素(Serotonin)**
    - 又稱為5-羥色胺 (5-hydroxytryptamine (5-HT))
    - 來源於L-trypton
        - 透過攝取含有色胺酸的食物可以影響血清素的含量
    - 可調節情緒、行為、食慾和腦迴圈的作用
- 藥物與血清素的關係
    - 血清素特異性再攝取抑製劑（SSRIs）
        - 可阻斷血素再攝取到突觸前末梢，因此提高突觸中血清素傳遞的有效性
        - 對治療抑鬱症有效
        - 藥物：*Prozac、Paxil、Zoloft和Luvox*
    - 促進血清素作用的藥物
        - 可降低肥胖患者的食慾
        - 治療焦慮症
        - 緩解偏頭痛
### Dopamine as a Neurotransmitter
`多巴胺能神經元(dopaminergic neurons.)高度集中在中腦。他們的軸突投射到大腦的不同部位，可以分為兩個系統
1.參與運動控制的黑質紋狀體多巴胺系統
2.參與情緒獎勵的中腦邊緣多巴胺系統。`
- 黑質紋狀體多巴胺系統(Nigrostriatal Dopamine System)
    - 位於中腦中基底核的一部分
    - 參與骨骼運動的啟動
    - 相關疾病：帕金森病(Parkinson’s disease)
        > 帕金森病是由黑質中多巴胺能神經元的變性引起的。與肌肉震顫和僵硬、難以開始運動和言語以及其他嚴重的運動問題等癥狀有關。患者通常接受左旋多巴和MAO抑製劑治療，以試圖增加黑質紋狀體多巴胺系統中的多巴胺能傳遞。

- 中腦邊緣多巴胺系統(Mesolimbic Dopamine System)
    - 涉及起源於中腦的神經元
    - 釋放的多巴胺參與行為和獎勵(課本翻reward，網路上的意思指，你大腦覺得你好棒棒，所以藉由多巴胺產生一個迴路，讓妳快樂)
    - 藥物成癮
        - 酒精、安非他明、古柯鹼、大麻和嗎啡促進多巴胺能神經元的活性
        - 神經元出現在中腦中，並在前腦的特定位置（伏隔核）終止
        - 尼古丁成癮與其他藥物成癮相似。
>用於治療精神分裂症的藥物作為多巴胺受體D2亞型的拮抗劑（因此可引起類似於帕金森病的副作用）。這表明中腦邊緣多巴胺途徑的過度活躍會導致精神分裂症，因此帕金森病患者如果接受過多的左旋多巴治療可能會出現精神分裂症的癥狀。

###  Norepinephrine as a Neurotransmitter 
- 與ACh一樣被作為神經遞質。
    - PNS的交感神經元在其與平滑肌、心肌和腺體的突觸中使用去甲腎上腺素作為神經遞質。
    - CNS的一些神經元也使用去甲腎上腺素作為神經遞質
        - 位於CNS的部分神經元參與所有行為喚醒(general behavioral arousal)
- 藥物相關
    - 三環類抗抑鬱葯
        - 增加去甲腎上腺素刺激中樞神經系統突觸傳遞
            - 已被用於治療臨床抑鬱症。
        - 刺激使用去甲腎上腺素的PNS通路
            - 促進升高血壓。
    - 安非他命
        - 刺激去甲腎上腺素用作神經遞質而引起精神喚醒

