【題目】神經(jīng)病理性疼痛是由于脊髓的SG區(qū)發(fā)生功能障礙所致,科研人員對其發(fā)病機理進行了研究。

(1)據(jù)圖1可知,患者感受器受到刺激后,興奮沿_______傳導,傳至位于SG區(qū)的神經(jīng)纖維末梢,引起儲存在________內(nèi)的谷氨酸(一種興奮性遞質(zhì))釋放。谷氨酸引起突觸后神經(jīng)元的細胞膜電位發(fā)生的改變是_________。 突觸后神經(jīng)元受到刺激后,經(jīng)一系列神經(jīng)傳遞過程,最終在________產(chǎn)生痛覺。

(2)SG區(qū)神經(jīng)纖維末梢上分布有離子通道N(見圖1),該通道與神經(jīng)病理性疼痛密切相關(guān)。科研人員利用通道N抑制劑處理SG區(qū)神經(jīng)元,給予突觸前神經(jīng)元一定的電刺激,測定突觸后膜的電信號變化,得到圖2所示結(jié)果。據(jù)圖2可知,抑制劑處理導致突觸后神經(jīng)元的電信號幅度無明顯變化,但__________,推測通道N開放,會引起突觸前神經(jīng)元__________,導致SG區(qū)對傷害性刺激的反應增強,出現(xiàn)痛覺敏感。

(3)SG區(qū)的神經(jīng)元包括興奮性神經(jīng)元與抑制性神經(jīng)元兩大類。為進一步研究谷氨酸所作用的神經(jīng)元類型,科研人員用綠色熒光蛋白標記了抑制性神經(jīng)元,用通道N激活劑處理小鼠的SG區(qū)神經(jīng)元,在突觸前神經(jīng)元施加刺激,分別檢測有綠色熒光和無熒光的神經(jīng)元細胞膜的電信號變化。若________,則可判斷谷氨酸作用對象為興奮性神經(jīng)元。

(4)依據(jù)本研究,開發(fā)減緩神經(jīng)病理性疼痛藥物的思路是_______________。

【答案】傳入神經(jīng) 突觸小泡 外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正 大腦皮層 突觸后膜的電信號頻率降低 谷氨酸釋放量增加 帶綠色熒光的神經(jīng)元電信號頻率和幅度均無明顯變化,不帶綠色熒光的神經(jīng)元電信號頻率顯著增加 開發(fā)抑制通道N活性的藥劑

【解析】

本題考查神經(jīng)調(diào)節(jié)及實驗設計的相關(guān)知識,神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是反射,反射的結(jié)構(gòu)基礎是反射弧。反射弧由感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和效應器五部分組成。興奮在神經(jīng)纖維上以電信號形成傳導,在神經(jīng)元之間通過突觸以電信號→化學信號→電信號傳遞。

1)感受器受到刺激后,產(chǎn)生興奮,興奮沿著傳入神經(jīng)以電信號形式傳導,傳至位于SG區(qū)的神經(jīng)纖維末梢,引起儲存在突觸小泡內(nèi)的谷氨酸(一種興奮性遞質(zhì))釋放。作用到突觸后膜,引起突觸后膜發(fā)生膜電位變化,神經(jīng)細胞未受刺激時保持靜息狀態(tài),其膜電位表現(xiàn)為外正內(nèi)負,當受到刺激產(chǎn)生興奮時膜電位發(fā)生變化表現(xiàn)為外負內(nèi)正。谷氨酸引起突觸后神經(jīng)元的細胞膜電位發(fā)生的改變是由外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正。感覺的形成是在大腦皮層,因此當突觸后神經(jīng)元受到刺激后,經(jīng)一系列神經(jīng)傳遞過程,最終在大腦皮層產(chǎn)生痛覺。

(2)由圖2可知對照組與實驗組相比較,兩者的相同點是突觸后神經(jīng)元的電信號幅度無明顯變化,不同點是對照組的突觸后膜的電信號頻率較高,細胞興奮性較高,而實驗組的突觸后膜的電信號頻率降低,細胞興奮性較低,說明通道N開放,會引起突觸前神經(jīng)元谷氨酸釋放量增加,導致SG區(qū)對傷害性刺激的反應增強,出現(xiàn)痛覺敏感;由于實驗組采用的是N通道抑制劑的處理,說明N通道抑制劑的作用是抑制突觸前膜的功能,使之釋放的神經(jīng)遞質(zhì)的量減少的緣故。

(3)由于SG區(qū)的神經(jīng)元包括興奮性神經(jīng)元與抑制性神經(jīng)元兩大類。為進一步研究谷氨酸所作用的神經(jīng)元類型,可用綠色熒光蛋白標記了抑制性神經(jīng)元,用通道N激活劑處理小鼠的SG區(qū)神經(jīng)元,在突觸前神經(jīng)元施加刺激,分別檢測有綠色熒光和無熒光的神經(jīng)元細胞膜的電信號變化。如果谷氨酸作用對象為興奮性神經(jīng)元,那么帶綠色熒光的神經(jīng)元電信號頻率和幅度會均無明顯變化,不帶綠色熒光的神經(jīng)元電信號頻率和幅度顯著增加;

如果谷氨酸作用對象為抑制性神經(jīng)元,那么帶綠色熒光的神經(jīng)元電信號頻率和幅度均有明顯增加,不帶綠色熒光的神經(jīng)元電信號頻率均無顯著變化。

(4)通過(2)的研究可知,痛覺的產(chǎn)生與脊髓的SG區(qū)的突觸前膜中的離子通道N有關(guān),抑制離子通道N則痛覺減弱,因此要開發(fā)減緩神經(jīng)病理性疼痛藥物,其思路應該是開發(fā)抑制通道N活性的藥劑。

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組別

培養(yǎng)液中另添加的成分

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NaCl

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+

-

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+

+

細胞正常,無質(zhì)壁分離

-

-

細胞正常,無質(zhì)壁分離

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