随着神经生物学的发展，科学家陆续在神经系统中发现了不少神经活性物质——神经递质，它们中有不少就是由氨基酸转变过来的胺类化合物。

图5-53　神经元模式图

神经细胞又称神经元，因为它是神经组织的结构单元。神经细胞是神经组织的主要成分，具有能感受刺激和传导冲动（进行分析综合）产生反应的特点。典型的神经细胞可分为细胞体、树（状）突和轴突三部分（见图5-53）。细胞体是神经细胞的细胞核等重要细胞器的集中地。树突是细胞体发出的许多短而粗的树枝状突起。轴突则是细胞体发出的一根细而长的突起，像纤维一样，故又称它为神经纤维。轴突的末端常形成许多细小的分枝，称为神经末梢。有些神经细胞的轴突外面，还包裹着厚厚的髓鞘，这是由无数层细胞膜叠加而成的绝缘层，很像电缆外面的绝缘包皮。轴突的长度相差悬殊，短的只有几微米，长的可达1米以上。例如，大象的坐骨神经细胞，细胞体位于脊髓，而轴突延伸到后脚跟。轴突很细，且很透明，肉眼难以看见。在做动物解剖时所看到的神经，那是由几十万乃至上百万根轴突组成的神经束。

图5-54　显微镜底下观察神经元的轴突末端

我们在显微镜底下放大几万倍观察神经元的轴突末端（见图5-54），发现有个膨大的突起叫做突触小体。突触小体跟另一个神经元的树突或胞体、轴突的膜接触，这种结构叫做突触。神经元通过突触跟其他神经元发生联系，并且接受许许多多别的神经元的突触。有人估计，在人的大脑皮质每个神经元上平均有3万个突触。用电子显微镜观察突触，我们就可以看到突触是由突触小体、突触前膜、突触后膜（另一个神经元的细胞膜）和前后两膜之间的突触间隙构成的。间隙有20～50纳米宽，它好像一条小沟把神经元隔开，里面有些丝状物连接，还含有黏多糖和糖蛋白等物质。神经元之间既有突触隔开，那么它们又怎样通讯呢，怎样把神经信息从一个神经元传递给另一个神经元呢？原来在突触小体里有许多小泡，小泡里充满化学物质。当一个神经冲动（即动作电位）传到突触小体时，这些小泡一齐拥向突触前膜，都像喷雾器一样把化学物质喷向突触后膜，使后膜的神经元也产生动作电位。这些有奇效的化学物质就这样把一个神经元的信息传递给别的神经元，所以叫作神经递质或神经介质。

近二十多年来，对脑中神经元的神经递质的研究已取得了很大的进展，目前已经发现中枢神经递质的许多品种，它们各显神通，共同来保证“大脑机器”的正常运转。

1.内啡肽

内啡肽（详见5-3-2），又叫脑内的“天然鸦片”。事实上它们就是脑内的一种神经化学递质，和吗啡的作用相似，所以又叫吗啡肽。相对其他氨基酸衍生物而言，内啡肽还是分子量比较大的化合物。

2.多巴胺

多巴胺是由酪氨酸衍变生成的，有些氨基酸可先被羟基化，然后脱去羧基。例如酪氨酸在酪氨酸酶催化下被羟化生成3，4-二羟苯丙氨酸（简称多巴），后者脱去羧基生成3，4-二羟苯乙胺（简称多巴胺），如图5-55所示。

图5-55　多巴胺的合成

2000年的诺贝尔生理学和医学奖授予了阿尔维德·卡尔森（Arvid Carlsson，瑞典）、保罗·格林加德（Paul Greengard，美国），埃里克·坎德尔（Eric R.Kandel，美国），因为他们发现了神经系统中的信号传递。卡尔森发现了多巴胺是一种神经递质；格林加德发现了多巴胺和其他慢递质是通过蛋白质磷酸化起作用；坎德尔发现蛋白磷酸化对于短期记忆和长期记忆都是必不可少的。

早在20世纪50年代，卡尔森就通过一系列实验发现，多巴胺与受体结合后调控着包括控制人的行为在内的大脑的许多活动。大脑内多巴胺过多，会引起人的幻想，产生精神分裂，如果利用利血平治疗则会取得效果。因为利血平是一种天然生物碱，它能够减少储存于突触前膜中的多巴胺。

