神經(jīng)毒理學(xué)基本知識(shí)及實(shí)驗(yàn)方法演示文稿

神經(jīng)毒理學(xué)基本知識(shí)及實(shí)驗(yàn)方法演示文稿目前一頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)（優(yōu)選）神經(jīng)毒理學(xué)基本知識(shí)及實(shí)驗(yàn)方法目前二頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)與外周神經(jīng)系統(tǒng)目前三頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)細(xì)胞及其附屬器神經(jīng)細(xì)胞及膠質(zhì)細(xì)胞Astrocytes-star-shapedcellsthathelpsupportthenutritional,immunological,andstructuralrequirementsofneurons.Oligodendrocytes-cellsresponsibleformakingthe"insulation"ofneuronscalledmyelin,asubstancecriticaltotheeffectivetransmissionofnerveimpulses.Ependymacellsthatlinethebrain'ssystemofventricles,spacesthatholdthefluidthatbathesthebrain.Microglia-cellsthatareactivatedbyinjury,infection,ordegenerationtoproduceinflammation,removedeadtissue,andhelpfightinfections.目前四頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)細(xì)胞及其附屬器目前五頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)系統(tǒng)信號傳遞目前六頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)系統(tǒng)信號傳遞目前七頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)遞質(zhì)遞質(zhì)的釋放遞質(zhì)的種類乙酰膽堿去甲腎上腺素

γ-氨基丁酸（GABA）氨基乙酸谷氨酸天冬氨酸

NO目前八頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)血-腦和血-神經(jīng)屏障保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)免受某些神經(jīng)毒物的毒性作用血-腦屏障（blood-brainbarrier,BBB）血-神經(jīng)屏障（blood-nervebarrier,BNB）

外周神經(jīng)被兩層結(jié)締組織鞘膜，即神經(jīng)束膜和神經(jīng)外膜所覆蓋，并于神經(jīng)內(nèi)膜相互交織。BNB由神經(jīng)內(nèi)膜中的血管與神經(jīng)外鞘的扁平細(xì)胞提供支持。它的作用不如BBB，因而背根神經(jīng)節(jié)一般較CNS中的神經(jīng)細(xì)胞對神經(jīng)毒物更為敏感。目前九頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)血-腦和血-神經(jīng)屏障目前十頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒物神經(jīng)毒物神經(jīng)毒物可泛指引起機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)功能或結(jié)構(gòu)損傷的外源性的物理、化學(xué)或生物因素。外源性的化學(xué)物引起的神經(jīng)毒性是損傷機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)的主要因素，污染環(huán)境后會(huì)持續(xù)存在于我們的生產(chǎn)和生活環(huán)境中現(xiàn)有神經(jīng)毒物分類目前十一頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)現(xiàn)有神經(jīng)毒物分類按理化性質(zhì)、用途金屬類溶劑類氣體類農(nóng)藥類藥物天然毒素按毒作用靶器官神經(jīng)細(xì)胞毒物神經(jīng)髓鞘毒物神經(jīng)軸索毒物神經(jīng)遞質(zhì)毒物請參考：目前十二頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)金屬類重金屬及其化合物：鉛、汞、砷、鎘。非必需金屬及其化合物：鋁、銻、錫、鉈、鎳、鋰、鋇、鈹、鉍、金。必需金屬及其化合物：鉻、銅、鐵、鎂、錳、鈷、鉀、硒、鋅。