（三)非突觸性化學(xué)傳遞
由于熒光組織化學(xué)等新方法的應(yīng)用，目前已明確除了經(jīng)典的突觸能進(jìn)行化學(xué)傳遞外，還存在非突觸性化學(xué)傳遞（non-synaptic chemical transmission )。關(guān)于這方面的研究，首先在交感神經(jīng)腎上腺素能神經(jīng)元上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)觀察到，腎上腺素能神經(jīng)元的軸突末梢有許多分支，在分支上有大量的念珠狀曲張?bào)w（varicosity)。曲線體內(nèi)含有大量的小泡（圖10-5)，是遞質(zhì)釋放和部位。一個(gè)神經(jīng)元的軸突末梢可以具有30000個(gè)曲線體，因此一個(gè)神經(jīng)元具有大量的遞質(zhì)釋放部位。但是，曲張?bào)w并不與效應(yīng)細(xì)胞形成經(jīng)典的突觸聯(lián)系，而是處在效應(yīng)細(xì)胞附近。當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)抵達(dá)曲張?bào)w時(shí)，遞質(zhì)從曲張?bào)w釋放出來，通過彌散作用到效應(yīng)細(xì)胞的受體，使效應(yīng)細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)。由于這種化學(xué)傳遞不是通過經(jīng)典的突觸進(jìn)行的，因此稱為非突觸性化學(xué)傳遞。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，也有這種傳遞方式存在。例如，在大腦皮層內(nèi)具有直徑很細(xì)的無纖維，這種纖維是去甲腎上腺素能性的，纖維分支上具有許多曲張?bào)w，能釋放去甲腎上腺素遞質(zhì)；這種曲張?bào)w絕大部分不與支配的神經(jīng)元形成經(jīng)典的突觸，所以進(jìn)行的是非突觸性化學(xué)傳遞。又如在黑質(zhì)中，多巴胺能纖維也有許多曲張?bào)w，且絕大多數(shù)也進(jìn)行非突觸性化學(xué)傳遞。此外，中樞內(nèi)5-羥色胺能纖維也能進(jìn)行非突觸性化學(xué)傳遞。由此看來，單胺類神經(jīng)纖維都能進(jìn)行非突觸性化學(xué)傳遞。已知，非突觸性化學(xué)傳遞也能在軸突末梢以外的部位進(jìn)行，軸突膜也能釋放化學(xué)遞質(zhì)（如釋放胞漿中的乙酰膽堿)，樹突也能釋放化學(xué)遞質(zhì)（如黑質(zhì)中、樹突可釋放多巴胺)。
圖10-5 交感神經(jīng)腎上腺能神經(jīng)示意圖
非突觸性化學(xué)傳遞與突觸性化學(xué)傳遞相比，有下列幾下特點(diǎn)：①不存在突觸前膜與后膜的特化結(jié)構(gòu)；②不存在一對(duì)一的支配關(guān)系，一個(gè)曲張?bào)w能支配較多的效應(yīng)細(xì)胞；③曲張?bào)w與效應(yīng)細(xì)胞間的距離至少在20nm以上，距離大的可達(dá)幾十微米；④遞質(zhì)彌散的距離大，因此傳遞花費(fèi)的時(shí)間可大于1s；⑤遞質(zhì)彌散到效應(yīng)細(xì)胞時(shí)，能否發(fā)生傳遞效應(yīng)取決于效應(yīng)細(xì)胞上有無相應(yīng)的受體。
�。ㄋ�)局部回路神經(jīng)元和局部神經(jīng)元回路