受此启发，科学家开始对帕金森病患者进行研究，结果发现帕金森病患者的多巴胺神经细胞已退化，使用合成的L-多巴（左旋多巴）来治疗帕金森病，通常有很好的疗效。为什么给帕金森氏症病人服用L-多巴也会有效呢？因为多巴是多巴胺的前体，在大脑中可以转化为多巴胺。直接口服多巴胺并不特别有效，因为多巴胺不能穿透通常将脑与血液中的其他化合物屏蔽开的血脑屏障。不过，左旋多巴却能进入大脑，一旦到达那里就能被转化成多巴胺。

左旋多巴也是一种天然的促排尿剂，能帮助身体排除多余的钠。在食物中，蚕豆内就含有左旋多巴，包括叶、根、茎、豆荚，以及幼嫩未成熟的蚕豆。有研究显示，食用蚕豆确实可以帮助控制帕金森病症状，有少部分帕金森病患者甚至觉得，蚕豆的疗效比抗帕金森病药物的疗效维持的时间还要长，这很可能意味着蚕豆中还有其他一些未知的有效成分。此外，山药也含有多巴胺。

喝茶和咖啡能使人兴奋，这也与多巴胺有关，原因是它们含有的咖啡因不仅能使人兴奋还能促使大脑神经中枢释放多巴胺，因此青少年不宜多喝茶和咖啡，以免增加大脑的负担。

国外的一些科学家还发现，大脑如果经过训练就有可能会产生多巴胺。美国的一些研究还指出，常怀感恩之心的人身体更健康。据试验说当人表现出善意时，大脑就会释放出多巴胺。这其实也不奇怪，神经递质的分泌显然是应该与神经系统的活动有着密切关系的。

3.5-羟色胺

5-羟色胺是一种跟睡眠有重要关系的神经递质。把它注入动物脑内，动物便长久处于嗜睡状态。5-羟色胺是色氨酸在脑细胞中通过羟化酶和脱羧酶的作用生成的。据测定，在脑干中分布最丰富。将用一种叫氯苯丙胺的药物注入猫的腹腔，药物吸收进入血液后就会阻断脑内5-羟色胺的合成，猫就处于长久不睡状态。损坏脑干中产生5-羟色胺的神经元，动物睡眠也大大减少。这时，如果再注射5羟色胺酸，其在体内被氧化（脱羧）成5-羟色胺，结果失眠也就消失了。

5-羟色胺不同于多巴胺和肾上腺素，它是由色氨酸生成的，但是需要发生两步由酶催化的化学反应，先是色氨酸转变成5-羟基色氨酸，进而变成5羟色胺（见图5-56），因此只有那些含有这两种酶的神经元才能将色氨酸转变成5羟色胺。

图5-56　5-羟色胺的合成

5-羟色胺与大脑中情绪的控制、激素的分泌、食欲的抑制、睡眠清醒的周期有关。它如再经过若干步化学修饰，就会被转化成褪黑素。

4.苯乙胺

大脑的中心——丘脑中储藏着多种神经递质，除了前面提到过的多巴胺、内啡肽等，还有苯乙胺（见图5-57）。巧克力因含有苯乙胺，故能愉悦心情、消除疲劳。苯乙胺属于“情绪激素”，情绪不佳者食用巧克力后能提高情绪。据国外的一些研究认为，一个人遇见所爱的异性时，体内会立即分泌大量苯乙胺，所以巧克力被戏称为“爱情的弄潮儿”。当一对男女一见钟情或产生爱慕之情时，丘脑中的苯乙胺和其他神经递质就会源源不断、难以阻挡地分泌和释放出来，并进入血液循环，流经全身。据生化专家们测定，此时血液中苯乙胺的含量要比平时高出2～5倍之多。

图5-57　苯乙胺的结构式

苯乙胺在不少食物、蔬果中有着极丰富的含量。巧克力或含巧克力的食品中，都含有苯乙胺。此外莴苣、人参、核桃仁、枸杞子、枣类等食品中苯乙胺含量也较高。

另外要指出的是，苯乙胺的衍生物三甲氧苯乙胺却是一种毒品。这也告诉我们，药品乃至补品与毒品之间，往往只有一步之遥。

5.乙酰胆碱

乙酰胆碱（见图5-58）是最早被鉴定的神经递质。脊椎动物骨骼肌神经肌肉接头和某些低等动物如软体、环节和扁形动物等的运动肌接头等，都是以乙酰胆碱为兴奋性递质，它是在化学突触传递中担当信使的特定化学物质。