目前十三頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)溶劑類脂肪族烴類：烷烴、烯烴、炔烴、汽油。脂肪族環(huán)烴類：松節(jié)油、環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、正己烷。鹵化物：四氯化碳、氯仿、氯丁二烯、三氯苯、氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、氯丹、氯苯、對-二氯苯、氯甲烷、1，2-二氯乙烷、多氯聯(lián)苯、三碘甲烷。目前十四頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)溶劑類醇類：乙醇、甲醇、1-丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁醇、環(huán)己醇、二丙酮乙醇、2，5-己烷二醇。酚類：甲酚、六氯酚。其他：石油蒸餾物、甲醛、丙酮、甲基丁酮、丙烯酰胺、環(huán)氧化合物、烷基苯乙烯聚合物、乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、甲基乙酯、苯胺、松油脂、三甲酚磷酸酯、1-甲基-4苯基-1，2，3，6四氫吡啶、興奮性氨基酸、磷酸三鄰甲苯酯。目前十五頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)氣體類一氧化碳、氫化氰、硫化氫、二硫化碳、燃燒產(chǎn)物、汽車尾氣、氨、氮氧化物。目前十六頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)農(nóng)藥類有機(jī)磷類、擬除蟲菊酯、有機(jī)氯（開蓬、DDT）。目前十七頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)藥物及天然毒素鴉片、可卡因、巴比妥、地西洋、阿霉素、長春新堿、鏈霉素、奎寧。蛇毒、蝎毒、蓖麻子蛋白。目前十八頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)按毒作用靶器官分類神經(jīng)細(xì)胞毒物：汞和汞化合物、錳、鋁、谷氨酸、氰化物、鉛、1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）。神經(jīng)髓鞘毒物：六氯酚、三甲基錫、鉛、銻。神經(jīng)軸索毒物：正己烷、二硫化碳、taxol、長春新堿、丙烯酰胺、氯丙烯、除蟲菊酯。神經(jīng)遞質(zhì)毒物：尼古丁、有機(jī)磷化合物、氨基甲酸酯類殺蟲劑、可卡因、興奮性氨基酸、苯丙胺。目前十九頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒作用神經(jīng)毒性(neurotoxicity)是指外源性的物理、化學(xué)或生物因素引起的生物體神經(jīng)系統(tǒng)功能或結(jié)構(gòu)損害的能力。神經(jīng)系統(tǒng)損傷結(jié)構(gòu)改變功能改變行為改變目前二十頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒作用——結(jié)構(gòu)改變結(jié)構(gòu)改變是指神經(jīng)毒物作用后神經(jīng)組織的細(xì)胞、軸索、髓鞘及細(xì)胞內(nèi)超微結(jié)構(gòu)發(fā)生的病理改變。缺氧性損害：中樞神經(jīng)系統(tǒng)對缺氧最為敏感，很多毒物可通過引起大腦缺氧而導(dǎo)致大腦器質(zhì)性損傷。毒物特異性損害：中樞神經(jīng)系統(tǒng)特異性損害、周圍神經(jīng)系統(tǒng)特異性損害、中樞周圍混合型損傷。目前二十一頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)缺氧性損害吸入高濃度二氧化碳、氮?dú)?、甲烷等——單純性大腦缺氧。神經(jīng)肌肉阻斷劑箭毒堿——呼吸肌麻痹。一氧化碳、亞硝酸鹽、苯的氨基和硝基化合物等親血紅蛋白毒物——血紅蛋白攜氧能力損失。氰化物、疊氮化物、二硝基苯酚、丙二腈——細(xì)胞毒性缺氧，即供氧、供血充足但細(xì)胞能量代謝過程被阻斷。影響心臟驟停的毒物或急性中毒合并心力衰竭——供血不足引起缺血性缺氧。目前二十二頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)毒物特異性損害鉛中毒——智力低下、鉛中毒性腦病汞及其有機(jī)化合物——情緒不穩(wěn)、易激動(dòng)、思維混亂、震顫、弱視、聽力喪失、共濟(jì)失調(diào)、癱瘓MPTP(1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶)——引起不可逆的類似帕金森病的癥狀錳——類似帕金森病和運(yùn)動(dòng)障礙孕婦使用可卡因——嬰兒神經(jīng)系統(tǒng)對外界刺激的反應(yīng)和認(rèn)知能力均有下降孕婦大量飲酒——其子代產(chǎn)生顱面畸形和智力低下興奮性氨基酸等神經(jīng)遞質(zhì)類毒物、鋁、有機(jī)溶劑等——中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。