Biology of the NMDA Receptor pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Vandongen, Antonius M.

出品人:

頁數:342

译者:

出版時間:

價格:1258.00 元

裝幀:

isbn號碼:9781420044140

叢書系列:

圖書標籤:

• NMDA受體
• 神經科學
• 離子通道
• 突觸可塑性
• 興奮性突觸
• 大腦功能
• 神經傳遞
• 分子生物學
• 神經藥理學
• 記憶與學習

神經元信號傳導的微觀世界：離子通道的結構、功能與調控 本書聚焦於神經科學領域最為核心的研究課題之一：電壓門控離子通道，特彆是鈉離子通道和鈣離子通道，以及它們在神經元興奮性、突觸傳遞和神經環路功能中的關鍵作用。本書旨在為神經生物學、生理學、藥理學以及相關生物物理學領域的學生、研究人員和臨床醫生提供一個全麵、深入且與時俱進的知識體係。 第一部分：離子通道的分子基礎與生物物理特性 本部分將從分子結構層麵剖析主要的電壓門控離子通道傢族。我們將詳細闡述鈉離子通道（$ ext{Na}_v$）和鈣離子通道（$ ext{Ca}_v$）的亞基組成——包括核心的$alpha$亞基和調節性的$eta$亞基。重點將放在這些蛋白質的三維結構解析上，利用冷凍電鏡（Cryo-EM）和X射綫晶體學提供的最新數據，描述跨膜結構域（S1-S6片段）、電壓感受器（Voltage Sensor Domain, VSD）以及選擇性濾過器的原子細節。我們將深入探討這些結構如何決定通道的基本電生理特性，如閾值激發電壓、瞬時電流（Inactivation Kinetics）和失活（Deactivation）速率。 一個重要的章節將專門討論離子選擇性。鈉離子通道如何精準地排斥鉀離子，而鈣離子通道又如何優先通過鈣離子，其背後的物理化學機製——特彆是P環區域的氨基酸排列及其對水閤殼層和離子半徑的影響——將被詳盡闡述。我們還將探討不同亞型（如$ ext{Na}_v1.1$到$ ext{Na}_v1.9$的組織特異性錶達）的功能差異，及其對不同類型神經元（如快速發放的運動神經元與慢速發放的皮層錐體神經元）的生理適應性。 此外，本部分還將涵蓋離子通道的動力學建模。從經典的Hodgkin-Huxley（H-H）模型及其演變，到更復雜的基於能量景觀的動力學狀態轉換模型，我們將展示如何利用數學工具來描述和預測通道在不同膜電位下的開放、失活和恢復過程。 第二部分：興奮性與信息編碼：動作電位的産生與傳播 本部分的核心在於整閤分子機製與細胞功能。動作電位（Action Potential, AP）是神經信息傳遞的基本單位，其産生是鈉離子內流（去極化）和鉀離子外流（復極化和超極化）協同作用的結果。我們將詳細分析鈉電流（$I_{Na}$）和延遲整流鉀電流（$I_K$）在動作電位形狀和頻率編碼中的精確時間關係。 重點討論將“輸入”轉化為“輸齣”的編碼機製： 1. 閾值動力學與興奮性： 探討跨膜電位如何精確控製VSD的運動，以及微小的環境變化（如pH值、離子濃度）如何改變激發閾值，這與神經元的易化性（Excitability）直接相關。 2. 動作電位爆發模式： 闡述不同類型的神經元（如中樞神經係統的間插性抑製神經元、丘腦的節律性發放器）如何通過調節特定的$ ext{Na}_v$和$ ext{K}_v$亞型組閤，産生適應性發放（Tonic firing）、爆發性發放（Burst firing）或混閤模式。 3. 軸突傳導與髓鞘化： 深入分析髓鞘化對動作電位速度的巨大影響——跳躍式傳導的生物物理學基礎，以及離子通道在朗氏結（Nodes of Ranvier）的重新分布如何保證高效、低能耗的信號傳輸。脫髓鞘疾病（如多發性硬化癥）中，通道特性的改變如何導緻傳導阻滯將被詳細討論。 第三部分：突觸傳遞的調控者：鈣離子通道在信號轉導中的作用 鈣離子通道（$ ext{Ca}_v$）是連接電信號與化學信號的關鍵橋梁。本部分將集中於L型、N型、P/Q型和R型等主要的電壓門控鈣通道傢族及其在神經末梢和胞體上的功能區分。 1. 神經遞質釋放的精確觸發： 我們將聚焦於突觸前末梢的$ ext{Ca}_v$2.1（P/Q型）和$ ext{Ca}_v$2.2（N型）通道。通過對“鈣微環域”（Calcium microdomains）的分析，闡述單個或少量鈣離子內流如何精確觸發突觸小泡與前膜融閤，實現高保真度的信息傳遞。本章將迴顧“鈣依賴性釋放模型”的最新進展，包括鈣離子在SNARE復閤體激活中的直接作用。 2. 突觸後電位與整閤： 在突觸後神經元，L型鈣通道（$ ext{Ca}_v1.2/1.3$）和T型通道（$ ext{Ca}_v3$）的作用至關重要。它們不僅介導鈣內流以激活第二信使係統（如鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶，CaMKII），還直接參與膜去極化，影響興奮性突觸後電位（EPSP）的幅度和持續時間。 3. 基因錶達與神經可塑性： 鈣離子作為第二信使，其在細胞核內的作用將得到深入探討。鈣信號如何調節CREB轉錄因子，從而驅動長時程增強（LTP）和長時程抑製（LTD）等突觸可塑性過程，是本部分的高級主題。 第四部分：離子通道的復雜調控與病理生理學 離子通道的功能很少是獨立的，它們持續受到細胞內外的復雜調控。本部分將介紹調節通道活動的各種信號通路。 1. 磷酸化與去磷酸化： 詳細描述G蛋白偶聯受體（GPCRs）激活下遊激酶（如PKA, PKC, CaMKII）如何通過磷酸化特定的通道亞基，瞬時改變其激活閾值或失活速率。例如，腎上腺素如何通過$eta$-腎上腺素能受體調節L型鈣通道，影響心肌興奮性。 2. 內化與通道循環： 探討內吞作用和再循環（Trafficking）如何調控細胞膜上功能性通道的數量，這是慢性信號調節的重要機製。 3. 疾病相關突變： 離子通道病（Channelopathies）是理解其生理功能的絕佳窗口。本書將係統梳理與遺傳性癲癇（如$ ext{SCN1A}$突變導緻的Dravet綜閤徵）、慢性疼痛（如各種$ ext{Na}_v$通道病理性激活）以及心律失常（如先天性長QT綜閤徵相關的$ ext{K}_v$或$ ext{Na}_v$功能障礙）相關的通道突變案例。通過分析這些突變對通道門控機製的精確影響，揭示疾病發生的分子基礎。 本書力求在深度和廣度上達到平衡，通過整閤最新的結構生物學、電生理記錄技術（如膜片鉗技術）和計算模擬的結果，為讀者提供一個理解神經係統“電信號”生成、傳遞和調控的完整框架。它不僅僅是一本技術手冊，更是對生命活動中最基本且最精妙的分子機器——離子通道——的緻敬。

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