突触传递与神经递质功能
突触传递是一个神经元与另一个神经元或效应细胞通过突触进行通信的过程。在主要的化学突触中，传入的动作电位触发钙依赖性神经递质释放，神经递质扩散穿过突触间隙并结合突触后受体，从而改变靶细胞的膜电位。本领域涵盖了该信号链的细胞和分子机制以及承载它的神经递质系统。
Definition
突触传递是指信号从突触前神经元传导至突触后细胞的过程，在化学突触中通过受调控的、钙触发的神经递质释放实现，神经递质结合靶细胞上的受体并改变其兴奋性。
Scope
本领域旨在引导读者了解神经系统中的化学突触信号传导：神经递质如何合成和包装，其释放如何与钙内流偶联，突触后受体如何转导化学信号，兴奋性和抑制性输入如何整合，以及突触强度如何通过使用而改变。它以生理学参考的形式组织，不提供临床管理指导。
Sub-topics
Core questions
- 突触前去极化如何转化为神经递质释放？
- 突触后受体如何将递质结合转化为电学或生化变化？
- 单个神经元如何整合许多汇聚的兴奋性和抑制性输入？
- 突触强度如何在短期和长期内发生改变？
Key concepts
- 化学突触和突触间隙
- 突触前末梢和活动区
- 钙触发的囊泡胞吐
- 神经递质受体（离子型和代谢型）
- 兴奋性和抑制性突触后电位
- 突触整合
- 突触可塑性
Key theories
- 递质释放的量子假说
- 神经递质以离散的、大致均匀的包（量子）形式释放，对应于单个突触囊泡的内容物，因此突触后反应是由单位微小反应的整数倍构成。
- 突触传递的化学理论
- 大多数中枢和外周突触通过释放可扩散的化学信使而不是通过直接的电连续性进行传递，其释放与突触前钙内流紧密偶联。
Mechanisms
动作电位侵入突触前末梢，打开电压门控钙通道；由此产生的钙内流触发充满神经递质的囊泡在活动区与质膜融合，将神经递质释放到突触间隙。神经递质结合突触后受体，这些受体要么直接门控离子通道（离子型），要么通过第二信使（代谢型）发挥作用，产生去极化（兴奋性）或超极化（抑制性）电位。突触后神经元在空间和时间上整合这些输入，重复的活动可以增强或减弱连接，这是突触可塑性的基础。
Clinical relevance
许多神经和精神疾病以及用于治疗它们的药物，其作用水平都在突触传递上，因为神经递质的合成、释放、受体结合和再摄取是常见的药理学靶点。本领域描述了这些干预措施所作用的正常生理学，旨在提供背景理解，而非诊断或治疗指导。
History
突触传递的化学性质在20世纪早期得以确立，并由Bernard Katz及其同事进一步完善。他们在20世纪50年代在神经肌肉接头上的工作揭示了神经递质以量子形式释放。随后的分子工作，由Katz以及后来的Südhof等人获得诺贝尔奖认可，确定了囊泡融合机制以及将电活动与释放偶联的钙传感器。
Key figures
- Bernard Katz
- Thomas Südhof
- Eric Kandel
Related topics
Seminal works
- fatt-katz-1952
- sudhof-2013
- kandel-2001
Frequently asked questions
- 化学突触和电突触有什么区别？
- 化学突触通过释放神经递质进行信号传导，神经递质穿过间隙并结合靶细胞上的受体，而电突触则通过间隙连接通道直接传递电流；本领域关注化学传递，这是哺乳动物神经系统中的主要模式。
- 为什么钙在突触传递中至关重要？
- 通过电压门控通道进入突触前末梢的钙是连接电活动与囊泡融合的触发因素，因此递质释放强烈依赖于钙信号。