突觸后膜上受體的調節實例及拓展訓練

宋金紅

(山西省臨汾市襄汾縣汾城高級中學校)

高中生物新人教版教材提到“吸食可卡因后,可卡因會使轉運蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突觸間隙持續發揮作用,導致后膜上的多巴胺受體減少,當可卡因藥效失去后,由于多巴胺受體減少,機體正常的神經活動受到影響”,但未就原因進行深入解釋。就這個問題,筆者查閱資料后進行整理同大家分享。

1.突觸后膜上多巴胺受體減少的原因

可卡因是一種強有力的精神興奮劑,能夠改變大腦感受周圍環境的功能。可卡因能促進一些特定神經遞質釋放,同時又可以阻止突觸前神經元終端受體的再攝取(突觸前膜上的轉運蛋白對相應神經遞質的回收),兩種作用都能使神經遞質多巴胺在突觸間隙存留時間延長,增強并延長對腦的刺激,使大腦皮層能夠產生強烈的興奮、快感,這種高度刺激的感覺,是大腦中去甲腎上腺素濃度的上升(留存時間延長)造成的,并導致各種全身效果,如能量提升、血管收縮、瞳孔放大、體溫上升、心率加快、血壓升高等,最后引起血清素水平升高,加強自信。

倘若有規律地使用可卡因,大腦會因持續的充滿多巴胺而下調多巴胺受體水平,即部分多巴胺受體不再具有活性,這減輕了一定數量的多巴胺在腦中所發揮的作用?？煽ㄒ蛞蕾嚮颊呔托枰酶嗫煽ㄒ騺硌a償下調的受體水平,從而產生了可卡因耐受,服用更多可卡因意味著下調更多受體水平,于是形成惡性循環。停用可卡因后,受體會再次緩慢上調。

從上述機理可以看出,可卡因并不是破壞突觸后膜上的受體,而是使突觸前膜上的轉運蛋白失去回收多巴胺的功能,使突觸間隙(組織液)中多巴胺含量升高。機體為維持內環境的相對穩定并使機體代謝維持相對穩定,減少突觸后膜上的受體來修正多巴胺含量的升高。正因為如此,停用可卡因后,突出后膜上的相應受體又會緩慢恢復。類似現象并不少見,比如人進入高原環境的時間久了,機體為適應缺氧環境會增加紅細胞數量。

2.拓展訓練

訓練1.圖1是毒品可卡因的作用機制示意圖,可卡因通過影響神經遞質的回收,不斷刺激大腦的“獎賞”中樞使人產生愉悅感,下列敘述錯誤的是

圖1

( )

A.結構①是突觸小泡,其中的多巴胺屬于神經遞質

B.吸食的可卡因進入突觸間隙會使下一個神經元的興奮受到抑制

C.結構②為受體,多巴胺與其結合使突觸后膜發生電位變化

D.圖示表明多巴胺完成效應后會被運回上一個神經元

訓練2.某些種類的毒品(如可卡因)可以使人產生興奮和愉悅感,經常吸食會對神經系統造成嚴重損傷并使人上癮。圖2表示某毒品的作用機理,回答問題:

圖2

(1)當興奮傳遞到①處時,①處膜外電位變化是________,④中的神經遞質通過________的方式大量釋放,再到達③處,③上的受體蛋白是在________(填細胞器名稱)上合成的。

(2)由圖可知,毒品能導致②中神經遞質含量________,原因是毒品分子與相關轉運蛋白結合,阻礙了突觸前膜________。當②中Na+濃度適當升高,會使③處產生的動作電位峰值________(填“升高”或“降低”)。

(3)毒品刺激產生的信號傳到________會使人產生愉悅感,“癮君子”未吸食毒品時,大多伴有精神萎靡,四肢無力的癥狀,推測可能是其體內________(填激素名稱)含量減少所致。

(4)吸毒時機體產熱增加,同時機體通過汗液分泌增多和________使皮膚血流量增大兩種措施加強散熱,以維持體溫的相對恒定。吸毒成癮后,吸毒者需要不斷增加劑量才能獲得同等愉悅感。據圖分析,這是因為________。

答案:1.B

2.(1)正電位→負電位 胞吐 核糖體

(2)增加 對神經遞質的回收 升高

(3)大腦皮層 甲狀腺激素 (4)血管舒張