周圍神經(jīng)系統(tǒng)特異性損傷毒物有機(jī)磷、丙烯酰胺、正己烷、氯丙烯、鉛、砷、二硫化碳等——不同程度的感覺和運(yùn)動(dòng)功能障礙。目前二十三頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒作用功能改變——是在神經(jīng)毒物引起神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生化改變的基礎(chǔ)上而引起感覺、運(yùn)動(dòng)功能紊亂。行為改變——是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的綜合功能改變。神經(jīng)毒物可引起腦的各種精神活動(dòng)能力改變，如抽象思維、記憶與學(xué)習(xí)、情緒表現(xiàn)、覺醒狀態(tài)、感覺的感受能力、注意力等的改變。由于這些精神活動(dòng)能力改變，從而出現(xiàn)各種精神障礙或行為缺陷。這些改變涉及大腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、基底核、邊緣系統(tǒng)和大腦皮層等結(jié)構(gòu)。由于這些結(jié)構(gòu)受累，導(dǎo)致意識(shí)喪失、學(xué)習(xí)記憶下降、興奮或抑制、情緒性格等改變。這些改變可用行為毒理學(xué)方法檢查。目前二十四頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒性作用特點(diǎn)神經(jīng)毒性表現(xiàn)可隨年齡的增長有所不同。如鉛中毒（血-腦屏障發(fā)育）。神經(jīng)系統(tǒng)損傷常持續(xù)存在。有些神經(jīng)細(xì)胞最初是過量存在的，因此對損傷具有一定的緩沖作用，神經(jīng)細(xì)胞少量損失不會(huì)影響神經(jīng)功能和行為活動(dòng)。這種細(xì)胞過量存在的結(jié)果可能會(huì)使毒物的作用呈現(xiàn)一個(gè)閾值，或呈現(xiàn)非線性的劑量-反應(yīng)關(guān)系。神經(jīng)毒性反應(yīng)的表現(xiàn)可能是進(jìn)行性的，輕微的功能損傷也可能變得異常嚴(yán)重。某些物質(zhì)特別是各種藥物在不同劑量下，神經(jīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生不同的反應(yīng)?；瘜W(xué)物質(zhì)的聯(lián)合接觸會(huì)產(chǎn)生相互作用。目前二十五頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)毒物作用一般機(jī)制直接損傷作用受體配體的相互作用與立體選擇性作用干擾易興奮細(xì)胞膜的功能干擾細(xì)胞能量的產(chǎn)生與生物大分子結(jié)合

與蛋白質(zhì)結(jié)合與核酸結(jié)合與脂質(zhì)結(jié)合膜自由基損傷細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)選擇性細(xì)胞死亡體細(xì)胞非致死性遺傳改變誘發(fā)凋亡目前二十六頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒性作用機(jī)制神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)毒性通道與神經(jīng)毒性受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與神經(jīng)毒性神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)毒性細(xì)胞骨架與神經(jīng)毒性目前二十七頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)毒性神經(jīng)遞質(zhì)釋放依賴于許多生物化學(xué)和電化學(xué)活動(dòng)的協(xié)調(diào)作用，不僅與突觸前神經(jīng)元的動(dòng)作電位有關(guān)，還包括鈣動(dòng)員和突觸前神經(jīng)末梢遞質(zhì)儲(chǔ)存囊泡與質(zhì)膜的融合、融合后囊泡中的神經(jīng)遞質(zhì)被釋放到突觸間隙、與突觸后膜上高度特異性受體結(jié)合將化學(xué)信息再轉(zhuǎn)換成電信號或調(diào)控其他神經(jīng)化學(xué)活動(dòng)等一系列活動(dòng)。毒物可通過干擾遞質(zhì)合成酶活性或遞質(zhì)前體物質(zhì)的利用影響神經(jīng)遞質(zhì)合成；可通過影響囊泡中神經(jīng)遞質(zhì)的儲(chǔ)存或釋放、影響神經(jīng)遞質(zhì)滅活或清除（重?cái)z取或遞質(zhì)分解酶）、干擾神經(jīng)遞質(zhì)與受體作用或毒物本身直接與受體結(jié)合等作用影響神經(jīng)系統(tǒng)正常功能。