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1、浅谈学习记忆中的突触可塑性学习记忆是脑的基本功能,学习记忆作为脑内高级活动之一,其实质是信号转导和处理问题,而一切功能的产生都是以特定结构为基础的。人类大脑包含数千亿神经元。突触是指一个神经元与另一个神经元的连接点，它是神经元间信息传递的基础。 1突触可塑性 突触可塑性即突触传递效率在某些因素的作用下可出现不同程度的持续性上调或下调的特性。广义的突触可塑性包括突触传递可塑性、突触发育可塑性和突触形态可塑性。一般如未作特殊说明,即指突触传递可塑性。突触可塑性是神经科学领域近年来进展最快、取得成果最大的研究领域。 2突触前可塑性的结构基础及分
2、子机制 突触前可塑性的结构基础主要有3个:突触囊泡、囊泡内的神经递质以及突触活动区。突触前待释放的囊泡数量与释放概率有关,数量越多,释放概率增大,突触后反应也相对增强。囊泡内的递质浓度是相同的,所以囊泡体积越大其递质含量越多。突触活动区是指搭靠在突触前膜囊泡与电压依赖型钙通道蛋白紧密镶嵌而成的致密区。突触活动区的数量与面积大小并非一成不变,而是在发育后神经活动过程中受到调节而变化。 突触前末梢内蛋白质形成是突触可塑性关键因素之一。囊泡膜和突触前膜的融合是突触前神经递质释放的关键,它们之间的融合需要依赖SNARR(solubleNSFatta
3、chmentproteinreceptor)核心复合体的形成。因此,所有介导囊泡融合的分子和所有参与囊泡内吞的分子都有可能参与调节突触囊泡的形态发生和神经递质释放,包括钙离子感受器、各种蛋白激酶、多种突触囊泡膜蛋白。G蛋白可能通过钙离子通道的作用改变其动力学,从而影响钙离子内流。当胞内钙离子浓度增高时,激活各种蛋白激酶,调节神经递质的合成,并使大量储存囊泡内处于制动状态的突触囊泡膜蛋白被CaMKⅡ磷酸化而解聚,从而动员待释放囊泡进入释放状态。同时,作为钙离子感受器的囊泡蛋白通过磷酸化与去磷酸化来调节胞吐过程。而一些钙离子敏感的酶类如钙调神经磷酸
4、酶等可对胞吐进行负调控。此外,突触后分子还可经过逆行信使形式参与。突触前可塑性的发生过程中,Irina等[1]发现Ca2+和NMDA依赖性的NO从突触后释放后可作为逆行信使弥散到突触前膜,诱导出突触前线状伪足,调控突触前活动区的形成，参与突触发生和棘突形成。CO、花生四烯酸、血小板激活因子等都可能是逆行性信使。位于突触前膜的GAP-43(gro的一种超微结构-突触后致密物(PSD),含有30余种与突触传递紧密相关的蛋白成分。其厚度、长度与面积在长时程增强（LTP）形成中均发现有增加现象,由此推测PSD的变化可能是突触功效增强的物质基础。神经递质
5、受体激活后除了引发一系列胞内级联反应,还可激活即早基因(c-fos、c-jun、Arc、c-myc)，生成蛋白质作为转录调节因子或第三信使，引起细胞功能和结构长时间的适应性改变,具有将短时程信号与长时程改变耦联起来的作用。 突触后神经递质受体中谷氨酸受体(GluRs)是形成LTP的关键。根据选择性激动剂的不同,将谷氨酸受体分为五型:N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)受体、γ-氨基-3-羟基-5-甲基-4异嗯唑丙酸(又称使君子酸,AMPA)受体、海人藻酸(kainicacid,KA)受体、代谢性谷氨酸受体(mGluR)和L-2-氨基-4-磷酰丁
6、酸(L-AP4)受体。AMPA受体与KA受体合称为非NMDA受体。NMDA受体与非NMDA受体属于配体门控的离子型通道受体,与离子通道相耦联。而mGluR和L-AP4受体则属于G蛋白偶联的受体，通过激活细胞内第二信使发挥作用。 LTP的诱发根据是否需要NMDA受体的参与分为NMDA受体依赖性和非NMDA受体依赖性两大类。 经典NMDA受体依赖的LTP一般认为需要NMDA受体的激活。它既需要受体与配体的结合,还需要突触后膜产生去极化。单次低频刺激CA3锥体细胞发出Schaffer侧支就可引起突触后海马CA1细胞产生兴奋性突触后电位（EPSP）
7、,但这个EPSP的时程可被随后迅速产生的双相IPSP所缩短。而高频的强直刺激可引起持续的EAAs释放,作用于突触后AMPA/KA受体引起神经元去极化,引起EPSP累加,以及高频的强直刺激能减弱GABA所介导的抑制效应,引起突触后膜持续去极化,当膜电位去极化至-30~-50mV时,安静时阻挡在NMDA受体通道中的Mg2+移除,引起NMDA受体通道开放,导致细胞外Ca2+大量内流,胞内Ca2+含量增高可激活一系列级联反应,产生第二信使(cAMP、IP3、DG),激活各种蛋白激酶,如CaMKII、PKC、PKA和丝氨酸苏氨酸激酶,此外还有一种非第二信
8、使依赖性的酪氨酸蛋白激酶(PTK)。这些蛋白激酶一方面可以直接被Ca2+激活,在LTP诱导中起作用，另一方面具有自身磷酸化的功能,对LTP的维持起作用
