动物学-4.5. 动物的神经调节

4 动物体的生命活动,对生命活动的调节迅速、准确，是动物体内最复杂的结构。 可以感受外界刺激、调节动物运动，协调有机体的活动，使动物有学习、记忆和复 杂的行为。 直接调节各器官系统活动，同时对动物内 分泌腺有很大影响。,4.5 动物的神经调节,4.5.1.1 神经元神经元是由细胞体和从细胞体延伸出的，通到其他神 经原或效应器的突起组成，是神经系统的基本结构和功能单位。内有细胞核、线粒体、高尔基体、尼氏体等,4.5.1 神经元的基本结构 和作用机制,树突和轴突树突：短而多分支，每支都可再分支成小灌木状。树突及神经元细胞体的表膜都有能够通过棘状突起接受刺激。棘状突起与其他神经元的轴突相接连，刺激通过树突传入。,轴突：从胞体伸出，每神经元一个。轴突分支末端膨大，可与肌肉等效应器或其他神经元的树突相连。外包有施旺细胞（神经膜细胞或神经膜），保护轴突。当神经纤维受到损伤，由于包有施旺细胞，细胞体能生出新的轴突。轴突功能：将从树突和细胞表面传入的神经冲动传出到其他神经元或效应器。,施旺细胞和轴突间常有一髓鞘（包在轴突外，从施旺细胞发育来，是施旺细胞的一部分，主要成分是磷脂，有绝缘并增进神经传导的作用。 神经膜（轴突的外膜，施旺细胞最外面有核的部分）。 一条轴突上顺序围绕着多个施旺细胞。 郎飞氏结（两施旺细胞间的 横缢）。中枢神经系统中的髓鞘由神经胶质细胞 构成，非施旺细胞构成，固脑和脊髓中 的神经细胞没有神经膜。 神经胶质细胞将神经细胞包起来，起对 神经细胞的营养、神经递质的代谢、以 及对受损神经细胞的修复和再生等作 用。,4.5.1.2 反射弧接受刺激到发出反应的全部神经传导过程，神经系统作用的基本单位。 感觉神经元效应细胞 （感觉神经元接受刺激，神经纤维传递冲动，效应器作出反应） 感受器效应器（至少经过感觉神经、中间神经元、运动神经三个神经元） 感受器：接受刺激的器官或细胞 效应器：发出反应的器官或细胞。,4.5.1.3 神经的冲动与传导神经冲动的实质是神经膜产生的电信号膜电位细胞膜内外存在的电位差。内侧的细胞膜带负电，另一侧细胞膜带正电。神经细胞及周围体液间存在离子浓度的差。静息状态：膜上钾离子通道开放，细胞内钾离子的浓度比细胞外高，钠离子的浓度比细胞外的低。,细胞膜对钾离子的通透性比对钠离子的大，而细胞内某些蛋白质和有机磷酸化合物等有机大分子形成的负离子，则由于分子大而不能通过膜，使膜内的负电位更强。这种膜内的负电位加强的状况直到能阻止钾离子的净外流为止静息状态（没有神经冲动时）：膜内电位低于膜外，即静息膜电位（膜外+，膜内-），膜处于极化状态。膜上某处给予刺激，极化状态被破坏（去极化），短时间膜内电位高于膜外（膜外-，膜内+ ），形成反极化状态。短时间内又会恢复极化状态。极化状态、去极化、反极化、复极化数毫秒。,动作电位的产生动作电位：神经细胞膜上的离子通道随着膜的电位变化而开闭，形成周期性的电位变化。Na+通道被激活 Na+大量流向膜内(膜两侧的静息电位差减小，极化状态倒转，直到膜内的正电位足以阻止Na+继续流入）K+通道被激活 K+外流增多（利于膜激化状态恢复，膜电位又恢复到原静息电位水平）K+通道比Na+通道的激活稍慢。