## 7.6 
#### Amino Acids as Neurotransmitters
- 興奮性神經遞質(Excitatory Neurotransmitters) 
    - 谷氨酸(Glutamic acid)和天冬胺酸(aspartic acid)在CNS中做興奮性神經遞質用
    - 在大腦皮層至少80%的突觸中產生興奮性突觸后電位（EPSP）
        `大腦的需要大量能量是因為維持EPSP的離子梯度所消耗的能量多。如前所述，星形膠質細胞從突觸裂中攝取谷氨酸，進而增加葡萄糖攝取和通過血管舒張增加血流量到更活躍的大腦區域。`
    - 谷氨酸receptors
        - 包含離子通道，排列類似於煙鹼ACh受體
        - 可產生EPSP
        - 區分三種亞型。(根據它們結合的分子命名的)
            1. NMDA受體
                - 參與記憶存儲
                - 須達兩個條件才能開啟離子通道(第八章內容)
                    1.NMDA受體也必須與甘氨酸結合
                    2.膜必須通過與不同受體結合的不同神經遞質分子進行部分去極化。去極化導致Mg^2+^從NMDA通道孔中釋放出來，疏通通道並允許C^2+^和Na^+^通過突觸后神經元樹突中的NMDA通道進入。
            3. AMPA受體
            4. 紅氨酸受體(kainate)
- 抑制性神經遞質(Inhibitory Neurotransmitters)
    - 甘胺酸使突觸後膜超極化並產生抑制性突觸後電位（IPSP）
        - 機制
        - ![](https://i.imgur.com/zURILNc.png)

    - 甘氨酸的抑製作用
        - 在脊髓中有助於控制骨骼運動
        - 士的寧(strychnine)：一種可以阻斷甘氨酸受體蛋白引起痙攣性麻痹的毒藥。
    - 神經遞質γ-氨基丁酸（GABA）：大腦中最普遍的神經遞質
        - 另一種谷氨酸的衍生物
        - 大腦中約三分之一的神經元使用GABA作為神經遞質
        - 參與運動控制
        > 例如，大的浦肯野細胞通過在突觸后神經元中產生IPSP來介導小腦的運動功能。GABA釋放神經元的缺乏是亨廷頓病患者不受控制的運動的原因。
### Polypeptides as Neurotransmitters
- 神經肽(neuropeptides)
    - 位於大腦突觸中的多肽
    - 被認為具有神經遞質的功能
    - 有些神經肽也是內分泌系統的激素
    > 例如，從小腸分泌的膽囊收縮素（CCK）也從神經元釋放並用作大腦中的神經遞質。
    - CCK作為一種神經遞質，可能會促進飯後大腦的飽腹感
    - P物質，大腦通路中充當神經遞質，調節疼痛感。
    - PNS和CNS中的一些神經元同時產生經典神經遞質（ACh或兒茶酚胺）和多肽神經遞質。
        - 經典神經遞質或多肽神經遞質包含在不同的突觸囊泡中，神經元可以在不同條件下釋放經典神經遞質(ACh或兒茶酚胺)或多肽神經遞質。
            - 突觸在分子水準上的改變能力稱為突觸可塑性
            - 突觸在細胞上也有可塑性
            > 有證據表明，即使在成熟的中樞神經系統中，新軸突分支的發芽也可以在短距離內發生，以產生突觸的周轉。突觸的這種分解和重新形成可能在短短幾個小時內發生。
- 內源性阿片類藥物(Endogenous Opioids)
    - CNS中阿片受體的天然配體
    - 減少疼痛傳遞
    - 由大腦和垂體產生的多肽家族，包含
        - β-內啡肽(β - endorphin)
        - 腦啡肽(enkephalins)
        - 強啡肽(dynorphin)
    - 在正常情況下是不活躍的，但是當被壓力源啟動時，它可以阻止疼痛的傳播。
    > 例如，孕婦在分娩期間β內啡肽會開始分泌。
    - 可以調節獎勵或正強化途徑
        - 有人認為，運動后的幸福感和焦慮減少（“慢跑者高”）可能是內源性阿片類藥物的影響
        - >當運動量大於最大攝氧量的60%時，血液中的β-內啡肽水準升高（第12章），並在運動結束后15分鐘達到峰值。雖然顯然更難測量，但運動也發現大腦和腦脊液中阿片類藥物水準的增加。然而，阿片類拮抗劑藥物納洛酮並不能阻止運動引起的欣快感，這表明慢跑者高潮主要不是阿片類藥物效應。


