神经系统pp课件_1

Chapter 11 神经系统 the Nervous System,第一节 神经元和神经胶质细胞,一、神经元 (neuron) 1. 一般结构与功能 (structure & function) 2. 神经纤维 (nerve fiber),神经元的一般结构和功能,结构 胞体 轴突 树突 轴丘 终扣,神经元的分类,投射神经元：,中间神经元,神经元和神经纤维, 神经纤维分类, 影响兴奋传导速度的因素 (affecting factors) 直径 (diameter) 有无髓鞘以及髓鞘的厚度 (myelin sheath) 温度 (temperature), 兴奋传导 (conduction) 的特征 生理完整性 (integrality) 绝缘性 (isolated propagation) 双向性 (bidirectional propagation) 相对不疲劳性 (indefatigability), 轴浆运输 顺向轴浆运输 * 快速轴浆运输 (fast )：有膜囊泡 机制：驱动蛋白(kinesin) 与微管结合蛋白结合、解离、再结合 * 慢速轴浆运输 (slow)：微丝微管 逆向轴浆运输： NT、某些病毒和毒素、HRP等,神经的营养性作用 现象 切断、损伤后出现神经变性 (degeneration) 机制 轴浆运输 意义 脊髓灰质炎 等,第二节 神经元间的信息传递,信息间传递的两种方式 化学性的突触传递 经典突触传递 非突触性化学传递 *化学性突触传递特征 电突触传递 突触后电位 兴奋性突触后电位 抑制性突触后电位,一、经典的突触传递 (synaptic transmission) 1. 突触的概念和分类 一个神经元和另一个神经元相互接触并进行信息传递的部位。 主要： 轴-体、轴-树、轴-轴,Dendrite,Spine synapse,Shaft synapse,Axon,Axosomatic synapses,Axodendritic synapses,Axo-axonic synapse,2. 突触的微细结构 (microstructure) 突触前膜 (presynaptic membrane) 三类突触小泡(synaptic vesicle), 其他 突触间隙 (synaptic cleft) 宽2040 nm, 与细胞外液相通 突触后膜 (postsynaptic membrane) 激活区(active zone)、受体 (receptor),3. 突触传递的过程 (process) 突触前神经元兴奋突触前膜去极化 前膜电压门控Ca2+通道开放Ca2+内流 促进囊泡与突触前膜泊靠并融合 递质释放量子式释放 递质在突触间隙扩散并结合于突触后膜受体 后膜某些离子通道通透性 突触后电位(postsynaptic potential),4. 突触后电位 (postsynaptic potential) 兴奋性突触后电位(excitatory , EPSP) 性质：后膜去极化, 局部电位 实例：肌梭传入-脊髓运动神经元突触 机制：某种兴奋性递质突触后膜受体 Na+、Ca2+通道开放Na+、Ca2+ 内流局部后膜去极化,A membrane ion channel The properties: ion selectivity and gating., 抑制性突触后电位(inhibitory , IPSP) 性质：后膜超极化, 局部电位 实例：肌梭传入侧支-脊髓运动神经元联系 机制：某种抑制性递质突触后膜受体 Cl通道开放(也可有K+通道开放、Na+、 Ca2+通道关闭)Cl内流(也可能有K+外 流) 局部后膜超极化,A membrane ion channel The properties: ion selectivity and