紋狀體神經路徑(corpus striatum nerve pathway)


A:Direct loop,屬於興奮型,啟動運動 B:Indirect loop,屬於抑制型,抑制運動
資料來源:stutter-mind-body
一、經過構造一覽
1. Striatum=Putamen+Caudate
GABA=抑制作用,GLU=興奮作用
2. DA=Dopamine 由黑質(Substantia Niagra)的緻密部分泌。根據不同的受器,對direct loop興奮,對indirect loop 抑制。其分泌有相關的回饋作用機制(如下圖)當緻密部所分泌的DA 太多時,basal ganglion 會分泌GABA 到網狀部來做調控,形成一種回饋機制DA 的作用為啟動direct loop(油門)抑制indirect loop(煞車),總之就是刺激運動的產生
3. STN=Subthalamic Nucleus 視丘下核
二、路徑解說
 直接路徑(Direct loop):由大腦皮質出發,釋放Glu 作用在striatum 上,再由striatum 釋放GABA 作用在內蒼白球。內蒼白球再釋放GABA 作用在thalamus 上,最後thalamus 再釋放Glu 回去作用回大腦皮質來促進運動
 非直接路徑(Indirect loop):由大腦皮質出發,釋放Glu 作用在striatum 上,再由striatum 釋放GABA作用在外蒼白球。外蒼白球也釋放GABA 到STN,STN 釋放Glu 作用在內蒼白球。內蒼白球再釋放GABA 作用在thalamus 上,最後thalamus 再釋放Glu 回去作用回大腦皮質來抑制運動
 Substantia nigra 緻密部會分泌Dopamine 活化D1 receptor(興奮性受器),興奮紋狀體,所以direct loop 會直接被加強。而若活化的是D2 receptor(抑制性受器),抑制紋狀體,因此也降低了紋狀體對GPe 的抑制,也就是抑制了indirect loop,最後也導致大腦皮質的活性增加。
三、異常狀態


左圖:正常;中間:巴金森氏症(Parkinson's disease);右邊:亨丁頓舞蹈症(Huntington's disease)
資料來源:physiologyonline

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周邊神經系統受器比較(peripheral nervous system receptor comparison)

自主神經節上的受器及肌肉受器的比較
A. N receptor可分為兩類:一個是n型一個是m型。
自主神經系統(ACh/ Ng = Nn)
1. Ng receptor代表的是nicotinic ganglia receptor。
2. 其Ng receptor屬於Nn型。
體神經系統(ACh/ Nm)
肌肉上的N receptor為Nm receptor

分泌
交感神經
(節後神經元)
副交感神經
(節後神經元)
體神經
ACh
receptor
只控制汗腺
receptor
控制心肌平滑肌、腺體細胞、神經末端
Nm receptor
控制骨骼肌收縮
NE
αβ-receptor
控制心肌、平滑肌、腺體細胞、神經末端
Dopamine
receptor
控制腎臟血管的平滑肌


【比較】尼古丁受器和毒蕈鹼受器
 
資料來源:atsdr
1. 左圖尼古丁受器 (Nicotinic cholinergic receptor)
A. 本身為陽離子管道。活化後會讓Na+進入細胞內,產生去極化。
B. 只有興奮性
2. 右圖毒蕈鹼受器(Muscarinic cholinergic receptor)
受器活化後會活化G蛋白,圖中打開鉀離子通道,導致鉀離子流到胞外和細胞極化,為抑制性的,因此可判斷為M2型受器,G蛋白為Gi。
參見:蕈鹼類受器(Muscarinic receptor)
參見:腎上腺性接受器(Adrenoceptors)
參見:多巴胺接受器(Dopamine receptors)
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多巴胺接受器(Dopamine receptors)

A. 結合的神經傳導物質為DOP
B. 都是GPCR
C. 以下為分類及其詳細說明:
DA1=D1、D5
DA2=D2、D3、D4

受器名稱
位置
反應
受器種類
D1(DA1)D5
1.腦,大部分
2.作用組織(尤其是腎血管的平滑肌)
刺激腺苷酸環化酶→增加 cAMP
興奮性(+)
Gs
D2(DA2)
1.腦的邊緣系統(limbic system)、紋狀體(Corpus striatum)
2.作用組織(尤其是平滑肌
3.突觸前神經末梢
1.抑制腺苷酸環化酶
2.增加 K+通道打開→胞內K+
抑制性(-)
Gi
D3
邊緣系統(limbic system)
抑制腺苷酸環酶
抑制性(-)
D4
1.腦邊緣系統(limbic system)
2.心血管系統
各種抗精神分裂症藥物antipsychotic drugs,而當它與dopamine receptor(DA2)的親和力越強,抗精神分裂的作用越好D1D5 帕金森氏病(Parkinson’s disease)阿茲海默症(Alzheimer’s disease, AD)有關