- 外源性阿片類藥物(Exogenous opioids)
    - 如鴉片和嗎啡
    - 可以產生欣快感
    - 有鎮痛作用
        - 可以被納洛酮(naloxone)阻斷


- 神經肽Y
    - 大腦中最豐富的神經肽
    - 具有多種生理作用
        - 對壓力的反應、調節生理節奏(circadian rhythms)和控制心血管系統中的作用。
    - 可以抑制谷氨酸在海馬迴的釋放。
    - 是強大的食慾刺激劑
        - 注射神經肽Y抑製劑到大腦中會抑制進食。


### Endocannabinoids as Neurotransmitters 

- 內源性大麻素(Endocannabinoids)
    - 大腦產生與大麻中的活性成分∆9-四氫大麻酚（THC）相似的化合物
    - 一種神經遞質與大麻中的THC結合相同受體蛋白
        - 內源性大麻素受體廣泛分佈在大腦中
    - 唯一已知作為神經遞質的脂質。
    - 不儲存在突觸囊泡中
        - 它們由神經元質膜的脂質產生，並從樹突和細胞體釋放。
    - 做逆行神經傳遞(retrograde neurotransmitters)
        - 從突觸后神經元釋放並向後擴散到突觸前神經元的軸突。
        > 一旦進入突觸前神經元，內源性大麻素就會與受體結合並抑制神經遞質從軸突釋放。減少突觸前軸突釋放抑制性神經遞質GABA或興奮性神經遞質谷氨酸。
        - 內源性大麻素會改變大腦中許多其他神經遞質的作用。
        - 加強學習過程中的突觸傳遞
        > 例如，突觸後神經元接收抑制性GABA和興奮性谷氨酸。如果突觸后神經元剛剛受到谷氨酸的刺激，谷氨酸會產生去極化，導致細胞質Ca^2+^濃度升高。這促進了突觸后神經元釋放內源性大麻素作逆行神經遞質用，以減少GABA從其他突觸前軸突釋放。這種去極化誘導的抑制抑制可以促進使用該突觸進行學習和記憶。這是一種突觸傳遞的長期抑制，屬於一種突觸可塑性形式。(7.7)
    - 具有類似大麻中的THC刺激食慾的能力的功能。
        - 其他用於減肥的藥物則通過抑制內源性大麻素作用來抑制食慾。


### Nitric Oxide and Carbon Monoxide as Neurotransmitters

- 一氧化氮(Nitric Oxide)
    - 第一種被鑒定為神經遞質的氣體
    - 由氨基酸L-精氨酸在許多器官細胞中的一氧化氮合成酶產生
        - 有時用作牙科中的溫和麻醉劑。
    - 在體內的作用
        - 是PNS和CNS中某些神經元的神經遞質。
            - 通過簡單地穿過細胞膜的脂質部分從突觸前軸突擴散到鄰近細胞中
            > 在某些情況下，一氧化氮也由突觸后神經元產生，擴散回突觸前神經元，做逆行神經遞質。一旦進入靶細胞，NO通過刺激環鳥苷單磷酸（cGMP）的產生來發揮其作用，cGMP充當第二信使。
        - 在PNS中，一氧化氮支配胃腸道，陰莖，呼吸道和腦血管的神經元釋放。
            > 這些是自主神經神經元，可導致其靶器官平滑肌鬆弛。例如，這會導致陰莖的海綿狀組織充血。
        - 在血管內，可作為局部組織調節劑，使這些血管的平滑肌放鬆，從而使血管擴張。CH14
        - 在巨噬細胞和其他細胞內，一氧化氮有助於殺死細菌。CH15
- 一氧化碳（carbon monoxide）
    - 可能起到神經遞質的作用
    - 小腦和嗅上皮的神經元會產生一氧化碳
    - 可以刺激神經元內cGMP的產生。
    - 其他生理功能
        - 下丘腦的神經內分泌調節。