中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在長(zhǎng)軸突的神經(jīng)元，也有大量短軸突和無軸突的神經(jīng)元。長(zhǎng)軸突的神經(jīng)元是投射性神經(jīng)元，它們投射到遠(yuǎn)隔部位，起到聯(lián)系各中樞部位功能的作用；其軸突末梢通過經(jīng)典的突觸聯(lián)系和非突觸性化學(xué)傳遞的方式，完成神經(jīng)元間的相互作用。短軸突和無軸突神經(jīng)元不投射到遠(yuǎn)隔部位，它們的軸突和樹突僅在某一中樞部位內(nèi)部起聯(lián)系作用；這些神經(jīng)元稱為局部回路神經(jīng)元（local circuit neuron)，例如大腦皮層內(nèi)的星狀神經(jīng)元、小腦皮層內(nèi)的籃狀細(xì)胞和星狀細(xì)胞、視網(wǎng)膜內(nèi)的水平細(xì)胞和無長(zhǎng)突細(xì)胞、嗅球內(nèi)的顆粒細(xì)胞、脊髓內(nèi)的閏紹細(xì)胞等。從進(jìn)化來看，動(dòng)物越高等，局部回路神經(jīng)元數(shù)量越多，它們的突起越發(fā)達(dá)。局部回路神經(jīng)元的活動(dòng)可能與高級(jí)神經(jīng)功能有密切的關(guān)系，例如學(xué)習(xí)、記憶等。
由局部回路神經(jīng)元及其突起構(gòu)成的神經(jīng)元間相互作用的聯(lián)系通路，稱為局部神經(jīng)元回路（local nuronal circuit)。這種回路可由幾個(gè)局部回路神經(jīng)元構(gòu)成，例如小腦皮層內(nèi)的顆粒細(xì)胞、籃狀細(xì)胞、星狀細(xì)胞等構(gòu)成的回路。這種回路也可由一個(gè)局部回路神經(jīng)元構(gòu)成，例如脊髓內(nèi)閏紹細(xì)胞構(gòu)成的回路。這種回路還可通過局部回路神經(jīng)元的一個(gè)樹突或樹突的某一部分構(gòu)成，這種神經(jīng)元間相互作用的實(shí)現(xiàn)不需要整個(gè)神經(jīng)元參與活動(dòng)。
通過對(duì)局部神經(jīng)回路的研究，現(xiàn)已闡明除了軸突-胞體型、軸突-樹突型、軸突-軸突型突觸聯(lián)系外，還存在樹突-樹突型、樹突-胞體型、樹突-軸突型、胞體-樹突型、胞體-胞體型、胞體-軸突型聯(lián)系；而且這種聯(lián)系除了主要屬于化學(xué)傳遞性質(zhì)外，還有屬于電傳遞性質(zhì)的（電突觸)。它們的組合形式也比較復(fù)雜，可以形成串聯(lián)性突觸（serial synapses)、交互性突觸(reciprocal synapses)、混合性突觸(mixed synapses)（圖10-5)。以交互性突觸為例，局部神經(jīng)元回路僅在甲、乙兩樹突的某一部分形成；甲樹突通過樹突-樹突型突觸作用于乙樹突，乙樹突被作用后又通過附近的樹突-樹突型突觸反過來作用于甲樹突。這樣甲乙兩樹突通過交互性突觸構(gòu)成了相互作用的局部神經(jīng)元回路。這種回路不需要整個(gè)神經(jīng)元參與活動(dòng)，就能完成局部的整合作用。
樹突多數(shù)不能產(chǎn)生動(dòng)作電位，因?yàn)闃渫荒ど想妷洪T控式鈉通道很少。因此，樹突上的興奮或抑制活動(dòng)是以電緊張性形式擴(kuò)布的，這種擴(kuò)布是衰減性的。上述交互性突觸中相鄰兩突觸的相互作用就是以電緊張形式實(shí)現(xiàn)的。
三、神經(jīng)遞質(zhì)
前文已述及突觸傳遞是通過突觸前膜釋放化學(xué)遞質(zhì)來完成的（非突觸性化學(xué)傳遞的情況也是如此)。一個(gè)化學(xué)物質(zhì)被確認(rèn)為神經(jīng)遞質(zhì)，應(yīng)符合以下條件：①在突觸前神經(jīng)元內(nèi)具有全盛遞質(zhì)的前體物質(zhì)和合成酶系，能夠合成這一遞質(zhì)；②遞質(zhì)貯存于突觸小泡以防止被胞漿內(nèi)其它酶系所破壞，當(dāng)興奮沖動(dòng)抵達(dá)神經(jīng)末梢時(shí)，小泡內(nèi)遞質(zhì)能釋放入突觸間隙；③遞質(zhì)通過突觸間隙作用于突觸后膜的特殊受體，發(fā)揮其生理作用，用電生理微電泳方法將遞質(zhì)離子施加到神經(jīng)元或效應(yīng)細(xì)胞旁，以模擬遞質(zhì)釋放過程能引致相同的生理效應(yīng)；④存在使這一遞質(zhì)失活的酶或其他環(huán)節(jié)（攝取回收)；⑤用遞質(zhì)擬似劑或受體阻斷劑能加強(qiáng)或阻斷這一遞質(zhì)的突觸傳遞作用。