突触后膜上受体的调节实例及拓展训练

宋金红

(山西省临汾市襄汾县汾城高级中学校)

高中生物新人教版教材提到“吸食可卡因后,可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用,导致后膜上的多巴胺受体减少,当可卡因药效失去后,由于多巴胺受体减少,机体正常的神经活动受到影响”,但未就原因进行深入解释。就这个问题,笔者查阅资料后进行整理同大家分享。

1.突触后膜上多巴胺受体减少的原因

可卡因是一种强有力的精神兴奋剂,能够改变大脑感受周围环境的功能。可卡因能促进一些特定神经递质释放,同时又可以阻止突触前神经元终端受体的再摄取(突触前膜上的转运蛋白对相应神经递质的回收),两种作用都能使神经递质多巴胺在突触间隙存留时间延长,增强并延长对脑的刺激,使大脑皮层能够产生强烈的兴奋、快感,这种高度刺激的感觉,是大脑中去甲肾上腺素浓度的上升(留存时间延长)造成的,并导致各种全身效果,如能量提升、血管收缩、瞳孔放大、体温上升、心率加快、血压升高等,最后引起血清素水平升高,加强自信。

倘若有规律地使用可卡因,大脑会因持续的充满多巴胺而下调多巴胺受体水平,即部分多巴胺受体不再具有活性,这减轻了一定数量的多巴胺在脑中所发挥的作用。可卡因依赖患者就需要服用更多可卡因来补偿下调的受体水平,从而产生了可卡因耐受,服用更多可卡因意味着下调更多受体水平,于是形成恶性循环。停用可卡因后,受体会再次缓慢上调。

从上述机理可以看出,可卡因并不是破坏突触后膜上的受体,而是使突触前膜上的转运蛋白失去回收多巴胺的功能,使突触间隙(组织液)中多巴胺含量升高。机体为维持内环境的相对稳定并使机体代谢维持相对稳定,减少突触后膜上的受体来修正多巴胺含量的升高。正因为如此,停用可卡因后,突出后膜上的相应受体又会缓慢恢复。类似现象并不少见,比如人进入高原环境的时间久了,机体为适应缺氧环境会增加红细胞数量。

2.拓展训练

训练1.图1是毒品可卡因的作用机制示意图,可卡因通过影响神经递质的回收,不断刺激大脑的“奖赏”中枢使人产生愉悦感,下列叙述错误的是

图1

( )

A.结构①是突触小泡,其中的多巴胺属于神经递质

B.吸食的可卡因进入突触间隙会使下一个神经元的兴奋受到抑制

C.结构②为受体,多巴胺与其结合使突触后膜发生电位变化

D.图示表明多巴胺完成效应后会被运回上一个神经元

训练2.某些种类的毒品(如可卡因)可以使人产生兴奋和愉悦感,经常吸食会对神经系统造成严重损伤并使人上瘾。图2表示某毒品的作用机理,回答问题:

图2

(1)当兴奋传递到①处时,①处膜外电位变化是________,④中的神经递质通过________的方式大量释放,再到达③处,③上的受体蛋白是在________(填细胞器名称)上合成的。

(2)由图可知,毒品能导致②中神经递质含量________,原因是毒品分子与相关转运蛋白结合,阻碍了突触前膜________。当②中Na+浓度适当升高,会使③处产生的动作电位峰值________(填“升高”或“降低”)。

(3)毒品刺激产生的信号传到________会使人产生愉悦感,“瘾君子”未吸食毒品时,大多伴有精神萎靡,四肢无力的症状,推测可能是其体内________(填激素名称)含量减少所致。

(4)吸毒时机体产热增加,同时机体通过汗液分泌增多和________使皮肤血流量增大两种措施加强散热,以维持体温的相对恒定。吸毒成瘾后,吸毒者需要不断增加剂量才能获得同等愉悦感。据图分析,这是因为________。

答案:1.B

2.(1)正电位→负电位 胞吐 核糖体

(2)增加 对神经递质的回收 升高

(3)大脑皮层 甲状腺激素 (4)血管舒张