資料來源:cnsforum
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腎上腺性接受器(Adrenoceptors)

A. 結合的神經傳導物質為NE/Epi
B. 都是G蛋白偶合受體(G-protein-couple receptors, GPCR)
C. 以下為分類及其詳細說明:(記憶小訣竅:奇數的是興奮性;偶數的是抑制性)

受器名稱
位置
反應
受器種類
Alpha
1
突觸後作用細胞(其是平滑肌)
1.小動脈平滑肌收縮
2.膀胱平滑肌收縮,可憋尿
3.虹膜輻射狀肌(radial muscle)收縮
4.肝醣分解增加
5.毛囊平滑收縮
6.鼻黏液減少
7.濃稠的唾液分泌增加
8.汗腺分泌增加
9.脾臟、子宮、輸精管收縮
IP3DAG↑→細胞內鈣離子濃度↑
興奮性(+)
Gq
2
1.突觸前腎上腺素性神經末梢,主要作用在腸胃道
2.血小板
3.脂肪細胞
4.平滑肌舒張
5.減少胰島素分泌
6.射精(Ejaculation)
抑制腺苷酸環化
(AC)→減少 cAMP
抑制性(-)

Gi
Beta
1
1.突觸後作用細胞(尤其是心臟、脂肪細胞和腦):心跳加速
2.突觸前腎上腺素性和膽鹼性神經末梢
刺激腺苷酸環化
酶→增加 cAMP
興奮性(+)
2
突觸後作用細胞(尤其是平滑肌和心肌)
1.抑制血管平滑肌,血管舒張
2,抑制支氣管平滑肌,支氣管舒張
3.抑制子宮平滑肌,可以安胎
3.睫狀肌:舒張
4.心跳加速
5.骨骼肌血管舒張
6.膀胱肌肉舒張-->不排尿
1.刺激腺苷酸環化酶興奮性(+)→增加 cAMP
2.在某些條件下活化心臟的 Gi
抑制性(-)
Gs
3
突觸後作用細胞(其是脂肪細胞)
刺激腺苷酸環化
酶→增加 cAMP
興奮性(+)




資料來源:n-pharmacology

資料來源:bioscience


資料來源:withfriendship
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多巴胺性神經元致病機制(Pathogenesis of DAergic neuron)


1. α-Synuclein突變:
A. α-Synuclein在正常狀態下應為細絲狀蛋白(monomer)→不正常代謝變成原絲纖維(Protofibrils,屬不溶性物質)→聚集堆積後變成圓盤狀的Fibrils→持續堆積變成Lewy body→最後神經元死亡→無法釋出Dopamine,跟帕金森氏症有關。
B. 為什麼lewy body堆積會造成神經元的死亡呢?因為正常的α-Synuclein是細絲狀的monomer,它們可以用不規則的形式存在胞內,也可在細胞內一直變形。但是當monomer因為某些原因變性成Lewy body,就好像磚塊堆在細胞內一樣,它們並不能變形,最後細胞就死掉了
2. Proteasome的壞死
A. 正常:突變的受質(蛋白質)要先標上ubiquitin後,才以proteasome來進行降解。
B. 異常:protosome產生突變,使異常蛋白無法被降解,路徑往右邊走,最後造成突變蛋白堆積的現象→神經元死亡!
3. 環境因子:直接誘發細胞死亡
4. 外來物如MPTP、rotenone(農藥)會影響粒線體的電子傳遞鏈→經由MAO-B酵素代謝成MPP+,無法製造能量,粒線體失能→產生自由基ROS→造成神經元凋亡(apotosis)。
A. MPTP不用於人體臨床,是一種僅應用在動物實驗,可以誘發動物產生巴金森氏症(PD)的一種藥物
B. Demerol(meperidine):是一種嗎啡類藥物,臨床上用來止痛,常用手術後的止痛。和MPTP的結構相似,所以長期使用也會引發PD。
C. MPTP導致巴金森氏症的作用機轉
a. MPTP被打到體內後,因為沒有極性,很容易會經由血管穿過BBB(血腦屏障)
b. 進入到神經膠細胞(glial cell)後,經MAO-B(代謝dopamine的酵素)代謝產生MPP+。
c. 因為MPP+的結構和dopamine很類似,可藉由DA transporter進入神經元細胞在神經細胞內
d. 進入到粒線體和Complex1結合,破壞電子傳遞鏈(ETS,eletron transport system)
e. 促進ROS(超氧自由基=活化氧代謝物)產生,對神經元產生毒性。(正常情況ETS可以將ROS消除)
f. 最後細胞因為無法清除活氧代謝物,造成神經元損傷,進而導致巴金森氏症
D. Dopamine自然代謝產生ROS的過程
a. 首先先認識代謝酵素─單胺氧化酶(MAO,Monoamine oxidase)
酵素   代謝物質
MAO-A  NE、E、5-HT(serotonin)、dopamine
MAO-B  Dopamine(對dopamine有選擇性)
b. MPTP主要由MAO-B代謝