gating.,突触后神经元的兴奋和抑制 突触后电位的总和 突触后神经元的兴奋 突触后神经元的抑制,AP在突触后神经元的产生 nEPSP+mIPSP(总和)膜电位去极化 (70 mV52 mV)阈电位AP 首先产生AP的部位轴突始段 始段较细小, 跨膜电流密度较大 始段膜上电压门控Na+通道密度较大 然后传遍整个细胞膜 沿轴突末梢; 逆向胞体,中枢抑制,突触后抑制(postsynaptic inhibition) 传入侧支性抑制(afferent collateral ) 传入冲动中枢某一神经元EPSP, 通过侧支兴奋一抑制性中间神经元 另一神经元IPSP 意义：使不同中枢间活动协调, 回返性抑制(recorrent ) 某一中枢神经元兴奋发出传出冲动, 通过侧支兴奋一抑制性中间神经元 抑制原先发出传出冲动的神经元及 同一中枢的其他神经元使其产生IPSP 意义：使神经元活动及时终止; 同一中枢许多神经元同步活动 临床上破伤风症状与此有关。, 突触前抑制 (presynaptic inhibition) 结构基础：A-S和A-A式突触联合 性质：EPSP, 非IPSP, 传入通路中多见 机制：末梢B兴奋末梢A去极化 传到末梢A的AP 幅度进入末梢A 的Ca2+ 数量末梢A递质释放 运动神经元EPSP,二、非突触性化学传递 结构基础：曲张体(varicosity) 特点：无前膜与后膜之分, 支配为1 : n 距效应器远； 费时(1 s) 分布：神经-平滑肌和心肌接头 中枢单胺类纤维,化学性突触传递的特征 （中枢兴奋传布的特征） 单向传布 突触延搁 对内环境变化敏感和易疲劳 突触传递的可塑性,神经纤维传导和突触传递特征的比较,四、神经递质和受体 1. 神经递质(neurotransmitter) 概念：神经元合成的某种化学物质 末梢释放, 作用于受体, 产生突触 后电位 鉴定：须符合5个基本条件 调质(neuromodulator)的概念, 分类(classification)： 以化学性质分：胆碱类、胺类、氨基酸类、 肽类、嘌呤类、气体类、脂类等 递质共存(coexistence)： Dale原则须修正; 概念、举例和意义 代谢(metabolism)： 合成、贮存、释放、降解、再摄取,2. 受体(receptor) 概念：分布于细胞膜或细胞内 与某些物质特异结合, 产生效应 化学本质：带糖链的跨膜蛋白质 激动剂、拮抗剂和配体的概念 亚型: 使效应多样化 突触前受体(presynaptic receptor), 分类与激活机制 以递质化学性质分类 以受体激活机制分类 化学门控通道(chemically gated channel) G-蛋白耦联受体(G protein-coupled ) 受体的调节(regulation) 对数量(quantity)和亲和力(affinity)的调节 上调(up regulation) 下调(down regulation),神经递质受体 1.概念：,胆碱能受体(N、M) 肾上腺素能受体(、) 5-HT受体、氨基酸类受体等,与离子通道偶联受体 激活G蛋白和蛋白激酶途径受体,注：各类受体有亚型,激动剂：能与受体发生特异性结合并产生生物效应的化学物质。 拮抗剂：能与受体发生特异性结合不产生生物效应的化学物质。,配体,2.受体与配体结合的特性：特异性；饱和性；可逆性。,3.分类：,分布部位分：突触前受体、突触后受体,生物效应分：,结合递质分：,3. 