目前二十八頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)毒性例：有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑——選擇性抑制乙酰膽堿酯酶活性，從而抑制乙酰膽堿遞質(zhì)的滅活，造成突觸間隙大量乙酰膽堿遞質(zhì)堆積，過度刺激突觸后膜上的相應(yīng)受體，使突觸后神經(jīng)元正常活動(dòng)受到影響，產(chǎn)生一系列中毒癥狀。最強(qiáng)的脊椎動(dòng)物神經(jīng)遞質(zhì)釋放激動(dòng)劑之一的黑寡婦毒素(latrotoxin)——可引起囊泡內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)暴發(fā)性非特異釋放，隨之破壞神經(jīng)末梢。可卡因和它的同類物——通過抑制多巴胺和其他單胺的突觸重吸收提高突觸間隙多巴胺遞質(zhì)濃度。乙醇——影響兒茶酚胺類遞質(zhì)釋放、吸收和代謝，并刺激GABA受體活性。肉堿毒素——阻斷神經(jīng)肌肉接頭處的神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的釋放，引起遲緩性癱瘓。破傷風(fēng)毒素——阻斷脊髓抑制性神經(jīng)元產(chǎn)生的氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)釋放，導(dǎo)致肌肉強(qiáng)直，進(jìn)一步發(fā)展為致死性僵硬和痙攣性抽搐。一些動(dòng)物毒素如β－金環(huán)蛇毒素——作用于突觸前，通過特異的減少遞質(zhì)的釋放以阻斷神經(jīng)肌肉傳遞從而致使從而致使運(yùn)動(dòng)終板對神經(jīng)刺激不起反應(yīng)。目前二十九頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)通道與神經(jīng)毒性Na+通道河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)——能阻斷Na+通道電導(dǎo)的升高，破壞動(dòng)作電位的生成。擬除蟲菊酯類殺蟲劑和DDT——引起神經(jīng)元電壓門控Na+通道關(guān)閉延遲，神經(jīng)元反復(fù)持續(xù)去極化造成神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮，表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)失調(diào)、驚厥抽搐、振顫、易激惹和手舞足蹈綜合癥等。局部麻醉藥普魯卡因和可卡因——對Na+通道和K+通道均有阻斷作用。目前三十頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)通道與神經(jīng)毒性Ca2+通道

Ca2+通道在神經(jīng)和肌肉活動(dòng)中（包括神經(jīng)遞質(zhì)和激素釋放、動(dòng)作電位的生成和興奮性收縮偶聯(lián)等）發(fā)揮著重要作用，因此是許多治療藥物、神經(jīng)毒素和神經(jīng)毒物的潛在作用靶部位。傳統(tǒng)上將電壓依賴性Ca2+通道分為四型，即T-型、L-型、N-型和P-型殺蟲劑胺菊酯——阻斷成神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞和竇房結(jié)細(xì)胞的T-型Ca2+通道。辛醇——選擇性阻斷下橄欖體神經(jīng)元T-型Ca2+通道，在成神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞中阻斷T-型和L-型Ca2+通道。鉛——是一種較強(qiáng)的N-型Ca2+通道非選擇性阻斷物。目前三十一頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與神經(jīng)毒性受體受體可被看作是能與毒物發(fā)生高親和性反應(yīng)并產(chǎn)生特殊效應(yīng)的大分子。毒物分子可模擬內(nèi)源性配基，引起激動(dòng)劑樣作用。毒物分子可能結(jié)合于受體，但并不引起激活效應(yīng)，而是阻斷內(nèi)源性配基的作用（即拮抗作用）毒物可能對受體產(chǎn)生變構(gòu)效應(yīng)。如有些毒物不是結(jié)合于內(nèi)源性配基的同一位點(diǎn)，而是結(jié)合于生物大分子的相鄰部位，這種作用可引起構(gòu)象變化而影響受體與神經(jīng)遞質(zhì)的結(jié)合。由谷氨酸傳遞的神經(jīng)毒性被稱為興奮毒性（excitoxicity）。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子神經(jīng)毒物除了可影響受體以外，還可以影響細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子如Ca2+、肌醇磷酸酯、蛋白激酶等。即早反應(yīng)基因c-fos的表達(dá)被認(rèn)為是神經(jīng)毒性的潛在標(biāo)記。有機(jī)氯殺蟲劑林丹柯引起大腦皮層和海馬的c-fos的表達(dá)，并具有劑量效應(yīng)關(guān)系。接觸丙烯酰胺的大鼠腦組織也發(fā)現(xiàn)c-fos和c-jun表達(dá)增加。