,神经冲动的传导：动作电位能够沿一定方向传播无髓鞘神经：膜的活动区与静息区间有局部电流产生，可使动作电位前沿的膜电位发生去极化，使动作电位不断向前推移，神经冲动得到传导。,神经冲动的传导：动作电位能够沿一定方向传播无髓鞘神经：膜的活动区与静息区间有局部电流产生，可使动作电位前沿的膜电位发生去极化，使动作电位不断向前推移，神经冲动得到传导。有髓鞘神经：郎飞氏结处没有髓鞘，动作电位只在没有髓鞘的郎飞氏结处发生。冲动传导从一个郎飞氏结跳到下一个郎飞氏结，这种传导的速度快得多，所需能量只需前者的/5000。,突触传递：突触：轴突分支的未端膨大，可与其他神经元的树突、胞体表膜形成的接点。突触可以在两个神经元之间的任何部位形成。突触前细胞：轴突传导动作电位的神经细胞。 突触后细胞：突触接点的另一个细胞。突触前膜内有很多小泡，称为突触小泡。突触后膜内没有突触小泡。中枢神经系统内有的神经细胞体80%的面积被突触覆盖。,突触可以根据神经冲动通过方式的不同，分为电突触和化学突触两种。电突触的特点：轴突末端和另一神经元的表膜之间以不足 nm通过，传导没有方向（形成电突触的两个神经元的任何一个发生冲动，都可以通过电突触传递给另一个）,化学突触的特点：两个神经元之间有20-50nm的间隙，突触前膜和突触后膜的间隙比电突触大很多，神经冲动只有在神经递质参与下才能通过。乙酰胆碱（ acetylcholine，Ach）是最普通的神经递质，与突触后膜上的受体蛋白结合后，突触后的神经才能去极化而发生兴奋。,4.5.1.1 无脊椎动物的神经系统单细胞原生动物没有神经系统，但存在有多种神经肽腔肠动物出现网状神经系统扁形动物出现原始的中枢神经系统,4.5.2 神经系统,4.5.1.2 脊椎动物的神经系统神经系统高度集中，脑为中枢神经系统。从脑发出的脑神经和从脊髓伸出的脊神经属于周围神经系统。,中枢神经系统A 脑脑的分化：神经管膨大 前脑、中脑、菱脑 端脑（大脑）、间脑、中脑、小脑、延脑,脑皮的演化：古脑皮-原脑皮-新脑皮古脑皮：原始类型，灰质于内近脑室处，白质在外 原脑皮：肺鱼与两栖类，灰质为古脑皮、原脑皮、纹状体新脑皮：爬行类，神经原数目大增，排列表层，形成高级神经活动中枢，古脑皮，原脑皮，纹状体成为低级中枢。,B 脊髓功能：传导冲动、实现反射灰质：神经细胞体、树突、突触、神经胶质白质：轴突,周围神经系统中枢神经系统与身体各部位间的神经联系起来的神经（从脑和脊髓伸出的成对神经、支配 内脏器官的植物神经）。周围神经系统的胞体一般都在中枢神经系统的脑和脊髓内，或位于脊髓外面的脊神经节。 A 脑神经B 脊神经,植物神经系统（自主神经系统）特点：A 不受意志支配 B 每一脏器同时接受交感神经和副交感神经的控制，而作 用相反。,交感神经副交感神经,支配内脏器官的活动保持正常的生理机能（调节血压、心率、体温等）,4.6 动物的激素、分泌和调控,激素（hormone）：概念：由生物体的内分泌系统产生的，通过体液运送到特定作用 部位，从而引起特殊效应（调 节控制各种物质代谢或生理 功能）的微量有 机化合物。