主要的神经递质和受体系统 乙酰胆碱(acetylcholine, ACh)及其受体 胆碱能纤维 躯体运动神经纤维 所有自主神经节前纤维 多数副交感节后纤维 少数交感节后纤维：骨骼肌血管和汗腺, 胆碱能受体 M受体(muscarinic )：G-蛋白耦联受体 N受体(nicotinic )：化学门控通道 外周神经系统胆碱能受体的分布与拮抗剂, 去甲肾上腺素及其受体 (noradrenaline, NA or norepinephrine, NE) 肾上腺素能纤维 多数交感节后纤维：除骨骼肌血管、汗腺外 肾上腺素能受体：都是G-蛋白耦联受体 受体：1、2受体 受体：1、2、3受体,外周神经系统肾上腺素能受体的分布与拮抗剂, 肾上腺素及其受体 (adrenaline, Adr or epinephrine, E) 肾上腺素能神经元 仅分布于中枢, 主要位于延髓 C1：延髓头端腹外侧 C2：延髓背侧, 第脑室底迷走背核处 C3：延髓中缝背侧, 舌下神经起始部内侧 肾上腺素能受体：同去甲肾上腺素受体,3. 中枢神经元的联系(connection)方式 单线式(single-line) 联系 辐散式(divergence) 联系 可扩大作用空间范围, 多见于传入通路 聚合式(convergence) 联系 可引起突触后电位整合, 多见于传出通路 链锁状(chain circuit)联系可扩大空间范围 环状(recurrent circuit)联系 可构成正、负反馈, 及时终止或产生后放,三、电突触传递(electrical synaptic transmission) 结构基础：缝隙连接(gap junction) 结构特点：间隙小、膜不增厚、 两侧无囊泡, 有原生质相连, 有水相孔道 功能特点：允许带电小分子、局部电流通过 低电阻、快速、双向传导 分布：广泛, 主要在同类神经元之间 意义：有利于神经元的同步化活动,内外环境的各种变化,感受器,换能作用,神经冲动,传导路,大脑皮层,分析综合产生主观感觉,概 述 感觉:是人脑对客观事物的主观反映。,感觉产生过程:,第四节 感觉的形成,丘脑:是各种感觉(除嗅觉外)的总转换站。 丘脑投射系统：特异性和非特异性感觉投射系统。 内侧丘系：传导精细触觉、本体感觉。 脊髓丘脑侧束：传导痛觉、温觉。 脊髓丘脑前束：传导触觉、压觉。 传导路脊髓交叉：浅感觉先交叉后上行；深感觉先上行后交叉。 传导路三级换元：,一、感觉传导通路,(一)脊髓与脑干,(二)丘脑的主要核团,1.第一类细胞群=感觉接替核（特异性接替核）：腹后核的内侧部与外侧部，内、外膝状体。,功能特点：接受第二级感觉投射纤维，换元后投射到皮层特定感觉代表区(构成特异投射系统)，功能上具有点对点空间定位关系，引起特定感觉。,功能特点：接受脑干网状结构的上行纤维，换元后弥散地投射到皮层广泛区域(构成非特异投射系统)，功能上与维持和改变皮层兴奋状态有关。,3.第三类细胞群=髓板内核群（非特异性投射核）：束旁核、中央中核、中央外侧核。,功能特点：接受感觉接替核和其他皮层下中枢的纤维，换元后投射到皮层特定感觉代表区，功能上与各种感觉在丘脑和皮层水平的联系协调有关。,2.第二类细胞群=联络核：丘脑枕、丘脑前核、外侧腹核。,(三)感觉投射系统,1.特异性投射系统,3.两种投射系统组成、功能、特点比较,(见下页),由丘脑(第三类细胞群)弥散地投射到皮层广泛区域的N纤维。,2.非特异性投射系统,由丘脑(第一、二类细胞群)沿特定的途径点对点的投射至皮层特定感觉代表区的N纤维。,特异性投射系统,组 成,功 能,引起特定的感觉 激发皮层发出神经冲动,不引起特定的感觉 维持和改变大脑皮层的兴奋状态(上行激醒作用),非特异性投射系统,传入丘脑前沿特定途径 经丘脑第一、二类细胞群 丘脑-皮层的点对点投射纤维,传入丘脑前经脑干网状结构多次换N元 经丘脑第三类细胞群 丘脑-皮层的弥散投射纤维 网状结构内有上行激动系统,特 点,多次更N换元 投射区广泛(点对点关系) 易受药物影响（巴比妥类催眠药物的作用原理）,三次更换N元 投射区窄小(点对点关系) 功能依赖于非特异性投射系统的上行激醒作用,两 种 感 觉 投 射 系 统 的 比 较,特异投射系统和非特异投射系统的比较,4. 