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Thefunctionofnervoussystem 第十章 神经系统的功能 THIRDMILITARYMEDICALUNIVERSITYCOLLEGEOFBASICMEDICALSCIENCES zhangjun Tel 775266 使用教材 生理学 人卫出版社 第7版 2008年参考资料 Guyton Hall MedicalPhysiology 第10版推荐网站 生理学教研室教学网站 192 168 14 20 jswz asp DeptPhysiology TMMU DeptPhysiology TMMU 中枢神经系统 包括脑 主要为大脑 小脑和脑干 和脊髓两个部分 周围 外周 神经系统 指脑和脊髓以外的神经细胞和神经 其中主要的神经为颅神经和脊神经 神经系统 包括中枢神经系统和周围 外周 神经系统两个部分 神经元突触传递 神经元传递信息的方式反射活动 神经系统功能活动的基本形式 本次授课内容 第一节神经系统功能活动的基本原理 重点 神经元的结构功能纤维的传导功能轴浆运输神经的营养作用 重点 突触传递过程突触后电位中枢神经递质难点 突触后电位的机制 重点 中枢兴奋传播的特征中枢抑制难点 突触前抑制的机制 神经元和胶质细胞 突触传递 反射活动基本规律 一 神经元 Neuron 一 神经元的结构和功能 胞体树突轴突末梢 接受 整合信息接受 传导信息传导信息递质释放 其他功能 神经营养 结构 功能 完整性绝缘性双向性相对不疲劳性 二 神经纤维的兴奋传导功能和分类 有髓纤维 无髓纤维与直径呈正比传导速度 s 6 直径温度升高 加快降低 减慢 低温麻醉 ABC 三 神经纤维的轴浆运输 axoplasmictransport DeptPhysiology TMMU DeptPhysiology TMMU 顺向快速运输的机制 通过一种类似于肌球蛋白的驱动蛋白 kinesin 实现的 DeptPhysiology TMMU 辣根过氧化物酶 horseradishperoxidase HRP 可被逆向运输 因而在神经科学研究中可用作示踪剂 神经末梢释放一些营养因子 可持续调节所支配组织的代谢活动 影响其结构 生化和生理 四 神经的营养性作用 trophicaction DeptPhysiology TMMU 神经营养不足或过剩 导致所支配组织代谢紊乱 脊髓灰质炎破坏运动神经元小儿麻痹症 NGF BDNF NT 3 NT 4 5 NT 6 五 神经营养因子 neurotrophin NT 二 神经胶质细胞 一 胶质细胞的分类 DeptPhysiology TMMU 支持和引导神经元迁移 1 修复和再生作用 2 物质代谢和营养性作用 3 绝缘和屏障作用 4 维持合适的离子浓度 5 摄取和分泌神经递质 6 二 胶质细胞的功能 稳定细胞外的K 浓度 星形胶质细胞膜上的钠泵活动可将细胞外过多的K 泵入胞内 并通过缝隙连接将其分散到其他胶质细胞 以维持细胞外合适的K 浓度 有助于神经元电活动的正常进行 当胶质细胞增生而发生疤痕变化时 其泵K 的能力减弱 可导致细胞外高K 使神经元的兴奋性增高 从而形成局部癫痫病灶 一 突触的概念和分类 化学性突触 电突触 三 突触 Synapse 传递 1 突触的概念 2 突触的分类 神经元间紧密接触并进行信息传递的部位 定向突触非定向突触 前膜 突触递质小泡间隙 20 40nm后膜 上有受体 二 经典化学突触的传递 1 突触的微细结构 突触囊泡的类型 小而清亮透明的囊泡 内含乙酰胆碱或氨基酸类递质 小而具有致密中心的囊泡 内含儿茶酚胺类递质 大而具有致密中心的囊泡 内含神经肽类递质 小而清亮的囊泡 大而致密的囊泡 轴 树突触 2 经典化学突触的分类 按神经元接触部位 轴 