神经系统功能活动的基本原理.ppt

神经系统功能活动,的基本原理,第一节,突触传递,化学突触（神经递质） 电突触（局部电流）,2000年 诺贝尔奖生理学与医学奖,A.Carlsson、 P. Greedgard、 E.Kandel,主要贡献：发现了“人类脑神经细胞间信号传递”,一、经典的突触传递,（一）突触结构,突触前膜：突触小泡 突触间隙：,突触后膜：受体,（二）突触的分类,（三）突触传递过程,Ca2+,突触传递过程(续),突触传递过程(续),突触前神经元兴奋,突触前膜,去极化,Ca2+通道开放,突触小泡释,放神经递质,突触后膜受体,突触,后膜去极化（超级化）,突触后电位,（四）突触后电位,根据突触后膜发生电位变化，分为：,兴奋性和抑制性,根据电位时程长短分为：,快突触后电位 慢突触后电位,1. 兴奋性突触后电位(EPSP),1. 兴奋性突触后电位(EPSP),突触前膜释放：,兴奋性递质 突触后膜：,对Na+、K+通透性增大,且 Na+内流 K+外流,(可能还有Ca2+内流参与),2. 抑制性突触后电位(IPSP),2. 抑制性突触后电位(IPSP) 突触前膜释放：,抑制性递质 突触后膜：,Cl- 通透性增大,(可能还与K+通道开放,Na+和Ca2+通道 关闭有关),突触后神经元动作电位,AP产生部位：,轴突始段,(五）突触后神经元的兴奋与抑制,(六) 突触传递的影响因素 1. 神经末梢递质的释放量和递质的消除,引起递质释放量,因素:,细胞外液Ca2+升高,Mg2+降低, 突触前膜动作电位的大小和频率 递质消除:被突触前膜重摄取或酶解代谢,2.突触后膜受体的因素,突触后膜受体数量: 上调/下调,受体与递质的亲和力: 受体的激动剂与阻断剂:,（七）突触传递的可塑性 1）概念：突触的反复活动可引起突触,传递效率发生较长时程的增强或减弱。,2）形式： 强直后增强 习惯化 敏感化 长时程增强和长时间压抑,1.强直后增强:,高频刺激,定义：突触前末梢在接受一短串强直性刺激 后,其突触后电位发生明显增强的现象。 电位幅度和时程 机制：大量内流Ca2+, 突触前末梢轴浆内 Ca2+升高，突触小泡持续大量释放神经递 质，导致突触后电位持续增强。,2.习惯化：,定义：重复给予较温和的刺激时，突触 对刺激的反应逐渐减弱甚至消失，这种 现象称之。,机制：重复刺激使突触前末梢Ca2+通道 逐渐失活，Ca2+内流减少，末梢递质释 放减少。,3.敏感化：,定义：重复给予伤害性刺激，突触对原 有刺激的反应性增强和延长，传递效率 增加，这种现象称之。,机制：重复刺激使突触前末梢动作电位时 程延长，Ca2+通道开放时间延长，Ca2+ 内流增加，末梢递质释放增多。,4.长时程增强,定义：短时间重复高频刺激突触前神经 元，在突触后神经元快速形成持续时间 较长的EPSP。,长达数天,机制：突触后神经元内Ca2+增加,导致,AMPA受体功能上调。,4.长时程压抑（LTD）,定义：突触传递效率的长时程降低。 LTD广泛存在于中枢神经系统，,机制：长时间低频刺激突触前神经元，导,致突触后膜AMPA受体密度降低。,二、非定向突触传递,交感神经末梢对平滑 肌的支配,非突触性化学传递,中枢神经系统也存 在非定向突触传递,非定向突触传递特点,突触前成分和突触后成分没有对应关系， 无特化的突触前膜及后膜的结构。,曲张体与突触后成分之间距离大于20nm. 