胆碱能神经递质和乙酰胆碱生理学

胆碱能神经递质以乙酰胆碱作为其化学信使，是自主神经系统的核心。乙酰胆碱是所有自主神经节（节前到节后，包括两个分支）、副交感神经效应器连接处以及支配汗腺的交感神经的递质。它作用于两大类受体：烟碱型和毒蕈碱型，这使其在内脏中产生广泛的快速和慢速效应。

Definition

胆碱能神经递质是乙酰胆碱合成、释放并作用于烟碱型和毒蕈碱型受体以介导自主神经节传递和副交感神经（以及选定的交感神经）效应器反应的过程，其传递通过乙酰胆碱酯酶的水解而终止。

Scope

本主题涵盖自主神经系统中乙酰胆碱的合成、释放、受体作用和快速终止：胆碱能传递发生的位置，烟碱型（离子型）和毒蕈碱型（代谢型）受体之间的区别，它们参与的信号通路，以及乙酰胆碱酯酶在终止传递中的作用。这是参考生理学，而非临床指导。

Core questions

• 在自主神经系统的哪些部位，乙酰胆碱是递质？
• 烟碱型和毒蕈碱型受体在机制和速度上有何不同？
• 乙酰胆碱是如何合成和释放的，又是如何失活的？
• 毒蕈碱型信号传导如何对心脏、腺体和平滑肌产生多样化的影响？

Key concepts

• 乙酰胆碱合成（胆碱乙酰转移酶）和胆碱的再摄取
• 烟碱型乙酰胆碱受体（配体门控离子通道）
• 毒蕈碱型乙酰胆碱受体（G蛋白偶联）
• 两个分支中的神经节（烟碱型）传递
• 副交感神经效应器（毒蕈碱型）传递
• 汗腺的胆碱能交感神经支配
• 乙酰胆碱酯酶和快速水解
• 迷走神经对心脏和内脏的控制

Key theories

化学（体液）传递

Loewi的经典实验表明，刺激迷走神经会释放一种可扩散的物质（“迷走神经物质”，后来被确认为乙酰胆碱），可以减慢第二颗心脏的跳动，提供了决定性证据，证明神经通过化学信使而非纯粹的电学方式与效应器进行通信。

Mechanisms

乙酰胆碱在神经末梢由胆碱和乙酰辅酶A经胆碱乙酰转移酶合成，储存在囊泡中，并在去极化时释放。它作用于两个受体家族。烟碱型受体是配体门控阳离子通道，介导快速兴奋性传递，包括交感神经和副交感神经分支中自主神经节的传递。毒蕈碱型受体是G蛋白偶联的，介导心脏、腺体和平滑肌上较慢的副交感神经效应；例如，心脏中的M2受体与Gi偶联以减慢心率，而其他毒蕈碱型亚型与Gq偶联以刺激分泌或平滑肌收缩。迷走神经刺激释放一种化学递质以减慢心率的经典演示确立了这种体液机制（Loewi, 1921）。传递通过乙酰胆碱酯酶非常迅速地终止，该酶在突触间隙水解乙酰胆碱，产生的胆碱被重新摄取用于再合成（Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017）。迷走神经是人体主要的副交感神经流出，也参与神经免疫信号传导（Bonaz et al., 2016）。

Clinical relevance

胆碱能生理学是迷走神经控制心率、腺体分泌、胃肠道和膀胱蠕动的基础，并为理解许多作用于胆碱能传递的自主神经药物和毒素提供了概念基础。本条目是描述性生理学，不能作为个体治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

此处描述的机制基于Loewi对化学传递的开创性演示（Loewi, 1921）以及标准生理学和神经科学教科书（Kandel et al., 2021; Boron & Boulpaep, 2017），迷走神经的神经免疫作用由Bonaz et al. (2016) 综述。这是参考生理学，而非临床指南的主题。

History

Otto Loewi于1921年进行的蛙心实验首次直接证明了化学神经传递，表明迷走神经刺激释放了一种物质，可以减慢第二颗心脏的跳动；这种物质后来被确认为乙酰胆碱（Loewi, 1921）。Henry Dale的工作区分了乙酰胆碱的烟碱型和毒蕈碱型作用，并阐明了其作为自主神经节和副交感神经末梢递质的作用，确立了至今仍在使用的化学框架。

Key figures

• Otto Loewi
• Henry Hallett Dale
• John Newport Langley

Seminal works

• loewi-1921

Frequently asked questions

烟碱型和毒蕈碱型受体有什么区别？

烟碱型受体是配体门控离子通道，介导快速传递，包括自主神经节之间的传递，而毒蕈碱型受体是G蛋白偶联受体，介导心脏、腺体和平滑肌上较慢的副交感神经效应。

为什么乙酰胆碱的作用如此短暂？

因为乙酰胆碱酯酶在突触间隙非常迅速地水解乙酰胆碱，几乎在它释放后立即终止其作用，并回收胆碱用于再合成。