突触后神经元可以合成神经递质

神经信息的处理器——突触

从前面我们已经知道了神经纤维上电脉冲信息传导的有关问题。那么，当电脉冲传导到神经末梢以后，它又是如何跨过细胞，传给另一个神经细胞的呢?

一个神经元要把它的信息传给另一个神经元，两个神经元就必须密切接触。通常我们把两个神经元之间密切接触，并能够传递信息的这个特殊部位叫做突触。要想搞清楚神经细胞之间信息的接力传递，必须首先要了解神经突触的微细结构。

在电子显微镜下，科学家们发现，在突触这个部位，两个神经细胞之间并没有直接的细胞联系和接触，实际上它们是“亲密有间”，还相隔着20～30纳米(1纳米=10^－9米的距离)，科学家们把这个间隙叫做突触间隙。突触前方神经元的神经末梢细胞膜叫做突触前膜，突触后方神经元的细胞膜叫做突触后膜。在突触前膜内，存在着成千上万个直径大约为30纳米的突触小泡，每个突触小泡内都包含着上万个能够传递信息的特殊化学分子，科学家们称之为神经递质。在突触后膜上，存在着一种特殊的专门能够与神经递质结合的蛋白质，科学家们称之为受体。所以，典型的突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成的。

突触间隙是神经电脉冲不能直接跨越的屏障，就是说前一个神经元的电脉冲不能直接跨过突触间隙传给下一个神经元。前一个神经元把电脉冲信息传递给下一个神经元，就如同信息的接力一样，要在突触这个地方进行信息的“递棒”过程。目前，这个过程已经被科学家们彻底搞清楚了。

科学家们发现，当前一个神经元轴突上的电脉冲传导到轴突的末梢时，就有钙离子从细胞外液流入到轴突末梢内部。轴突末梢内钙离子浓度的升高，就促进了突触小泡开始向突触前膜方向运动，使得突触小泡的膜与突触前膜接触，然后两层膜“合二为一”融合成一层。最后再从融合点产生一个破裂口，这样，小泡内大量的化学神经递质就被释放到突触间隙中。神经递质很快就扩散到突触后膜上，同突触后膜上的相应受体蛋白质结合。神经递质与受体结合以后，就像是钥匙开锁一样，立刻打开了突触后膜上的离子通道，使不同的带电离子发生穿越突触后膜的快速流动。突触后膜上一经产生电荷的流动，就必然使突触后膜上产生突触后电位。至此，前一个神经元传来的信息就通过神经递质的“递棒”作用，传给了下一个神经元，两个神经元之间的信息“递棒”过程至此全部完成。

概括起来，突触传递信息的过程实质上是一个“电——化——电”的过程。当神经递质完成了它的传信使命以后，在不到几毫秒的时间内就被突触间隙内的复杂的机制清除干净了，这样有利于突触下一次传递信息。

由上可见，如果说电脉冲是神经纤维上信息传导的载体的话，那么，化学分子神经递质就是突触间隙传递信息的载体。我们常说神经元能够对信息进行处理分析，实际上就是由突触来完成的。一个突触就是一个信息处理器，就是一个小小的CPU。

神经中枢在进行活动时，有时候引起机体的兴奋活动，有时候引起机体的抑制活动。譬如，我们弯曲肘关节的活动就是如此，它首先使神经中枢支配屈肌的神经元兴奋，使肘关节的屈肌收缩;与此同时，神经中枢支配伸肌的神经元抑制，使肘关节的伸肌舒张松弛，这样才会使我们的曲肘活动得以顺利完成。

前一个神经元兴奋，通过突触的传递活动把信息传递给下一个神经元。那为什么有的使下一个神经元的活动增强(兴奋)，有的使下一个神经元的活动减弱(抑制)呢?这就是突触CPU处理信息的结果。

神经递质可以分为两种:兴奋性神经递质和抑制性神经递质。如果前一个神经元是释放兴奋性递质的神经元，那么通过突触化学递质的传递就会使下一个神经元兴奋;如果前一个神经元是释放抑制性递质的神经元，那么通过突触化学递质的传递就会抑制下一个神经元。

譬如将一瓶液体倒到一团火上，它到底是使火熄灭呢，还是使火燃烧得更加旺盛呢?那关键就要看倒出来的液体是水还是汽油了。同样，前一个神经元活动是使下一个神经元兴奋还是抑制，关键要看神经元释放的到底是哪一种类型的神经递质。

但有时候，同一种神经递质，有时引起下一个神经元兴奋，有时则引起下一个神经元抑制。这时候，起决定性作用的就不是神经递质，而是突触后膜上递质的受体了。

如果说我们把神经递质比作钥匙的话，那么与递质结合的受体就像是钥匙要打开的锁。一把钥匙只能开一把锁，不是所有的锁都能用同一把钥匙打开的。

一种递质只要与突触后膜上的受体结合，就必然要打开突触后膜上的离子通道。如果离子跨膜流动使得突触后膜上原来静息时外正内负的电位差别减小(兴奋性突触后电位)到一定水平时，下一个神经细胞膜上就必然会产生一个电脉冲。如果离子跨膜流动使得突触后膜上原来外正内负的电位差别反而增大(抑制性突触后电位)，突触后膜的兴奋能力就下降了，于是就产生抑制。

突触剖视图

由此可见，兴奋性突触后电位与抑制性突触后电位是极性完全相反的两种电位活动，所以在突触后膜产生的生理作用也是完全相反的。