### ATP和腺苷作為神經傳遞物
- ATP和腺苷
    - 嘌呤神經遞質作為共遞質(cotransmitters)釋放與其他神經遞質一起釋放
        - 例如中樞神經系統中的谷氨酸或GABA一起釋放。
    - 嘌呤能受體(Purinergic receptors)，名為P1（用於ATP）和P2（用於腺苷）
        - 存在於神經元和神經膠質細胞中，並與各種生理和病理過程有關。
        - 通過啟動不同亞型的嘌呤能受體，ATP和腺苷在神經元以共遞質釋放時做神經遞質用。
        > PNS中的例子包括用去甲腎上腺素刺激血管收縮釋放ATP，用ACh刺激腸收縮。
    - 當ATP和腺苷由非神經細胞釋放時，它們是旁分泌調節劑
        - ATP和腺苷作為旁分泌調節劑的例子
            - 血液凝固（當由血小板釋放時）
            - 刺激神經元的味覺（當由味蕾細胞釋放時）
            - 刺激神經元疼痛（當被受損組織釋放時）



## **7.7 SYNAPTIC INTEGRATION**

- **軸突側枝所造成的分歧與收斂**
	- **divergence of neural pathways** : 因為軸突有側枝, 一個神經元可以與其他多個神經元形成突觸
	- **convergence of neural pathways** : 除此之外,許多軸突也可以在單個神經元上形成突觸

- **Spatial summation 空間總和** : 突觸後神經元的樹突和細胞體上突觸前軸突末端會聚的結果 
	- 突觸電位 **Synaptic potentials** 是逐級變化的並且沒有不應期
		- 在突觸後神經元進行時可以進行求和或加在一起
- **Temporal summation 時間總和** : 突觸前軸突末端連續活動會導致神經遞質連續釋放
	- 產生**EPSP**的總和
	- 可以決定是否在突觸後神經元產生新的動作電位

### **Synaptic Plasticity**

- 重複使用特定的突觸路徑可以增強該突觸的突觸傳遞強度，也可以降低沿該路徑的傳遞強度
	- 這種可以增強減弱的情形稱為**突觸可塑性 Synaptic Plasticity**
	- **long-term potentiation (LTP)**
		- **當一個突觸前神經元被實驗性的高頻率刺激時，即使只有幾秒鐘，下次再刺激突觸的興奮性會增強**
		- 可能持續數小時甚至數週
		- 可能是神經學習的機制

- **谷氨酸可以激活NMDA受體**
	- **Long-term depression (LTD)**，
		- 其中釋放谷氨酸的突觸前神經元刺激其突觸後神經元釋放內源性大麻素
		- **內源性大麻素 endocannabinoid** 充當逆行神經遞質，抑制神經遞質從突觸前軸突釋放

- **LTP 和 LTD 都取決於突觸後神經元內 Ca2+ 濃度的升高**
	- **Ca2+ 濃度的快速升高導致突觸增強 (LTP)**
	- **Ca2+ 濃度小但更長時間的升高導致突觸傳遞抑制 (LTD)**


### **Synaptic Inhibition**
 
- 有些神經遞質反而會導致 **過極化 hyperpolarization**
	- 這些 **neurotransmitters** 例如
		- **glycine 甘氨酸**
		- **GABA**
	- 這種情況產生的過極化稱為 **IPSP 抑制性突觸後電位**
		- 因此這種抑制稱為**postsynaptic Inhibition** 突觸後抑制

- **突觸後神經元的興奮性和抑制性輸入（EPSP 和 IPSP）可以以代數方式求和**
	- ![](https://i.imgur.com/TzerzxE.png)

- **突觸前抑制 presynaptic inhibition**
	- 軸突末端釋放的興奮性神經遞質的數量會因其他神經元的作用而減少
	- 興奮性神經遞質可通過軸突末端去極化引起突觸前抑制，導致鈣離子通道失活