曲张体所释放的递质可作用于较多的突,触后成分，无特定的靶点。,非定向突触传递特点,递质扩散距离和突触传递时间长短不一。 递质能否产生效应取决于突触后有无相应,受体,三、电突触传递,结构基础：缝隙连接 特点：双向性，速度,快，无潜伏期,2-4nm,意义：促进神经元活 动的同步化,第二节 神经递质和受体,（一）神经递质,1、概念：由突触前神经元合成并在末 梢处释放的传递信息的化学物质。,2、神经递质的鉴定条件,突触前神经元具有合成递质的前体和酶 系统,递质贮存于突触小泡内，神经冲动到达 时递质能释放到突触间隙,递质与突触后特异受体结合能发挥其作 用,存在使递质失活的酶或其他失活方式 有特异的受体激动剂或拮抗剂，能模拟 或阻断相应递质的作用。 （二）神经调质,神经元合成和释放的另一类化学物,质，对传递信息起调节作用。,（三）递质和调质的分类,分类 胆碱类 胺类 氨基酸类 肽类 嘌呤类 气体 脂类,家 族 成 员 乙酰胆碱 多巴胺、NE、5HT、组胺 谷氨酸、门冬氨酸、甘氨酸、GABA 下丘脑调节肽、ADH、催产素、 阿片肽、脑-肠肽、Ang、心钠素等 腺苷、ATP NO、CO PG类,(四)递质的共存：,概念：两种或两种以上递质共存于 一个神经元内，这种现象称之。 意义：协调某些生理过程。,例如：支配唾液腺副交感神经内含 Ach和血管活性肠肽两种递质，副交 感神经兴奋时，释放的Ach能引起唾 液分泌，血管活性肠肽引起血管舒 张，增加唾液腺的血供，两者共同 作用，引起唾液大量分泌。,（五）递质的代谢,合成，储存，释放，降解，重摄取，再合成,二、受体,1、受体：细胞膜上或细胞内能与某 些化学物质（如递质、调质、激素等）发 生特异性结合并产生生物效应的特殊生物 分子。,2、配体,受体激动剂：能与受体发生物异性结合 并产生生物学效应的化学物质。,受体阻断剂：能与受体发生物异性结 合，阻断递质的受体结合，不能产生相 应的生物学效应的化学物质。,受体与配体结合表现出的特性,相对特异性：,饱和性：,可逆性：,3、受体的分类,1）天然配体分类：,胆碱能受体：M型、N型（N1，N2） 肾上腺素能受体：，受体,2）受体激活机制分类：, 离子通道型受体 G-蛋白耦联受体,4、突触前受体,分布：突触前膜,作用：以负反馈方 式调节突触前递质 释放。,5、受体的调节,上调：当递质分泌不足时，受体的数 量增加，与递质的亲和力增强。,下调：当递质分泌过多时，受体的数 量减少，与递质的亲和力降低。,三、主要的递质和受体系统,（一）胆碱能系统： 1、乙酰胆碱:,胆碱能神经元/胆碱能纤维,2、胆碱能纤维及分布：, 自主神经的节前纤维, 大多数副交感神经的节后纤维 少数交感神经的节后纤维 支配骨骼肌的舒血管神经,3、胆碱能受体, 毒蕈碱受体 （M受体）,G蛋白耦联受体, 烟碱受体（N型受体）,化学门控通道,N1：自主神经节突触后膜 N2：骨骼肌终板膜,4、生理效应,中枢胆碱能系统：参与神经系统所有功能 外周神经系统：取决于与M或N受体结合 作用于M受体-毒蕈碱样作用,阻断剂：阿托品,作用于N受体-烟碱样作用,阻断剂：筒箭毒/六烃季铵/十烃季铵,（二）单胺类递质,1、去甲肾上腺素及其受体,去甲肾上腺素能神经元,去甲肾上腺素能纤维,肾上腺素能纤维,肾上腺素能受体,1）受体（ 1 2 ）,2）受体（ 1 2 3 ）,去甲肾上腺素的作用特点,NE对受体作用较强,对受体作用较弱,NE与受体结合,产生的平滑效效应主要是兴 奋性,包括血管,子宫,虹膜辐射状肌等收缩, 但也有抑制性的,如小肠平滑肌.,NE与受体结合,产生的平滑效效应主要是抑 制的,如血管,子宫,小肠,但心肌却是兴奋性 的.,肾上腺素能受体阻断剂, 受体：,酚妥拉明1(主)、2 哌唑嗪1 育亨宾2,肾上腺素能受体阻断剂(续), 受体：,普萘洛尔受体；,丁氧胺2受体； 心得宁1受体,（三）氨基酸类递质,兴奋性递质：谷氨酸、门冬氨酸。 抑制性递质：r-氨基丁酸、甘氨酸。,谷氨酸受体,促离子型受体:KA, AMPA,NMDA 促代谢型受体,抑制性氨基酸受体,GABA,甘氨酸受体,（四）肽类：神经肽、阿片肽、脑-肠 肽等,（五）嘌呤类：腺苷、ATP。 （六）其他递质：NO、CO,第三节 反射活动的基本规律 一、反射是神经调节的基本方式 （一）反射基本过程,二、中枢神经元的联系方式,单线式联系,辐散和聚合式联系 连锁式与环式联系,三、中枢内兴奋传播的特征,1、单向传播 2、中枢延搁,3、总和和阻塞：空间、时间总,和，易化,4、兴奋节律的改变 5、后发放效应,6、兴奋可局限化和扩散,7、对内环境变化敏感和易疲劳,五、中枢抑制和易化,中枢抑制 中枢易化,1、突触后抑制 2、突触前抑制 1、突触后易化 2、突触前易化,1、突触后抑制, 传入侧支性抑制,生理意义：协调不同中枢的活动,1、突触后抑制,回返性抑制,生理意义：,及时终止运动神经元,的活动，,或使同一中枢内许多 神经元的活动同步化,2、突触前抑制,1）结构基础:轴突-轴突式突触,2、突触前抑制,概念：突触后神经元的抑制是由于改变 了突触前膜的活动而引起的，这种方式称 之。,2、突触前抑制,3）产生机制：轴突2 兴奋时，释放,GABA，作用于轴突1上GABA 受体，引起轴突 1Cl-电导增加，膜去极化，使传到轴突1的 动作电位幅度减小，时程缩短，轴突1末梢 释放递质减少，最终导致运动神经元产生的 EPSP减小。,六、中枢易化,中枢易化：突触后易化、突触前易化。 突触后易化：表现为EPSP 总和。,突触前易化：突触前膜动作电位时程延 长，使突触后膜上EPSP增大。,思考题,1.试述兴奋通过突触传递的过程。 2.兴奋性突触后电位产生机制。 3.试述中枢内兴奋传播的特征。,4.比较突触前抑制与突触后抑制的异同点。,中枢神经系统的功能,感觉分析,运动/姿势,内脏活动,睡眠/觉醒,脑的高级功能,第三十一章,神经系统的感觉功能,概,述,感觉的形成： 感受器或感觉器官：接受刺激 传入神经：传导兴奋 大脑皮层：整合，特定脑区,特定感觉,第一节 躯体感觉和内脏感觉,躯体感觉：触压觉，温度觉，痛觉,本体感觉,（位置觉和运动觉）,内脏感觉:内脏痛,牵涉痛,特殊感觉:视觉,听觉,平衡觉等,一、躯体感觉,（一）触-压觉感受器,触点：用纤细的毛轻触皮肤表面，只有 某些特殊点被触及才引起触觉,这些点 皮肤上触-压觉感受器呈点状分布， 分布的密度与感觉的敏感性成正比。,触觉阈：,引起触觉的最小压陷深度。,两点辨别阈：,将两个点状刺激同时或相继触及 皮肤,人体能够分辨出这两个刺激 点之间的最小距离。,触压觉感受器：,游离神经末梢、毛囊感受器、环层小体等,传入神经：有髓鞘轴突 适宜刺激：机械刺激,感受器产生兴奋的机制：,机械刺激，机械门控Na+通道开放，感受,器电位，动作电位。