图5-58　乙酰胆碱的结构式

乙酰胆碱是各级神经中枢许多神经元的神经递质，它主要起兴奋作用，但在有的部位却起抑制作用。这也表明神经递质对各个不同部位的作用可能不同。例如，它对大脑皮质的作用以兴奋为主，可以提高皮质的感觉机能，维持醒觉状态，对边缘叶许多神经元也有兴奋作用，能提高学习和记忆的功能。

乙酰胆碱可以被阿托品、东莨菪碱等药物阻断，所以使用这些药物，有时会造成健忘症，记忆力和注意力暂时减退。阿托品、莨菪碱和东莨菪碱都是茄科植物（如巅茄莨菪等）叶中提取的生物碱。我国东汉末年华佗用麻沸散进行外科手术，麻沸散中的洋金花（即曼陀罗花或风茄花）就含有丰富的东莨菪碱。所以平时误食这些植物就可能引起中毒症状。

在南美洲有一种防己科植物，它的汁液能使猛兽麻痹倒地。于是猎人们把这种植物汁提取出来涂在箭头上，射到猛兽体内，猛兽就只好束手待擒。这种药物后来就叫作美洲箭毒，是肌肉的松弛剂，至今已被广泛应用在医学上。箭毒为什么能用作肌肉松弛剂呢？在1857年，法国生理学家克劳特·伯尔纳（C1aude Bernard）用实验证明，箭毒能阻滞神经肌肉的传递，也就是它能阻滞乙酰胆碱的释放，即阻滞神经肌肉接点，神经就不再能支配肌肉收缩了。

目前，医学上对外周神经的化学递质研究已经基本明确：支配骨骼肌的神经末梢释放的递质是乙酰胆碱，植物性神经系统中的副交感神经是支配内脏和腺体的，它的末梢释放的也是乙酰胆碱，而交感神经末梢（除汗腺和血管上仍释放乙酰胆碱外）释放的是去甲肾上腺素（参见5-5-3）。外周神经就是通过这些化学递质起作用来支配身体的。各种原因造成它们分泌过强或过弱，都能损害正常的生理活动而引起疾病。医药上就仿制了起类似这些化学递质作用的药物来治疗各种疾病。

肌肉在正常运动时，由运动神经元生成其新陈代谢的分解产物乙酸，在酶的作用下跟小的胆碱分子结合生成乙酰胆碱。新生成的乙酰胆碱被包裹存放在神经末梢突触小体内。当神经冲动传到神经末梢时，就释放出乙酰胆碱（见图5-59），囊泡立刻将其喷撒在紧邻肌细胞的突触间隙内。乙酰胆碱通过突触间隙漂移，到达肌细胞，就激活特定的细胞膜受体分子（也是蛋白质）。一旦受体被激活，肌细胞就得到大脑想要肌肉运动的指示。于是，就进行收缩。根据从脑中得到的信号的强度，收缩程度可大可小，收缩的强度完全取决于释放的乙酰胆碱的量。

图5-59　骨骼肌神经末梢释放神经递质

一旦任务完成，就需立即从突触间隙中去除乙酰胆碱，否则它将使肌肉持续收缩。去除乙酰胆碱是位于突触间隙中的乙酰胆碱酯酶的工作，它破坏乙酰胆碱，将其重新转变为乙酸盐和胆碱。然后乙酸盐和胆碱被再循环回神经元，重新合成新的乙酰胆碱。如果乙酰胆碱酯酶未能正常地起作用，在突触间隙内的乙酰胆碱的水平将会累积并使肌肉过激。引起过激的结果可能是灾难性的。例如，神经毒气就是通过控制乙酰胆碱酯酶的活动而起作用。暴露于神经毒气的一个后果，就是呼吸肌不受控制地收缩而导致窒息死亡。东京地铁沙林毒气事件中，恐怖分子释放的沙林毒气就是乙酰胆碱酯酶的阻断剂。

6.去甲肾上腺素

去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺一样，在化学结构上都是酪氨酸的衍生物，是一类含有邻苯二酚的胺类。去甲肾上腺素递质的神经元大多位于脑干（如网状结构、桥脑）。去甲肾上腺素对中枢兼有兴奋和抑制作用，把它注射到猫的脑室会引起睡眠。注射苯丙胺，能加强中枢去甲肾上腺素的递质作用，结果猫的活动加强，出现被激怒的现象。

早期，西方国家一些运动员，在比赛前偷服去甲肾上腺素来刺激心脏、收缩血管、升高血压、兴奋神经，但这样做会摧残运动员的身体，因此在国际比赛中已严加禁止。