特点：由内分泌系统分泌、种类多、特异性强、既受神经系统制 约，又作用于神经系统,内分泌系统（Endocrine System）：组成：内分泌器官（内分泌腺） 内分泌细胞团块 散在的内分泌细胞特点：没有导管，分泌物通过体液运输到靶器官 由排列成团、索或囊泡的腺细胞组成 其间分布丰富的毛细血管或毛细淋巴管 体积小，功能重要 其分泌活动在神经系统的控制下进行（神 经体液调节） 具有自我调节功能,概念：在无脊椎动物中广泛存在，由神经系统或内分泌腺分泌，类似于脊椎动物激素的一类微量有机化合物低等无脊椎动物腔肠动物扁形动物：涡虫性成熟试验高等无脊椎动物软体动物环节动物：脑神经节分泌激素沙蚕生长再生节肢动物：眼柄神经组织-色素细胞、昆虫变态棘皮动物,4.6.1 无脊椎动物的激素,昆虫变态的激素及调控,4.6.2 脊椎动物的内分泌腺和激素,人体主要内分泌腺的分布,位置：大脑两半球和间脑的交接处。组成： 连接于第三脑室顶后端的卵形小体，七鳃鳗的松果 体还保留着眼的形态。褪黑激素（Melatonin Melatonin） 影响色素沉着，可使色素细胞中的色素颗粒集中，使皮肤颜色减退。褪黑激素是和黑素细胞激素的作用相反的激素。昼夜的周期变化影响褪黑激素的分泌。,4.6.2.1 松果体（Pineal Body ）,美国：专家忠告，中老年不必长期服用褪黑素德国：权威实验证实，褪黑素抑制性腺发育英国：国防部赞助的试验证实褪黑素不仅不能治疗失眠，反而对人体有害治疗失眠，反而对人体有害冰岛：褪黑素被认为是冬季忧郁症的祸首挪威：褪黑素倒时差的功效被证实无效切权威的内分泌专著：褪黑素功能不确切,“脑白金脑白金”引发的争议,位置： 位于间脑底视神经交叉的后方组成： 腺垂体（垂体前叶）和神经垂体（垂体后叶）组成。腺垂体源于原始口腔的顶部突起，神经垂体源于间脑底部向下的突出。,4.6.2.2 脑下垂体（Pituitary Gland）,腺垂体由调控其他内分泌腺的功能，是内分泌系统的核心。人的内腺垂体能分泌多种激素（1）生长激素（Growth Hormone, GH）功能：影响中间代谢和能量代谢 促进蛋白质的合成 增加重要元素的摄取 促进生长，使代谢保持年轻异常：儿童期：缺乏侏儒症；过多巨人症 成年后：过多肢端肥大症调控：受下丘脑促生长素释放激素（促进分泌）与生长激素释放抑 制激素（抑制分泌）的双重调节。,（2）催乳激素（Prolactin, PRL）：有多方面作用，可促进乳腺的生长和刺激乳腺分泌乳汁，对于兽类和人体的生长、生殖等机能均有调节作用。（3）促激素（Tropic Hormones）：腺垂体分泌的多种激素的统称，可控制其它内分泌器官。促甲状腺激素(TSH)：促进甲状腺的发育和分泌促肾上腺皮质激素 (ACTH) ：促进肾上腺皮质的分泌促卵泡激素 (FSH)：促进雌体卵巢中卵泡的成熟，促进雄性的性成熟和精 子的生成促黄体生成激素 (LH)：促进雌体排卵和黄体的生成，刺激雄体睾丸内间质 细胞产生雄性激素胞产生雄性激素,（4）黑素细胞激素 (MSH)：可调节鱼类、两栖类、爬行类的色素细胞中色素的变化，但在哺乳动物中的作用尚不明确。 神经垂体主要分泌两种激素：催产素和加压素（5） 催产素（Oxytocin Oxytocin）：刺激妊娠后期的子宫平滑肌收缩，有助于孕妇分娩出胎儿，同时还有促使乳腺排乳的作用。（6）加压素（Vasospressin Vasospressin）（抗利尿激素） （抗利尿激素）：促使小动脉和毛细血管的收缩，使血压上升，促进肾小管内水分的重吸收，造成尿量的减少。