脑干网状结构上行激动系统 (ascending reticular activating system) 概念：部位+功能 部位：中脑头端网状结构 功能：上行唤醒作用 依据：刺激唤醒, 脑电呈去同步化快波 切断昏睡, 脑电呈同步化慢波 与非特异投射系统关系,上行激动系统: 指脑干网状结构向丘脑的上传的系统。 如果该系统功能,非洲睡眠病：蚊咬后慢慢睡死(解剖见病变在非特异性投射系统); 苏一患者除有一眼视觉外，无其它感觉，当遮其眼后，则慢慢睡了; 白天各种刺激上传觉醒 晚上各种刺激上传睡眠,应用催眠药、麻醉药)皮层由兴奋状态抑制状态。如：,(如,4. 痛觉(pain) 体表快痛(fast pain)和慢痛(slow pain) 痛感受器：游离神经末梢; 致痛物质 许多痛觉纤维投射到大脑皮层广泛区域,2. 内脏痛(visceral pain)的特点 定位不明确，弥散 发生缓慢, 持续时间长 对牵张刺激敏感, 对切割刺激不敏感 易产生不愉快的情绪, 常伴内脏活动改变 牵涉痛,3. 体腔壁痛(parietal pain) 4. 牵涉痛(referred pain) 概念：感觉在体表, 而实质是内脏痛 临床常见牵涉痛 机制：会聚学说(convergence theory) 易化学说(facilitation theory),第五节 躯体运动的调控,最后公路： 脊髓前角运动N元是躯体运动反射的最后公路。,躯体运动的分类： 反射运动 随意运动 节律性运动,运动控制系统 产生运动的中枢 调节运动的中枢,一、脊髓对躯体运动的调节 脊髓是完成躯体运动最基本的反射中枢。,脊 髓 前 角 运 动 N 元,皮层等高位中枢的下传信息,皮肤、肌肉、关节等传入信息,骨 骼 肌 纤 维,牵 张 反 射,(一)运动单位与最后公路的概念,最后公路,2.一个运动N元及其所支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为运动单位。, 最后公路的作用 整合各种神经冲动, 可 引发随意运动(voluntary movement) 调节姿势, 提供运动背景 协调肌群活动, 使运动平稳和精确 运动单位(motor unit) 概念: 1个运动神经元+所支配肌肉 大小: 不一(支配612根或2000根肌纤维) 分布: 肌纤维和其他单位的肌纤维交叉, 脊髓前角运动神经元(motor neuron) 运动神经元: 支配梭外肌 最后公路(final common path) 运动神经元: 支配梭内肌 递质为ACh, 兴奋性较高 主要功能是调节肌梭的敏感性 运动神经元: 支配梭内肌和梭外肌,感受装置肌梭,梭外肌：,肌 梭：内有二种感受器：,梭内肌：,与肌梭呈并联关系。,与肌梭呈串联关系。,环旋末梢：,N元支配,N元支配,花枝末梢：,是牵张反射的感受,装置，兴奋由Ia类N纤维传入。,可能与本体感觉有关，兴奋由类N纤维传入。,结构特点：,机能特点：,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌拉长,传入冲动,肌梭兴奋性,肌梭张力,梭外肌收缩,传入冲动,肌梭敏感性、兴奋性,牵拉肌梭环旋末梢,梭内肌收缩,N元兴奋,N元兴奋,叩击肌腱,N元兴奋梭外肌收缩对抗牵拉刺激。, 脊髓对躯体反射 肌牵张反射(postural reflex) 肌紧张是最简单的姿势反射 屈肌反射(flexor )和 对侧伸肌反射(crossed extensor reflex),肌牵张反射(stretch reflex) 类型(types)： 腱反射(tendon reflex), 快速, 位相性 肌紧张(muscle tonus), 持久, 紧张性 反射弧(reflex arc)： 感受器：肌梭(muscle spindle) 传入与传出：Ia、II类纤维; 、纤维 中枢与效应器：运动神经元; 梭外肌,肌牵张反射的类型： 腱反射(位相性牵张反射) : 指快速牵拉肌腱时发生的牵张反射。 