轴突触 轴 体突触 按组合形式 蛋白 AP 突触后膜 突触前神经元 突触间隙 突触小泡 电压门控Ca2 通道 Ca2 Ca2 内流 突触前动作电位 神经递质释放 突触后受体变构离子通道开放 突触后电位变化 3 突触传递过程 电 化学 电 4 突触后电位 1 兴奋性突触后电位Excitatorypostsynapticpotential EPSP 突触前轴突末梢AP 兴奋性递质释放 递质与后膜受体结合 后膜离子通道开放 EPSP Na 内流 K 外流 Ca2 内流 去极化 2 抑制性突触后电位Inhibitorypostsynapticpotential IPSP 突触前轴突末梢AP 抑制性递质释放 递质与后膜受体结合 后膜离子通道开放 IPSP Cl 内流 K 外流 Ca2 内流 超极化 5 对内环境变化敏感 3 突触疲劳 4 突触传递的总和 2 突触延搁 1 单向传递 5 突触传递的特点 中枢兴奋传播的特征 定义 电 化学 电突触传递耗时相对较多的现象 突触前 突触后 6 影响突触传递的因素 1 影响递质释放的因素Ca2 突触前动作电位的频率和幅度 突触前受体 破伤风毒素 肉毒梭菌毒素 2 影响已释放递质的清除利舍平 有机磷农药 新斯的明 3 影响受体的因素上调 下调和阻断 筒箭毒 7 突触的可塑性 Plastcity 1 强直后增强 posttetanicpotentiation 高频刺激后 突触后电位持续增大 2 习惯化 habituation 和敏感化 sensitization 3 长时程增强 long termpotentiation LTP 和长时程抑制 long termdrepression LTD 强直后增强 posttetanicpotentiation 连续刺激运动神经元轴突 可使得 1 蓝框 骨骼肌细胞的EPP首先出现易化和压抑 2 红框 刺激中断之后 单脉冲刺激引起的EPP幅度加大 强直后增强 习惯化 habituation 习惯化和敏感化测试的实验模型 由诺贝尔生理学和医学奖获得者EricR Kandel用海兔及其缩腮反射所创立 敏感化 sensitization 一次刺激 伤害性刺激 使突触对原有刺激 非伤害性刺激 的反应增强和延长 传递效率提高的现象 三 非定向突触传递 1 结构基础曲张体 varicosity 递质囊泡2 传递过程经组织液扩散到临近的效应器上 1 结构基础缝隙连接 gapjunction 2 传递过程电 电 局部电流方式 3 传递特征双向性速度快无潜伏期 四 电突触传递 突触前末梢释放 特异性地作用于突触后神经元或效应器上的受体 引致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质 一 神经递质 Neurotransmitter 神经调质Neuromodulator由神经元产生 存在于神经系统 调节信息传递的效率 改变递质的效应的化学物质 四 神经递质和受体 Experiment 1921Theideaforthefamousheartexperimentcametomydreams OttoLoewi s 1873 1961 历史 1998年诺贝尔生理或医学奖授予了三位美国科学家 因为他们发现硝酸甘油及其他有机硝酸酯可释放一氧化氮气体 而后者则能扩张血管平滑肌从而使血管舒张 DeptPhysiology TMMU 罗伯特 F 弗奇戈特路易斯 J 伊格纳罗弗里德 穆拉德 突触前合成酶 贮存于囊泡可释放 NO CO除外 作用突触后受体发生生理效应 失活酶或重摄取 激动剂和拮抗剂 1 递质的判断标准 2 递质和调质的分类 为一类物质的总称 一个神经元含有两种或以上的神经递质或调质 3 递质共存 neurotransmitterco existence 递质共存的意义 