人如果缺乏抗利尿激素，将引起尿量大增,位置：气管前端的两侧，紧靠甲状软骨，分泌甲状腺素和降钙素。,4.6.2.3 甲状腺（Thyroid Gland）,降钙素（Calcitonin)：是一个32个氨基酸的肽激素，作用是使血 液和体液中钙的浓度降低，防止骨骼中钙离子过多进入血液。T4和T3 的功能 提高糖类代谢和氧化磷酸化中多种酶的活性 影响脑与长骨的发育和生长，特别是在出生后的前4个月 兴奋成年人的神经系统 增强心功能，增加食欲等调控甲状腺素（ T ）的分泌受脑下垂体前叶产生的促甲状腺素（TSH）的调节和影响。储藏、运输和分解平时储藏在细胞外以两种方式在血液中运输：与血中蛋白质结合或成游离状态最后在肝脏中失活并分解,血液中碘含量低影响甲状腺合成）,异常,甲亢,甲状腺机能低下（甲低）,位置：附在甲状腺上或埋在甲状腺中组成： 四个小腺体，从胚胎发生上看，是由第和第对咽囊的背侧上皮细胞形成的。,4.6.2.4 甲状旁腺（Parathyroid Glands）,甲状旁腺素（Parathomone） 提高血钙含量、减少磷酸含量的作用 抑制肾及肠的排钙能力 能使骨骼中的钙释放到血液中 刺激肾脏更多地排除磷酸盐，使血中磷酸保持平衡 可活化维生素D，加强肠对钙的吸收 甲状旁腺素和降钙素相互拮抗，形成负反馈的关系，使血钙含量保持稳定。,位置：肾脏内侧稍前方，左右各一组成： 皮质、髓质皮质：来源于中胚层，分泌 50余种 机能不同激素，统称肾上腺素 皮质激素。,4.6.2.5 肾上腺（Adrenal Glands）,球状带,网状带,束状带,髓质由外胚层形成，与交感神经节的来源相同。肾上腺素（ Adrenaline）和去甲肾上腺素（Norepinephrine）（氨基酸衍生物，功能相似，但不完全相同）引起血压升高；心跳加快；骨骼肌和心脏中血流量加大；代谢率提高；细 胞耗氧量增加；血管舒张；脾脏中的红细胞大量进入循环；支气管扩 大。抑制消化道蠕动；肠壁平滑肌中血管收缩；血流量减少；引起瞳 孔放大；毛发直立。去除肾上腺髓质，动物仍能生活，并发生一定的应急反应（交感神经系统也能分泌肾上腺素）,位置：胰脏内,不与胰液管相通组成：上皮细胞团，象埋在有管腺胰脏中的“孤岛”，可多达一百万。三种分泌细胞：细胞，占20（胰高血糖素）细胞，占50（胰岛素）细胞，占18（生长激素抑素）,4.6.2.6 胰岛（Islets of Langerhans）,功能： 降低细胞中糖元和脂肪含量，提高血液中葡萄糖含 量。使肝脏中的糖元分解，并刺激脂肪水解并转化为 葡萄糖。调控： 胰高血糖素受多种因素的调节。血糖浓度是最重要的 一种，血糖降低，胰高血糖素分泌增加。氨基酸的 作用与血糖相反。,胰高血糖素（Glucagom）,功能：与胰高血糖素功能相反，促进血糖浓度下降，促进脂 肪合成，抑制脂肪分解，作用于蛋白质合成和储存的 各个环节。调控：血糖浓度升高促进胰岛素大量分泌。氨基酸、胃肠道 激素、胰高血糖素、迷走神经均可通过直接或间接方 式促进其分泌。 胰岛素和胰高血糖素是相互拮抗的,胰岛素（Insulin）,参与糖代谢的调节，有抑制胰岛分泌胰高血糖素和胰岛素的作用。下丘脑和一些肠细胞也能分泌生长激素抑制激素。,生长激素抑制素（Somatostatin）,位置：雄性哺乳动物的一种副性腺，哺乳动物的多种器官组 织都能产生前列腺素，由多种细胞的质膜产生。