目前三十二頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)毒性星型膠質(zhì)細(xì)胞在許多神經(jīng)毒性損傷中既有防御作用又有促進(jìn)作用。如，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)谷氨酸穩(wěn)態(tài)研究中，星型膠質(zhì)細(xì)胞在興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸代謝中具有重要作用：星型膠質(zhì)細(xì)胞具有高親和性谷氨酸遞質(zhì)攝取系統(tǒng)，它們可通過谷氨酸重?cái)z取或經(jīng)谷氨酰胺合成酶催化作用將谷氨酸代謝為谷氨酰胺，調(diào)節(jié)控制細(xì)胞外谷氨酸水平。星型膠質(zhì)細(xì)胞還可直接引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。星型膠質(zhì)細(xì)胞中的谷氨酸-谷氨酰胺通路是腦組織中谷氨酸遞質(zhì)的微型儲(chǔ)備庫。星型膠質(zhì)細(xì)胞腫脹會(huì)引起遞質(zhì)釋放。目前三十三頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)細(xì)胞骨架與神經(jīng)毒性細(xì)胞骨架是軸漿運(yùn)輸本身所固有的結(jié)構(gòu)成分，也是一個(gè)易感位點(diǎn)。目前三十四頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒理學(xué)研究方法神經(jīng)學(xué)檢查腦神經(jīng)運(yùn)動(dòng)功能檢查反射性檢查步態(tài)異常檢查目前三十五頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒理學(xué)研究方法形態(tài)學(xué)檢查神經(jīng)元胞體神經(jīng)元核周體軸突的近端或遠(yuǎn)端髓鞘星型膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞目前三十六頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒理學(xué)研究方法電生理檢查外周神經(jīng)：運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度的測定、感覺神經(jīng)傳導(dǎo)速度和動(dòng)作電位測定、慢纖維傳導(dǎo)速度的測定等肌電圖：將電極探針插入肌肉，在靜息和肌肉收縮時(shí)，記錄和檢查肌肉的電活動(dòng)。神經(jīng)毒性作用可表現(xiàn)為：異常的插入性活動(dòng)；靜息肌肉的自發(fā)性電活動(dòng)；隨意性肌肉收縮期間，運(yùn)動(dòng)單位出現(xiàn)干擾圖形。目前三十七頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒理學(xué)研究方法生化檢查糖代謝過程中涉及的酶系統(tǒng)蛋白質(zhì)合成亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)髓鞘成分神經(jīng)系統(tǒng)特殊位點(diǎn)的神經(jīng)遞質(zhì)水平通過使用促效劑和拮抗劑，觀察神經(jīng)遞質(zhì)受體的結(jié)合情況。目前三十八頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒理學(xué)研究方法行為檢查（大鼠或小鼠精神行為初步測試項(xiàng)目）神經(jīng)行為功能測試行為測試感覺視覺、嗅覺、本位感覺、聽覺定位痛覺甩尾空間定位（方向）翻正反射運(yùn)動(dòng)自發(fā)性動(dòng)作Automex活動(dòng)肌肉無力前肢抓物、后肢伸肌試驗(yàn)認(rèn)知能力學(xué)習(xí)與保持能力一路式回避法多步式回避情感反應(yīng)反應(yīng)性對陣風(fēng)的驚異性對新奇環(huán)境的應(yīng)激性生理完善性體溫調(diào)節(jié)體重進(jìn)食與飲水情況主要部位體溫目前三十九頁\總數(shù)四十頁\編于二十點(diǎn)神經(jīng)毒理學(xué)研究方法行為檢查（大鼠或小鼠精神行為二級測試項(xiàng)目）神經(jīng)行為功能測試行為測試感覺視覺、嗅覺、聽覺操作心理生理測試痛覺滴定操作測驗(yàn)空間定位、本位感覺T迷宮辨別味覺味覺辨別運(yùn)動(dòng)自發(fā)性動(dòng)作每日節(jié)律，模仿性肌強(qiáng)度