使神经元可以通过两种递质的释放来协调某种生理活动 猫唾液腺的神经支配和递质共存现象及其作用 交感神经所含的NE有促进唾液分泌和减少血供的作用 而神经肽Y NPY 主要减少血供 两者共同作用可使唾液腺分泌少量而黏稠的唾液 副交感神经所含的ACh能引起唾液分泌 而血管活性肠肽 VIP 可舒张血管 增加唾液腺的血供 两者共同作用可引起唾液腺分泌大量而稀薄的唾液 4 递质的代谢 基本过程合成 储存 运输 释放 消除消除方式降解 酶促降解重摄取 突触前和胶质细胞 膜转运体 细胞膜或细胞内能与某些化学物质 递质 调质 激素 特异性结合并产生生物效应的特殊分子 二 受体 Receptor 1 受体的概念 激动剂 agonist 能与受体发生特异性结合并产生生物学效应的化学物质 拮抗剂 antagonist 与受体发生特异性结合但不产生生物学效应的化学物质 受体亚型 subtype 突触前受体 presynapticreceptor 受体的作用机制 G蛋白耦联受体和离子通道型受体 2 受体相关概念 G蛋白耦联受体 如多巴胺 DA 受体 FLASH 离子通道型受体 如 氨基丁酸 GABA 受体 FLASH DeptPhysiology TMMU 3 受体的调节 数量和亲和力受体的上调 upregulation 递质分泌不足时受体的下调 downregulation 递质释放过多时受体的内化 internalization 受体蛋白内吞入胞 DeptPhysiology TMMU 三 主要的递质和受体系统1 乙酰胆碱及其受体 胆碱能神经元 以ACh为递质的神经元分布 脊髓前角运动神经元 脑干网状结构上行系统 乙酰胆碱 胆碱能纤维 以ACh为递质的神经纤维分布 运动神经纤维 所有自主神经节前纤维 大多数副交感神经节后纤维 M受体作用机制G 蛋白偶联受体 以cAMP IP3和DG为第二信使效应毒蕈碱样作用阻断剂阿托品N受体亚型N1 神经元型烟碱受体 N2 肌肉型烟碱受体 分布自主神经突触后膜和神经 肌肉接头的终板作用烟碱样作用阻断剂N1受体 六烃季铵N2受体 十烃季铵N1 N2受体 筒箭 DeptPhysiology TMMU 一 中毒原因 DeptPhysiology TMMU 小知识有机磷类中毒 军事毒剂 化学武器 自杀意图 易于购得 小孩误食 保存不当及易取得 市场上销售品种繁杂 慢性暴露 农业上的大量使用 二 中毒机制体内有二种AChE 在红细胞上的称为Truecholinesterase 在血清中的称为Pseudocholinesterase1 上述AChE皆可与有机磷结合2 有机磷与AChE结合 ACh不被水解 造成overactivity DeptPhysiology TMMU 三 有机磷中毒临床表现 DeptPhysiology TMMU M受体过度激活 呼吸系统胸闷气促分泌增加 消化系统恶心呕吐腹痛 外分泌腺流汗流泪流口水 心血管系统心博过缓血压下降 泌尿系统尿频小便失禁 DeptPhysiology TMMU N受体过度激活 心血管系统苍白心博过速血压上升 骨骼肌肌肉颤动抽搐无力麻痹 四 有机磷中毒的诊断临床症状表现血清中AChE減少对于Anticholinergic药物的治疗有反应 DeptPhysiology TMMU 三项综合 如何处置 讨论 DeptPhysiology TMMU 给予抗胆碱药物 监测呼吸功能 作动脉血分析 意识不清之病人须插管 保护呼吸道 抽吸分泌物 去除毒物 洗胃 2 去甲肾上腺素 NE 和肾上腺素 A 及其受体 合成 去甲肾上腺素能神经元 分布 低位脑干尤其是脑干网状结构 蓝斑 延髓 肾上腺素能神经元 分布 延髓 DeptPhysiology TMMU 阿替洛尔美托洛尔 心得乐 育亨宾 哌唑嗪 心得安 酚妥拉明 1 2 1 3 2 肾上腺素能受体 DeptPhysiology