生物原理

突触

突触（synapse）：两个神经元之间或神经元与效应器细胞之间相互接触、并借以传递信息的部位。突触一词首先由英国神经生理学家C.S.谢灵顿于1897年研究脊髓反射时引入生理学，用以表示中枢神经系统神经元之间相互接触并实 现功能联系的部位。而后，又被推广用来表示神经与效应器细胞间的功能关系部位。Synapse来自希腊语，原意是接触或接点3。

突触前细胞借助化学信号，即递质（见神经递质），将信息转送到突触后细胞者，称化学突触，借助于电信号传递信息者，称电突触。在哺乳动物进行突触传递的几乎都是化学突触；电突触主要见于鱼类和两栖类。根据突触前细胞传来的信号，是使突触后细胞的兴奋性上升或产生兴奋还是使其兴奋性下降或不易产生兴奋，化学和电突触都又相应地被分为兴奋性突触和抑制性突触。使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触，对下一个神经元产生抑制效应的为抑制性突触。

化学突触或电突触均由突触前膜、突触后膜以及两膜间的窄缝——突触间隙所构成，但两者有着明显差异。胞体与胞体、树突与树突以及轴突与轴突之间都有突触形成，但常见的是某神经元的轴突与另一神经元的树突间所形成的轴突-树突突触，以及与胞体形成的轴突-胞体突触。

螯虾腹神经索中，外侧与运动巨大纤维间形成的突触便是兴奋性电突触。在螯虾螯肢开肌上既有兴奋性，也有抑制性化学突触。此外，尚发现一些同时是化学又是电的混合突触。

生物特点

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神经元之间神经冲动的传导是单方向传导，即神经冲动只能由一个神经元的轴突传导给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传导。这是因为递质只在突触前神经元的轴突末梢释放。当神经冲动通过轴突传导到突触小体时，突触前膜对钙离子的通透性增加，突触间隙中的钙离子即进入突触小体内，促使突触小泡与突触前膜紧密融合，并出现破裂口。小泡内的递质释放到突触间隙中，并且经过弥散到达突触后膜，立即与突触后膜上的蛋白质受体结合，并且改变突触后膜对离子的通透性，引起突触后膜发生兴奋性或抑制性的变化。这里，递质起携带信息的作用4。

由于突触的单向传递，中枢神经系统内冲动的传递就有一定的方向，即由传入神经元传向中间神经元，再传向传出神经元，从而使整个神经系统的活动能够有规律地进行。中枢神经系统中任何反射活动，都需经过突触传递才能完成。

研究发展

突触

1896年C．S．Sherrington（C.S.谢灵顿）把神经元与神经元之间的机能接点命名为突触(synapse)，当时他虽然还不了解接点的形态学，但是他指出神经元与神经元之间是不连续的，而且推论有些突触是兴奋性的有些突触是抑制性的。

在20世纪30、40年代对于突触之间是电学传递还是化学传递曾经发生过争论。现在知道有两类突触：电突触与化学突触。神经元之间化学传递的基本概念起源于哺乳动物内脏神经系统的研究。

20世纪初，J．N．Langley和他的学生发现肾上腺素的效应与刺激交感神经系统的效应十分相似。他的学生，T．R．Elliott甚至指出，肾上腺素可能是外周神经释放的化学刺激物。

后来H．H．Dale发现胆碱及其衍生物对心脏、膀胱和唾液腺的效应与刺激副交感神经相似，特别是乙酰胆碱最有效。Dale提出乙酰胆碱、肾上腺素的作用与刺激两类内脏神经的效应相似性的问题。

Otto Loewi在1921年所做的实验证明，刺激迷走神经释放活性化学物质，抑制心搏。继而证明，这种化学物质就是乙酰胆碱。

1936年Dale等人在刺激支配肌肉的运动神经后得到了神经释放的乙酰胆碱，因而把化学传递的假说推广到全部外周神经系统。证明乙酰胆碱是神经肌肉接点的神经递质后，直到1952年中枢神经系统的化学递质说才被广泛接受，而在7年之后，E．Furshpan和D．Potter又第一次清楚地证明了电突触的存在。

Furshpan和Potter在1959年首先指出在螯虾的可兴奋细胞之间有电学传递。电学传递可以发生在中枢神经系统的细胞之间、平滑肌细胞之间、心肌细胞之间、感受器细胞和感觉轴突之间。一个电突触的突触前膜和突触后膜紧紧贴在一起形成缝隙连接，电流经过缝隙连接从一个细胞很容易流到另一个细胞。向见图的A细胞送入阈下电脉冲，引起这个细胞膜电位的变化。如果送入细胞A的电流相当一部分经过缝隙连接流入细胞B，就会相应地在B细胞引起可以察觉的膜电位变化。由于只有一部分流入细胞A的电流进入细胞B，所以细胞B的膜电位变化比细胞A的小。