c. Dopamine藉由MAO或AD的代謝產生DOPAC(前面講機轉有提到)和H2O2
d. H2O2會自發性代謝產生自由基,會對細胞產生毒性,使細胞容易死亡

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蕈鹼類受器(Muscarinic receptor)與尼古丁受器(nicotinic receptor)

受器名稱
位置
反應
受器種類
Muscarinic為一種G-protein coupled receptor (GPCR)
M1
1.CNS 
2.交感的節後神經元(極少)
3.一些突觸前的位置(presynaptic sites)
IP3DAG
→細胞內鈣離子濃度↑
興奮性(+)
Gq
M2
1.心肌:心跳變慢、心臟收縮力降低

2.平滑肌
3.一些突觸前的位置
打開鉀離子通道
→抑制腺苷酸環化酶(AC)活性
cAMP
抑制性(-)
Gi
M3
1.外分泌腺
2.血管(平滑肌和內皮細胞):可以血管擴張
3.刺激腸胃道平滑肌,腸胃蠕動、腸道括約肌舒張
4.激腺體平滑肌,分泌唾液
5.刺激膀胱平滑肌,收縮膀胱排尿
6.虹膜的環狀肌(circular muscle)收縮
7.睫狀肌:收縮
8.支氣管的平滑肌收縮

IP3DAG
→細胞內鈣離子 濃度↑
興奮性(+)
Gq
Nicotinic
NN
節後神經元、一些突觸前膽鹼終端

打開鉀離子通道和鈉離子通道產生去極化
本身為子通道

【比較】尼古丁受器和毒蕈鹼受器
 
資料來源:atsdr
1. 左圖尼古丁受器 (Nicotinic cholinergic receptor)
A. 本身為陽離子管道。活化後會讓Na+進入細胞內,產生去極化。當ACh與α次單位結合時,離子通道開啟,鈉離子進入膜內
B. 只有興奮性
C. 有2個α、β、γ、δ一共5個次單位

資料來源:163.178.103.176
2. 右圖毒蕈鹼受器(Muscarinic cholinergic receptor)
受器活化後會活化G蛋白,圖中打開鉀離子通道,導致鉀離子流到胞外和細胞極化,為抑制性的,因此可判斷為M2型受器,G蛋白為Gi。
一、 Gs和Gq的傳遞途徑比較

資料來源:flipper
1. Gs:以cAMP當作第二傳訊者的傳遞途徑

資料來源:pnas
A. 受器接受到信號後,活化G蛋白(Gs)
B. 被活化的Gs活化AC(Adenylyl cyclase)
C. 進而將ATP變成cAMP
【注意】有cAMP一定是興奮性的反應!
2. Gq:走PLC的路徑
▼自主神經系統(autonomic nervous system) 顯示/隱藏(show/hide)

哈欽斯基氏血管性失智症量表(Hachinski Ischemic Score)


   

計 分
      
突然發病(Abrupt)
( 2 )
      
漸梯式惡化(Stepwise deterioration)
( 1 )
      
波動起伏的病程(Fluctuating course)
( 2 )
      
夜間意識混淆(Noctural confusion)
( 1 )
      
( 1 )
      
抱怨身體不適的症候(Somatic complaint)
( 1 )
      
情緒失禁(Emotional incontinence)
( 1 )
      
高血壓病史(History or presence of hypertension)
( 1 )
      
中風病史(History of stroke)
( 2 )
      
血管粥狀硬化的證據(Evidence of atherosclerosis)
( 1 )
      
局部性神經系統症候(Focal neurological symptoms)
( 2 )
      
局部性神經系統表徵(Focal neurological signs)
( 2 )
資料來源:馬階

 
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