,（二）温度感受器 冷点：冷觉,热点：热觉,冷点 热点,（二）温度感受器,冷感受器：15 热感受器：40,当皮肤温度 45，热痛觉,皮肤温度在32-34，不产生温度感觉,热感受器：游离神经末梢，点状分布,传入神经：无髓鞘C类纤维传导,冷感受器：游离神经末梢，点状分布,传入神经：有髓A纤维,（三）痛觉,1.伤害性感受器分类与特征 特征：没有特定的适宜刺激,不易出现适应,伤害性感受器的分类,（1）机械伤害性感受器：,感受阈高，A和C纤维,（2）机械温度伤害性感受器：,中等机械和高温（40-51）刺激，,A传入纤维,（3）多觉型伤害性感受器： 机械，化学，热的伤害性刺激,伤害性感受器是游离神经末梢,传导痛觉的传入神经纤维有两类：,A有髓纤维,C类无髓纤维,快痛与慢痛,快痛：由 A类纤维传导的伤害性信息到达 大脑皮层后引起的痛觉。,特点：感觉敏锐，定位明确，发生快，消失也 快，不伴有情绪变化,快痛与慢痛,慢痛：由 C类纤维传导的伤害性信息到达 大脑皮层后引起的痛觉。,特点：感觉模糊，定位不精确，发生慢，消 失也慢，伴有明显的情绪变化,2. 致痛物质,（1）K+：从损伤组织细胞释放出来,直接,激活伤害性感受器,引起去极化.,（2）5-HT：从血小板和肥大细胞释放,通过5-HT1和5-HT2受体，使伤害性感受 器敏感化;通过5-HT3激活感觉神经元,2. 致痛物质,（3）缓激肽: 由损伤和炎症部位释放 很强的致痛物质。,（4）组胺：由肥大细胞释放,低浓度时引起痒的感觉, 高浓度时引起疼痛感觉.,(四)本体感觉,来自躯体深部的肌肉、肌腱和关节等处的 传入信息，对躯体的空间位置，姿势、运动 状态和运动方向产生感觉。,本体感觉的传入对躯体运动的控制有 重要作用.,本体感受器:,位于肌肉、肌腱和关节,肌梭 高尔基腱器官,鲁菲尼终末 环层小体,游离神经末梢,二、躯体感觉传入通路,(三级神经元接替),躯体感觉传入三级神经元接替,初级：后根神经节或脑干神经核,二级：脊髓后角或延髓薄束核,楔束核 三级：丘脑特异性感觉接替核,1、躯体痛觉、温度觉和粗触觉的 传导通路,(先交叉，后上行), 粗略触压觉（脊髓丘脑前束）, 温度觉、痛觉（脊髓丘脑侧束） 丘脑腹后外侧核,1、头面部痛觉、温度觉和触压觉 的传导通路,三叉神经节细胞,三叉神经脊束核（痛、温觉）,三叉神经脑桥核（触觉）,丘脑腹后内侧核,2.本体感觉和精细触压觉传导通路：,(先上行，后交叉) 脊神经节细胞, 薄束核、楔状核 丘脑腹后外侧核,三、大脑皮层感觉代表区,1、体表感觉代表区,1）第一感觉区：位于中央后回(3-2-1区),大脑皮层感觉区,第一感觉区（SI）投射特点, 交叉投射（头面部投射 - 双侧） 整体为倒置安排，头面部内部安,排为正立。, 投射区越大，感觉分辨精细程度,越高,2）第二感觉区（SII）, 部位:中央前回与岛叶之间 特点：, 空间分布正立 定位不清晰 双侧投射,2、本体感觉代表区,部位：中央前回（4区）,功能：产生本体 觉，并发出传出 运动指令,四、内脏感觉内脏痛,(一)内脏痛:,引起内脏痛的刺激: 脏器突然扩张 机械性牵拉 脏器缺血,内脏平滑肌痉挛,病理损伤：炎症、肿瘤、溃疡等,1、内脏痛特点：, 定位不准确：是最主要特点。 缓慢、持久。, 对牵拉、缺血、炎症敏感， 对切割、烧灼、电刺激不敏感 常伴随不愉快的情绪变化。,2.内脏痛的感