TMMU 肾上腺素能受体的分布及作用 受体 受体 受体 皮肤 胃肠 肾的血管平滑肌 骨骼肌和肝脏的血管平滑肌 DeptPhysiology TMMU DeptPhysiology TMMU 受体 平滑肌 除小肠 兴奋 收缩 1受体 心肌兴奋 2受体 平滑肌抑制 舒张 3受体 脂肪分解 NE 3 多巴胺及其受体 DeptPhysiology TMMU 分布 受体 作用 黑质一纹状体中脑边缘系统结节 漏斗部 D1 D5 躯体运动精神情绪活动垂体内分泌功能心血管活动 4 5 HT及其受体 5 氨基酸类及其受体 1 兴奋性氨基酸分布 大脑皮层 脊髓背侧受体 促离子型受体KA受体AMPA受体NMDA受体促代谢型受体 DeptPhysiology TMMU 2 抑制性氨基酸 GABA分布 大脑皮层 小脑皮层受体 促离子型受体GABAA受体促代谢型受体GABAB受体 一 反射与反射弧 四 反射弧中枢部分的活动规律 2 反射弧 reflexarc 的构成 在中枢神经系统的参与下 机体对刺激产生的规律性反应 感受器 传入神经 中枢 传出神经 效应器 1 反射 reflex 二 反射的中枢控制 单突触反射 monosynapticreflex 多突触反射 polysynapticreflex 反射活动的中枢整合 腱反射 单突触 三 中枢神经元的联系方式传入神经元 中间神经元和传出神经元 突触传递过程神经冲动 轴突末梢 突触前膜去极化 Ca2 通透 Ca2 进入突触小体 突触小泡向膜靠近 融合 释放介质 与受体结合 变构 离子通透 后膜兴奋或抑制 5 对内环境变化敏感性 4 节律的改变和后发放 3 突触传递的总和 2 中枢延搁 1 单向传递 四 中枢兴奋传播的特征 由突触的结构决定递质由突触前膜释放突触前神经末梢 突触后神经元 兴奋通过突触需消耗一定时间0 30 0 50ms这段时间发生了什么 代谢的变化离子浓度的改变神经递质失活障碍神经递质和受体结合障碍 1 突触后抑制 postsynapticinhibition 五 中枢抑制 1 交互抑制 reciprocalinhibition 2 回返抑制 recurrentinhibition 由抑制性中间神经元的轴突末梢释放抑制性递质 在突触后神经元产生IPSP 使之发生抑制 1 交互抑制 通过兴奋中枢抑制性中间神经元的而引起 意义 保证反射活动的协调性 2 回返抑制 兴奋发出后 通过反馈回路 使原先发出冲动的神经元或邻近神经元的活动减弱或停止 意义 运动或反射的及时终止 2 突触前抑制 机制 轴B兴奋释放递质 GABA 轴A部分去极化 轴A产生AP幅度 轴ACa2 内流量 轴A释放递质量 胞CEPSP幅度 特征 是去极化抑制 突触前和突触后抑制的比较 3 突触后易化 postsynapticfacilitation 表现为突触后膜的EPSP总和对兴奋性突触传递的容易化 4 突触前易化 与突触前抑制具有相同的结构基础 神经元之间的信息传递发生在突触 突触有化学突触和电突触两种类型 经典化学突触传递是电 化学 电过程 即突触前兴奋 AP 引起钙离子内流而使突触小泡释放神经递质 与突触后膜上的受体结合后产生突触后电位 EPSP IPSP 经总和而使突触后细胞产生兴奋或抑制 突触传递具有 单延疲总敏 的特征 Summary 神经递质是由突触前末梢释放 特异地作用于突触后神经元上的受体 引致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质 ACh NE E是重要的神经递质 其受体具有多种类型 分布广泛 中枢抑制是反射弧对调节输入信息的方式 有突触前抑制和突触后抑制 突触前抑制的本质是去极化抑制 突触后抑制有交互抑制和回返抑制 突触传递过程如何 有何特点 简述神经递质的标准 中枢抑制有哪几种方式 各有什么生理意义 复习思