特点：其靶细胞或靶组织一般就是产生前列腺素的组织。前 列腺素的受体位于靶细胞表面，效力比一般激素大， 会迅速被酶破坏失活，半衰期只有几分钟。功能： 是体内一种分布极广的激素，可使气管扩张，抑制胃 液分泌、刺激平滑肌收缩，调节血压等。也广泛分布 于神经系统，能对神经介质的释放和活动起调节作用,4.6.2.7 前列腺（Prostate Gland）,位置：心脏腹面前方，是由第和第对咽囊的腹侧突出形 成的。 特点：如去除幼年动物的胸腺，会影响动物免疫系统抗体的 形成。胸腺在性成熟的动物中逐渐萎缩抗体的形成。 退化，不再对免疫系统产生影响。功能：分泌胸腺素分泌胸腺素，增强免疫力，促使胸腺中T 淋巴细胞分化成熟。,4.6.2.8 胸腺（Thymus）,包括雄性激素和雌性激素两大类雄性激素（Androgen Androgen）睾丸内曲精细管间的间质细胞所分泌，睾丸酮是主要成分，影响雄性副性征的出现和维持雄性正常生长发育，同时促进精子的生成与成熟。,4.6.2.9 性腺,雌性激素 动情激素（Estrogen Estrogen）卵泡上皮细胞产生，促使雌性的生殖器官发育、乳腺发育和副性征出现、发情、抑制垂体前叶促卵泡激素分泌和促进促黄体生成激素分泌。 黄体酮（孕酮）（Progesterone Progesterone）子宫粘膜肥厚，为接受受精卵着床，可抑制卵泡的成熟，防止妊娠期不再排卵发情；可促进乳腺的成熟的发育和分泌、抑制子宫平滑肌收缩，保证胚胎的的生长发育。,4.6.3 激素作用的基本机制,脂溶性的固醇激素：肾上腺皮质激素、雌激素、雄激素、甲状腺素等。作用机制：分子一般较，能够穿过细胞膜进入胞质中，与靶细胞的细胞质内或细胞核内的相应受体结内合，激素受体复合体移动到细胞核内特定的DNA 序列上，作为基因表达的调控因子，启动基因的转录，引起某些基因转录出一些特异的mRNA，从而发生特异蛋白质的合成。,水溶性的激素：胰岛素、生长激素、肾上腺素等。作用机制： 一般不能穿过细胞膜进入靶细胞，只能与细胞表面受体（糖蛋白）结合，使机体产生快速变化，作用复杂。结合后使细胞内产生cAMP （环式腺苷一磷酸）。cAMP 刺激或抑制靶细胞中特有的酶，使靶细胞所特有的代谢活动发生变化，引起活动发生变化，引起各种生理效应。,4.7.1 动物的基本生殖方式,4.7 动物的生殖,间日疟原虫的生活史分为三个时期，需经过两个宿主：裂体生殖：在人体内进行配子生殖：在人体内进行，在蚊胃中进行孢子生殖：在蚊子体内进行,4.7.1.2 无性生殖,4.7.1.3 有性生殖,4.7.2.1 无脊椎动物的生殖系统海绵动物腔肠动物扁形动物假体腔动物软体动物环节动物节肢动物,4.7.2 生殖系统的基本结构,4.7.2.2 脊椎动物生殖系统男性生殖系统,在雄性脊椎动物中，一旦生殖干细胞迁入生殖嵴便与其组织结合形成上皮样生殖索的结构，并在实现了生殖腺的初步分化后，生殖干细胞很快进入休眠状态。个体性成熟后，生殖索开始出现中空的形态变化，形成精小管。管道上皮同时分化为支持细胞，并通过支持细胞表面的N-钙粘连素和生殖干细胞表面的半乳糖转移酶分子的连接将生精干细胞保绕起来，以营养和保护精子的发生。,精子的发生,女性生殖系统,卵子发生：卵巢