突触是神经元之间或神经元与效应器细胞如肌肉细胞、腺细胞之间相互接触并传递信息的部位。
是神经系统实现功能的关键结构,使得神经信号能够在细胞间进行传递。
保证了神经活动的协调性和有序性。
在中枢神经系统脑和脊髓中,神经元之间通过大量的突触相互连接,形成复杂的神经网络。在大脑皮层的各个功能区之间,存在着密集的突触联系,以实现感觉、运动、认知等多种功能。在周围神经系统中,神经元与肌肉之间的突触位于肌肉纤维的表面,它使得神经信号能够传递到肌肉,从而引起肌肉收缩。
突触主要由三部分构成
是突触前神经元轴突末梢的细胞膜。轴突末梢内含有许多突触小泡,小泡内含有神经递质。在胆碱能突触中,突触小泡内含有乙酰胆碱。
是突触前膜与突触后膜之间的狭窄间隙,宽约20-30nm。神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜。
是突触后神经元或效应器细胞的细胞膜。突触后膜上有神经递质的受体,能特异性地识别并结合神经递质,从而引起突触后膜的电位变化。
突触具有信号传递、信息整合等功能。
当神经冲动传到突触前神经元的轴突末梢时,突触小泡与突触前膜融合,将神经递质释放到突触间隙。神经递质通过扩散作用到达突触后膜,与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜的离子通道开放或关闭,从而改变突触后膜的电位,实现电信号-化学信号-电信号的转换,将神经冲动传递下去。
一个神经元可以与多个神经元形成突触,同时接受多种不同的神经递质的作用。这些突触后电位可以在时间和空间上进行整合,当整合后的电位达到神经元的阈值时,神经元就会产生动作电位,进行信息的输出。
蛋白质对于神经递质的合成非常重要。像鱼类、豆类、蛋类等富含优质蛋白质的食物,有助于维持突触的正常功能。酪氨酸是合成多巴胺、去甲肾上腺素等神经递质的原料,在蛋白质食物中含量丰富。维生素B族如B1、B6、B12有助于神经递质的合成和代谢。全谷类食物、绿叶蔬菜等是维生素B族的良好来源。矿物质方面,钙、镁等对于神经信号的传递有重要作用。牛奶、坚果等食物富含这些矿物质。
适当的力量训练可以增强肌肉力量,改善身体的代谢功能。这对于维持神经-肌肉接头的正常功能也很重要。通过举重等力量训练,可以增强神经信号在神经-肌肉接头处的传递效率,预防肌肉萎缩等问题。
突触的日常养护有充足睡眠、减少压力、学习和认知活动等。
睡眠是大脑进行自我修复和调整的重要时期。在睡眠过程中,神经元之间的突触会进行一系列的活动,包括清除代谢废物、巩固记忆等。缺乏睡眠会影响神经递质的平衡,损害突触功能。
长期处于高压力状态会导致体内激素失衡,影响神经细胞的代谢。可以通过冥想、深呼吸等方式来减轻压力,维护突触的正常功能。
不断学习新知识、进行认知训练可以刺激大脑形成新的突触,增强大脑的可塑性。学习一门新语言、弹奏一种新乐器等活动都可以促进大脑突触的发育和功能优化。
突触形态多样,根据突触接触的部位可以分为轴突-树突突触,最常见的类型,突触前轴突与突触后树突相接触、轴突-胞体突触,突触前轴突与突触后神经元的胞体相接触和轴突-轴突突触,突触前轴突与另一个轴突相接触,主要对神经冲动进行调节。从形态上看,突触前末梢通常呈膨大状,以容纳更多的突触小泡。
正常突触
正常突触在结构上完整,突触前膜、突触间隙和突触后膜的形态和功能正常。神经递质的合成、储存、释放以及与受体的结合等环节都能正常进行,能够准确、有效地传递神经信号,实现神经系统的各种功能,如感觉、运动、学习、记忆等。
异常突触
可能由于先天遗传因素或后天损伤导致。例如,在某些先天性神经系统疾病中,突触的形成过程可能出现障碍,导致突触结构缺失或畸形。脑外伤、脑血管疾病等也可能会破坏突触的结构。
