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关于乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)的四个问题

(2016-03-20 12:23:21)
标签:

教育

乙酰胆碱

分类: 疑难问题的解决

关于乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)的四个问题

疑难问题:有同事共享了一个资料,乙酰胆碱的释放是量子式释放,另外,周定刚的《动物生理学》42页,乙酰胆碱在线粒体内合成,储存在囊泡中。通过进一步学习研究,我对乙酰胆碱有了进一步的了解。

乙酰胆碱是最早被鉴定的递质。中国生理学家张锡钧和J.H.加德姆(1932)所开发的以蛙腹直肌标本定量测定乙酰胆碱的方法,对乙酰胆碱的研究起了重要作用,至今仍有应用价值。

一、兴奋性递质还是抑制性递质?

脊椎动物骨骼肌神经肌肉接头、某些低等动物如软体、环节和扁形动物等的运动肌接头等,都是以乙酰胆碱为兴奋性递质。脊椎动物副交感神经与效应器之间的递质也是乙酰胆碱,但有的是兴奋性的(如在消化道),有的是抑制性的(如在心肌)。

二、合成部位在哪里?

百度百科: 乙酰胆碱是由胆碱和乙酰辅酶A在胆碱乙酰移位酶(胆碱乙酰化酶)的催化作用下合成的。由于该酶存在于胞浆中,因此乙酰胆碱在胞浆中合成,合成后由小泡摄取并贮存起来。

据资料,乙酰胆碱主要在胆碱能神经末梢合成,少量在胞体内合成,以胆碱为原料。与其合成有关的酶和辅酶为胆碱乙酰化酶(或称胆碱乙酰转移酶)和乙酰辅酶A。前者在细胞体形成,并随轴浆转运至末梢;后者在末梢线粒体内形成,但它不能穿透线粒体膜,需在线粒体内先与草酰乙酸缩合成枸橼酸盐,才能穿过线粒体膜进入胞质液,在枸橼酸裂解酶催化下重新形成乙酰辅酶A,胆碱和乙酰辅酶A在胆碱乙酰化酶催化下,合成ACh,ACh合成后。依靠囊泡乙酰胆碱转运体转运进入囊泡内(如图)。

关于乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)的四个问题

也有资料认为,合成乙酰胆碱是胆碱能神经末梢释放的递质。合成乙酰胆碱的前体物为乙酰辅酶A与胆碱。乙酰辅酶A主要在线粒体中由丙酮酸、脂肪酸生成,而胆碱来自食物或由甘氨酸、丝氨酸在蛋氨酸参与下于肝内合成,再由血液供给神经系统。胆碱还可来源于乙酰胆碱被乙酰胆碱酯酶水解后的产物。储存乙酰胆碱储存在突触的囊泡中,浓度可达0.11~0.15mol/L,平均生存时间为3周,此期间每个囊泡可多次消耗并重新充满递质。

三、乙酰胆碱如何释放?

在突触处由神经释放的化学递质不是一个一个的分子,而是以一定数量的分子团的形式。这个团就称为量子,这种释放方式就称为量子释放。释放胆碱能递质是以量子为单位释放的,几千个乙酰胆碱分子作为一个量子单位同步释放,产生一个微终板电位。再由数百个微终板电位集合起来形成终板电位。

关于乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)的四个问题

在释放过程中,囊泡经过特殊的管道达到突触前膜,囊泡膜与之融合而囊泡破裂,递质释放于突触间隙,随后囊泡膜又脱离前膜并重新补充递质。胆碱能神经纤维末梢也可由突触前膜M受体通过负反馈调控乙酰胆碱的释放。

由卡斯蒂洛(J.del Castillo)和卡茨(B.Katz,1954)在神经肌肉接头确认的,其后表明在其他部位也成立。

量子释放方式可用概率论来说明。甚至在静息状态,量子也以随机的过程释放,其对终极的作用产生有一定大小的小终极电位,由于运动神经动作电位的作用,许多量子同时释放,它们对终极的作用能作为终极电位而被记录到。终极电位的大小是小终极电位的整数倍,这倍数也就是量子数。由恒定的动作电位释放的量子数常不是恒定的,显示概率分布。并且在由于Ca2+浓度变化或突触前抑制等因素造成的化学递质释放量变化的情况下,释放的量子数有变化,而量子的大小即构成量子的递质分子数保持不变。在神经肌肉接头,一个量子由几千个乙酰胆碱分子组成,由于动作电位的作用,有一百至数百个量子同时释放。

四、乙酰胆碱作用完成后的去路?

乙酰胆碱与受体的结合释放的乙酰胆碱作用于接头或突触后膜上的胆碱能受体,引起后膜钠、钾等离子通透性的改变、钙离子的转移、腺苷酸环化酶系统的激活,从而引起生理效应。乙酰胆碱与膜上受体的结合,受乙酰胆碱酯酶的调节。乙酰胆碱被乙酰胆碱酯酶水解后,后膜通道又关闭而恢复原先的状态,从而阻止递质在时间上继续发挥作用。
  乙酰胆碱的失活乙酰胆碱在数毫秒内迅速地被乙酰胆碱酯酶水解成胆碱和醋酸而失活,胆碱可被前膜重新吸收利用,部分弥散至周围体液与血液中。

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