如：膝跳反射、跟腱反射。,特点：,了解神经系统的某些功能状态。如果腱反射减弱或消失，常提示该反射弧的某个部分有损伤； 若腱反射亢进，说明控制脊髓的高级中枢的作用减弱。,意义：,腱反射是单突触反射，所以其反射时很短，耗时约0.7ms。,膝跳反射弧： 叩击肌腱 肌肉受到牵拉刺激 肌梭兴奋性 Ia类和类 N纤维传入 运动元兴奋 梭外肌收缩,肌紧张(紧张性牵张反射) ： 概念：指缓慢而持续地牵拉肌腱时所引起的牵张反射。,对抗肌肉的牵拉以维持身体的姿势，是一切躯体运动的基础。 如果破坏肌紧张的反射弧，可出现肌张力的减弱或消失，表现为肌肉松弛，因而无法维持身体的正常姿势。,意义：,肌紧张属于多突触反射。 无明显的运动表现，骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态。,特点：,肌紧张机制:,梭外肌收缩,运动N元兴奋,肌梭的 敏感性兴奋性,持续轻微 牵拉伸肌,梭内肌收缩,运动N元兴奋,高位中枢下传冲动,重力作用,骨骼肌处于持续地轻微的收缩状态, 环,环？ 环的意义：使肌肉维持于缩短状态。 脑干某些中枢调节肌紧张是通过兴奋环实现的。,腱器官 (tendon organ) 与肌梭的比较,屈反射（flexion reflex）,（三）.屈反射与交叉伸肌反射,概念：,屈反射使肢体离开伤害性刺激，具有保护性意义。,意义：,受到伤害刺激一侧肢体的屈肌收缩、伸肌舒张，使该肢体屈曲的反射。,交叉伸肌反射 （crossedextensor reflex）,概念：,对侧肢体的伸直，防止歪倒，以维持身体姿势的平衡。,意义：,受到伤害刺激一侧肢体屈曲的同时，对侧肢体出现伸直的反射活动。,脊休克(spinal shock） 概念:指脊髓与高位中枢离断(脊动物)时，横断面以下脊髓的反射功能暂时消失的现象。 主要表现:横断面以下脊髓所支配的骨骼肌紧张性减弱甚至消失，外周血管扩张，血压降低，出汗被抑制，直肠和膀胱中粪、尿潴留等。,上述表现是暂时的，脊髓反射可逐渐恢复: 恢复的快慢与种族进化程度有关: 低等动物恢复快，高等动物恢复慢。如蛙仅数分钟，狗需数天，人则需要数周至数月才能逐渐恢复。 恢复的快慢与反射弧的复杂程度有关：简单的反射先恢复(如屈反射、腱反射等)；复杂的反射后恢复(如对侧伸反射等)。 人类发生脊休克恢复后，排便排尿反射由原先的潴留变为失禁。,特点：, 脊休克(spinal shock) 表现：离断面下运动、感觉、内脏活动 恢复：随意运动、知觉永久丧失, 反射可恢复 恢复速度与动物进化程度有关 简单和原始的先恢复, 复杂的后恢复 表明：脊髓能完成某些简单反射 正常时在高位中枢控制下活动,2. 脑干对肌紧张和姿势的调节 脑干对肌紧张的调节 去大脑僵直(decerebrate rigidity) 中脑上下丘之间切断脑干 四肢伸直, 坚硬如柱, 头尾昂起, 脊柱挺硬 抗重力肌(在人是伸肌)肌紧张亢进 可为切断相应脊髓背根而消除 去皮层僵直(decorticate rigidity),脑干网状结构抑制区和易化区对肌紧张的调节,抑 制 区,易 化 区,网状结构背外侧部 (包括中脑背盖),网状结构内侧尾部,部 位,前庭核、小脑前叶两侧 (与易化区构成易化系统),大脑皮层运动区、 纹状体、小脑前叶引部 (与抑制区构成抑制系统),上级中枢,下传通路,作 用,特 点,正常情况下活动较强, 在肌紧张的平衡调节中占优势,正常情况下活动较弱,网状脊髓束 抑制N元兴奋性 肌梭敏感性 肌紧张和肌运动,网状脊髓束 加强N元兴奋性 肌梭敏感性 肌紧张和肌运动,去大脑僵直的发生机制：,临床:中脑受压(血肿、肿瘤)、病毒性脑炎,也可出现类似去大脑僵直现象。