神经递质方面,可能出现合成不足、释放异常或受体功能障碍。如在帕金森病中,由于脑内多巴胺能神经元受损,多巴胺合成减少,导致神经-肌肉控制出现问题,这与神经-肌肉接头等突触功能异常有关。
突触的异常症状有运动障碍、认知和记忆问题、感觉异常等。
当神经-肌肉接头处的突触功能异常时,可能会出现肌肉无力、肌肉萎缩、肌肉震颤等症状。重症肌无力患者的自身抗体破坏了神经-肌肉接头处的乙酰胆碱受体,导致肌肉收缩无力。
大脑内突触功能异常会引起认知障碍、记忆力减退等。在阿尔茨海默病中,大脑神经元之间的突触大量丢失,神经递质代谢紊乱,患者出现严重的认知和记忆衰退。
感觉神经元与其他神经元之间的突触出现问题时,可能会导致感觉减退或感觉过敏等现象。神经病变患者会出现肢体麻木(感觉减退)或疼痛(感觉过敏)的症状。
影响突触的因素有遗传因素、环境因素等。
一些基因突变可能会影响突触的形成、神经递质的代谢等。遗传性神经疾病是由特定基因缺陷导致突触相关蛋白异常引起的。
化学物质污染,如重金属汞、铅等中毒会损害神经细胞和突触。长期暴露在有机溶剂等环境污染物中也可能对突触产生不良影响。脑部感染,如病毒感染如单纯疱疹病毒感染大脑可能会破坏突触结构和功能。脑部缺氧,如心脏骤停、严重的呼吸衰竭等情况导致大脑缺氧,会对突触造成不可逆的损伤。
可以通过简单的动作来初步判断神经-肌肉接头突触的功能。观察双手的握力是否正常,能否平稳地拿起物体;观察走路姿势是否正常,有无步态不稳等情况。如果出现明显的运动不协调或无力,可能提示突触功能异常。可以通过一些简单的记忆测试,如回忆近期发生的事情、背诵电话号码等,来初步判断大脑内突触的认知和记忆功能。如果发现自己经常遗忘近期的重要事情,可能需要进一步关注大脑突触的健康。
突触的常用检查有体格检查、影像学检查、实验室检查、其他检查等。
神经系统检查
医生会检查肌肉力量、肌肉张力、反射等。肌肉力量减弱或反射异常可能提示神经-肌肉接头或中枢神经系统突触的问题。还会检查感觉功能,包括浅感觉和深感觉,通过这些检查来判断感觉神经元突触的功能。
一般身体检查
检查血压、血糖、血脂等指标,因为这些因素的异常可能会影响血液循环,进而影响突触的营养供应和功能。例如,高血压患者如果血压控制不佳,可能会导致脑血管病变,影响大脑内突触的功能。
磁共振成像(MRI)
可以清晰地显示大脑和脊髓的结构,帮助医生发现可能影响突触的脑部病变,如脑梗死、脑肿瘤、脑部炎症等。对于一些神经系统疾病,通过MRI观察大脑不同区域之间的连接情况(间接反映突触连接情况),有助于诊断和评估病情。
正电子发射断层扫描(PET)
主要用于检测大脑的代谢活动和神经递质的分布情况。例如,在研究某些神经精神疾病(如抑郁症)时,PET可以显示大脑中神经递质受体的变化,这些变化可能与突触功能异常有关。
血液检查
可以检测血液中的营养物质如维生素B12、叶酸等、代谢产物、炎症指标等。例如,维生素B12缺乏会影响神经递质的合成,通过血液检查发现维生素B12水平过低,可以提示可能存在影响突触功能的因素。还可以检测一些神经相关的酶和蛋白质,这些物质的异常可能与突触的病变有关。
脑脊液检查
对于一些神经系统疾病,检查脑脊液中的细胞成分、蛋白质含量、神经递质及其代谢产物等,可以帮助诊断是否存在脑部感染、炎症或其他病变影响突触。例如,在脑膜炎患者的脑脊液中可以发现白细胞增多、蛋白质含量升高等异常。
脑电图(EEG)
通过记录大脑的电活动来反映神经元的功能状态。在某些癫痫患者中,脑电图可以发现异常的脑电波,这可能与大脑神经元之间突触的异常兴奋有关。
肌电图(EMG)
主要用于检查神经-肌肉接头和肌肉的电活动。对于神经-肌肉疾病,如重症肌无力,肌电图可以发现肌肉动作电位的异常变化,这有助于诊断神经-肌肉接头处突触的功能障碍。