在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)存在許多化學(xué)物質(zhì)，但不一定都是神經(jīng)遞質(zhì)，只有符合或基本上符合以上條件的化學(xué)物質(zhì)才能認(rèn)為它是神經(jīng)遞質(zhì)。關(guān)于神經(jīng)遞質(zhì)，首先是在外周迷走神經(jīng)對(duì)心臟抑制作用的環(huán)節(jié)上發(fā)現(xiàn)的。
（一)外周神經(jīng)遞質(zhì)
1．乙酰膽堿在蛙心灌注實(shí)驗(yàn)中觀察到，刺激迷走神經(jīng)時(shí)蛙心活動(dòng)受到抑制，如將灌流液轉(zhuǎn)移到另一蛙心制備中去，也可引致后一個(gè)蛙心的抑制。顯然在迷走神經(jīng)興奮時(shí)，有化學(xué)物質(zhì)釋放出來，從而導(dǎo)致心臟活動(dòng)的抑制。后來證明這一化學(xué)物質(zhì)是乙酰膽堿，乙酰膽堿是迷走神經(jīng)釋放的遞質(zhì)。以后在許多其他器官中（例如胃腸、膀胱、頜下腺等)，刺激其副交感神經(jīng)也可在灌注液中找到乙酰膽堿。由此認(rèn)為，副交感神經(jīng)節(jié)后纖維都是釋放乙酰膽堿作為遞質(zhì)的。釋放乙酰膽堿作為遞質(zhì)的神經(jīng)纖維，稱為膽堿能纖維（圖10-6)。后來有
圖10－6 自主神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)末梢的化學(xué)傳遞
人進(jìn)行了上頸交感神經(jīng)節(jié)的灌流，見到刺激節(jié)前纖維可以灌流液中獲得乙酰膽堿，所以節(jié)前纖維的遞質(zhì)也是乙酰膽堿�，F(xiàn)已明確軀體運(yùn)動(dòng)纖維也是膽堿能纖維。節(jié)前纖維和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)纖維所釋放的乙酰膽堿的作用，與菸堿樣作用（N樣作用)；而副交感神經(jīng)節(jié)后纖維所釋放的乙酰膽堿的作用，也毒蕈堿的藥理作用相同，稱為毒蕈堿樣作用（M樣作用)。
2．去甲腎上腺素交感神經(jīng)節(jié)后纖維的遞質(zhì)比較復(fù)雜。本世紀(jì)初，有人見到腎上腺素對(duì)效應(yīng)器的廣泛作用與交感神經(jīng)的作用極為相似，因此設(shè)想交感神經(jīng)可能是通過末梢釋放腎上腺素而對(duì)效應(yīng)器起作用的。后來，在貓的實(shí)驗(yàn)中觀察到，刺激支配尾巴的交感神經(jīng)可以引致尾巴上毛的豎立和血管收縮，同時(shí)該動(dòng)物的去神經(jīng)支配的心臟活動(dòng)加速；如果將自尾巴回流的靜脈結(jié)扎，再刺激這一交感神經(jīng)就只能引致尾巴上毛的豎立和血管收縮，卻不能引致心臟活動(dòng)的加速。由此設(shè)想，支配尾巴的交感神經(jīng)末梢能釋放一種化學(xué)物質(zhì)，由靜脈回流于心臟，這種物質(zhì)在當(dāng)時(shí)稱為交感素。交感素比乙酰膽堿的性質(zhì)穩(wěn)定，當(dāng)有大量釋放時(shí)不易破壞，在一般情況下有可能經(jīng)血液循環(huán)作用于較為遠(yuǎn)隔的效應(yīng)器官。后來，在刺激支配其他器官的交感神經(jīng)時(shí)，均證明靜脈血中出現(xiàn)交感素。曾有人指出，交感素是去甲腎上腺素和腎上腺素的混合物，而主要是去甲腎上腺素�，F(xiàn)已明確，在高等動(dòng)物中由交感神經(jīng)節(jié)后纖維釋放的遞質(zhì)僅是去甲腎腺上素，而不含腎上腺素；因?yàn)樵谏窠?jīng)末梢只能合成去甲腎上腺素，而不能進(jìn)一步合成腎上腺素，由于末梢中不含合成腎上腺素所必需的苯乙醇胺氮位甲基移位酶。釋放去甲腎上腺素作為遞質(zhì)的神經(jīng)纖維，稱為腎上腺素能纖維。但是，不是所有的交感神經(jīng)節(jié)后纖維都是腎上腺素能纖維，像支配汗腺的交感神經(jīng)和骨骼肌的交感舒血管纖維卻是膽堿能纖維。