,是因为较多的抑制系统被切除，特别是来自皮层和纹状体等部位的抑制性联系，造成脑干网状结构抑制区和易化区之间的失衡，易化区的活动明显占优势的结果。,肌紧张过少而运动过多综合征 肌紧张过少而运动过多综合征 病症 如舞蹈病和手足徐动症等 表现 肌紧张减低， 头部和上肢不自主的舞蹈样动作 病变 纹状体 机制 胆碱能N元功能 和GABA能N元功能 黑质内多巴胺能N元功能相对亢进 随意运动 治疗 耗竭多巴胺递质 的药物(如利血平),抑制纹状体胆碱能 递质系统作用,肌张力,多巴胺递质,促进多巴胺合成药物(左旋多巴),阻断乙酰胆碱药物 (阿托品等),黑质,静止性震颤 随意运动，肌紧张,如震颤麻痹(帕金森氏病),一、自主神经系统的功能 1. 交感和副交感神经的结构特征,第六节 神经系统对内脏活动的调节,交感神经系统和副交感神经分布的区别,脊髓骶段（24节）侧角,（皮肤和肌肉的血管、汗腺、竖毛肌、 肾上腺髓质只有交感神经支配）,(几乎所有脏器),N 纤维长度 节前 节后 节前 节后,节前节后11117 节前节后12,纤维数量比,支配的效应器 较 广 泛 较 局 限,神经节位置 离效应器远 离效应器近或在效应器壁内,T1L3灰质侧角 脑干（、对脑神经）,中枢部位 （中间） （两端）,特 征 交感神经系统 副交感神经系统,释放递质,节前纤维为ACh,节前、节后纤维皆为ACh,少部分节前纤维为ACh,大部分节前纤维为NE,交感神经与副交感神经的功能特点： 1.对同一效应器多数内脏器官为双重支配。 个别例外： 2.二者作用是相互拮抗的。 个别例外： 3.二者的紧张性作用在不同状态下不同。 剧烈活动时： 安静状态下：,如汗腺、肾上腺髓质、皮肤和肌肉的血管 平滑肌只接受交感神经支配。,如对唾液腺，二者均促进其分泌， 交感神经促进分泌的唾液量少而粘稠， 副交感神经使其分泌的唾液量多而稀薄。,交感神经活动占优势，,副交感神经活动就占优势。,4、二者对整体生理功能调节不同。,副交感神经系统的作用范围较小，其作用是促进消化吸收、积蓄能量及加强排泄和生殖功能能量储备系统。 副交感神经系统活动增强时，常伴有胰岛素分泌增多，所以称这一活动系统为迷走胰岛素系统。,交感神经系统的作用范围较广泛，其作用是使机体迅速适应环境的急剧变化能量动员系统 。 交感神经系统活动增强时，常伴有肾上腺素分泌增多，故称这一活动系统为交感肾上腺素系统。,少部交感节后纤维： 肌肉舒血管纤维、汗腺、胰岛和内脏舒血管纤维、子宫。,胆碱能纤维:,交感神经系统和副交感神经释放的纤维分类,肾上腺素能纤维： 绝大部交感节后纤维。,全部副交感节后纤维； 全部自主节前纤维； 躯体运动；,嘌呤能或肽能纤维：,胃肠道的壁内神经丛。,二、 自主神经系统的主要功能,代谢 促进糖元分解， 促进胰岛素分泌 促进肾上腺髓质分泌,器官 交感神经 副交感神经,循环 心跳加强加快 心跳减弱减慢 大部血管缩 部分血管舒 (腹腔内脏、皮肤、 外生殖器等) （软脑膜、外生殖器血管等） 肌肉血管可收缩(NE能)或舒张(Ach能),消化 分泌粘稠唾液，抑制胃肠运动 分泌稀薄唾液，促进胃肠运动 抑制胆囊收缩，促进括约肌收缩 促进胆囊收缩，使括约肌舒张,呼吸 支气管平滑肌舒 支气管平滑肌缩，粘液分泌,促进胃液及胰液分泌,泌尿 逼尿肌舒，括约肌缩， 逼尿肌缩，括约肌舒,生殖 怀孕子宫缩，未孕子宫舒,眼 瞳孔扩大，睫状肌松弛 瞳孔缩小，睫状肌缩，,促进泪腺分泌,皮肤 竖毛肌收缩，汗腺分泌,三、自主神经系统的受体 分 胆 碱 能 受 体 肾 上 腺 素能 受 体 类 （1、2） （1、2） （1、2） *副交感节后 1:N节内 1:交感节后 1:心脏 分 纤维效应器 突触后膜 效应器 传导系统 *交感节后的 2: N-M 2:突触前膜 2:平滑肌 布 胆碱能纤维 接头后膜 效应器 心跳 骨骼肌缩 以