3．嘌呤類和肽類遞質(zhì)自主神經(jīng)的節(jié)后纖維除膽三能和腎上腺素能纖維外，還有第三類纖維。第三類纖維末梢釋放的遞質(zhì)是嘌呤類和肽類化學(xué)物質(zhì)。有人在實(shí)驗(yàn)中觀察到，刺激這類神經(jīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本灌流液中可以找到三磷酸腺苷及其分解產(chǎn)物；而三磷酸腺苷對(duì)有腸肌的作用與這類神經(jīng)的作用極相似，兩者均可引致腸肌的舒張和腸肌細(xì)胞電位的超極化。因此認(rèn)為這類神經(jīng)末梢釋放的遞質(zhì)是三磷酸腺苷，是一種腺嘌呤化合物。但也有人認(rèn)為這類神經(jīng)釋放的遞質(zhì)是肽類化合物，因?yàn)槊庖呒?xì)胞化學(xué)的研究證實(shí)自主神經(jīng)某些纖維末梢的大顆粒囊泡中含有血管活性腸肽，刺激迷走神經(jīng)時(shí)能引致血管活性腸肽的釋放。血管活性腸肽能使胃腸平滑肌舒張，胃的容受性舒張可能就是由于迷走神經(jīng)節(jié)后纖維釋放血管活性腸肽遞質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的。第三類纖維是非膽堿能和非腎上腺素能纖維，主要存在于胃腸，其神經(jīng)元細(xì)胞體位于壁內(nèi)神經(jīng)叢中；在胃腸上部它接受副交感神經(jīng)節(jié)前纖維的支配。
�。ǘ�)中樞神經(jīng)遞質(zhì)
1．乙酰膽堿 閏紹細(xì)胞（Renshaw cell)是脊髓前角內(nèi)的一種神經(jīng)元，它接受前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突側(cè)支的支配，它的活動(dòng)轉(zhuǎn)而反饋抑制前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的活動(dòng)。目前知道，前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配骨骼肌的接頭處遞質(zhì)為乙酰膽堿，則其軸突側(cè)支與閏紿細(xì)胞發(fā)生突觸聯(lián)系，也必定釋放乙酰膽堿作為遞質(zhì)（圖10-7)。用電生理微電泳法將乙酰膽堿作用于閏紹細(xì)胞，確能引致其放電；用N型受體阻斷劑后，乙酰膽堿的興奮作用即被阻斷，說明這一突觸聯(lián)系的乙酰膽堿作用與神經(jīng)肌接頭處一樣都是N樣作用
圖10-7 脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與閏紹細(xì)胞的反饋聯(lián)系
位于丘腦后部腹側(cè)的特異感覺投射神經(jīng)元是膽堿能神經(jīng)元，它們和相應(yīng)的皮層感覺區(qū)神經(jīng)元形成的突觸是以乙酰膽堿為遞質(zhì)的。例如，刺激視神經(jīng)時(shí)，枕葉皮層17區(qū)等處的乙酰膽堿釋放增多。
腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動(dòng)系統(tǒng)（參見第三節(jié))的各個(gè)環(huán)節(jié)似乎都存在乙酰膽堿遞質(zhì)。例如，腦干腦狀結(jié)構(gòu)內(nèi)某些神經(jīng)元對(duì)乙酰膽堿敏感；刺激中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使腦電出現(xiàn)快波時(shí)，皮層的乙酰膽堿釋放明明顯增加；用組織化學(xué)法顯示腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的乙酰膽堿上行通路，發(fā)現(xiàn)其與腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動(dòng)系統(tǒng)通路有相似之外。
尾核含有豐富的乙酰膽堿、膽堿乙酰移位酶和膽堿酯酶，尾核內(nèi)有較多的神經(jīng)元對(duì)乙酰膽堿敏感，殼核與蒼白球內(nèi)某些神經(jīng)元也對(duì)乙酰膽堿敏感。由此看來，紋狀體內(nèi)存在乙酰膽堿遞質(zhì)系統(tǒng)。
此外，邊緣系統(tǒng)的梨狀區(qū)、杏仁核、海馬內(nèi)某些神經(jīng)元對(duì)乙酰膽堿也起興奮反應(yīng)，這種反應(yīng)能被阿托品阻斷，說明這些部位也可能存在乙酰膽堿遞質(zhì)系統(tǒng)。
綜上所述，乙酰膽堿肯定是中樞的遞質(zhì)，而且分布比較廣泛。
2．單胺類單胺類遞質(zhì)是指多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺。由于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中采用了熒光組織化學(xué)方法，目前對(duì)中樞內(nèi)單胺類遞質(zhì)系統(tǒng)了解得比較清楚（圖10-8)。
圖10-8 單胺類遞質(zhì)的通徑
多巴胺遞質(zhì)系統(tǒng)主要包括三部位：黑質(zhì)-紋狀體部分、中腦邊緣系統(tǒng)部分和結(jié)節(jié)、漏斗部分。黑質(zhì)-紋狀體部分的多巴胺能神經(jīng)元位于中腦黑質(zhì)，其神經(jīng)纖維投射到紋狀體。腦內(nèi)的多巴胺主要由黑質(zhì)制造，沿黑質(zhì)-紋狀體投射系統(tǒng)分布，在紋狀體貯存（其中以尾核含量最多)。破壞黑質(zhì)或切斷黑質(zhì)-紋狀體束，紋狀體中多巴胺的含量即降低。用電生理微電泳法將多巴胺作用于紋狀體神經(jīng)元，主要起抑制反應(yīng)。中腦位于邊緣部分的多巴胺能神經(jīng)元位于中腦腳間核頭端的背側(cè)部位，其神經(jīng)纖維投射到邊緣前腦。結(jié)節(jié)-漏斗部分的多巴胺能神經(jīng)元位于下丘腦弓狀核，其神經(jīng)纖維投射到正中隆起。
去甲腎上腺素系統(tǒng)比較集中，極大多數(shù)的去甲腎上腺素能神經(jīng)元位于低位腦干，尤其是中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、腦橋的藍(lán)斑以及延髓網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的腹外側(cè)部分。按其纖維投射途徑的不同，可分為三部分：上行部分、下行部分和支配低位腦干部分。上行部分的纖維投射到大腦皮層，邊緣前腦和下丘腦。下行部分的纖維下達(dá)脊髓背角的膠質(zhì)區(qū)、側(cè)角和前角。支配低位腦干部分的纖維，分布在低位腦干內(nèi)部。
5-羥色胺遞質(zhì)系統(tǒng)也比較集中，其神經(jīng)元主要位于低位腦干近中線區(qū)的中縫核內(nèi)。按其纖維投射途徑的不同，也可分為三部分：上行部分、下行部分和支配低位腦干部分。上行部分的神經(jīng)元位于中縫核上部，其神經(jīng)纖維投射到紋狀體、丘腦、下丘腦、邊緣前腦和大腦皮層。腦內(nèi)5-羥色胺主要來自中縫核上部，破壞中縫核上部可使腦內(nèi)5-羥色胺含量明顯降低。下行部分的神經(jīng)元位于中縫核下部，其神經(jīng)纖維下達(dá)脊髓背角的膠質(zhì)區(qū)、側(cè)角和前角。支配低位腦干部分的纖維，分布在低位腦干內(nèi)部。
