神经系统及其生理第一部-课件

1、神经系统及其生理神经系统及其生理神经系统的细胞神经纤维和未梢突触和递质神经系统的基本结构神经系统的感受分析机能神经系统对躯体运动的调节神经系统对内脏活动的调节脑的高级功能神经系统的细胞二类细胞神经元(Neurons,nerve cells) 高度特化,传导动作电位支持细胞( Supporting cells)提供结构和功能的支撑神经系统的细胞 Cells in Nervous System二类细胞神经系统的细胞神经系统结构和功能的基本单位对刺激作出反应产生并传导冲动释放化学调节物质不能进行有丝分裂(mitosis)神经元(Neuron)神经系统结构和功能的基本单位神经元(Neuron)金染色法

2、(gold staining),可清楚显示神经元形状以及轴突和树突金染色法(gold staining),可清楚显示神经元形状外围神经节中的神经元外围神经节中的神经元3个主要的区域 细胞体(Cell body,也称核周体 perikaryon)代谢中心含核、尼氏体( Nissl bodies)树突(Dendrites)接受兴奋或刺激区域将冲动传向胞体轴突(Axon)将冲动传离胞体神经元的结构和功能3个主要的区域 树突(Dendrites)轴突(Axon)神核(nucleus)神经原纤维(neurofibrils)轴丘(axon hillock)核(nucleus)神经原纤维(neurofibr

3、ils)轴细胞体The Nerve Cell BodyAn enlarged part of the nerve cell containing abundant cytoplasm and cell organelles、 It is sometimes called the soma、Receives information from dendrites and sends messages out through the axon、The primary site for maintaining the life of the nerve cell which support the d

4、endrites and axon、细胞体The Nerve Cell BodyAn enlar树突The Dendrite An ining nerve cell process that can act as a receptor or connect to separate specialized receptors、Conducts stimulus information to the nerve cell body、Produces voltage changes in response to various stimuli and assists in nerve impulse

5、 formation、树突The Dendrite An ining nerve 轴突The AxonFormation of a transmittable nerve impulse on initial segment of axon(轴突的起始段)、Conducts nerve impulses away from the nerve cell to the axon terminals、Is very small in diameter, but can be very long (e、g、 the length of a leg)、Each nerve cell has only

6、one axon、If an axon is cut, the distal portion degenerates due a disruption of the cytoplasm extending from the cell body、轴突The AxonFormation of a trans轴丘The Axon HillockThe junction site between the nerve cell body and the axon、Processes voltage changes , or generator potentials (GPs) from the cell

7、 body and dendrites, and assists the formation of a transmittable nerve impulse、轴丘The Axon HillockThe junction浸银染色(Silver impregnation)浸银染色(Silver impregnation)(神经膜)(神经膜)神经分类结构上分类(突起的数量)假单极神经元(Pseudounipolar)胞体上一个短突起再成T字形分叉感受神经元双极神经元(Bipolar neurons)二个突起,一树一突眼睛视网膜上的一些神经元多极神经(Multipolar)多个树突一个轴突绝大多数神

8、经元属于这一类神经分类结构上分类(突起的数量)神经系统及其生理第一部-课件功能上分类(依照冲动传导方向)感受或传入神经(Sensory or afferent)冲动从感受受传向中枢运动或传出神经(Motor or efferent)冲动从中枢传向效应器联络或中间神经(Association or interneurons)全部位于中枢功能上分类(依照冲动传导方向)支持细胞(Supporting Cells)雪旺细胞(Schwann cells,神经膜细胞neurolemmocytes)卫星细胞(Satellite cells,神经节胶质细胞ganglionic gliocytes)少突胶质细胞

9、(Oligodendrocytes)小胶质(Microglia)星形细胞(Astrocytes)室管膜细胞(Ependymal cells)支持细胞(Supporting Cells)雪旺细胞(Sch周围神经系统中的支持细胞雪旺细胞(Schwann cells)支持和保护神经突起(轴突和长树突),分节段包裹突起,构成髓鞘神经纤维的修复和再生卫星细胞(Satellite cells )在神经节中支持神经胞体周围神经系统中的支持细胞卫星细胞(Satellite cel中枢神经系统中的支持细胞少突胶质细胞(Oligodendrocyte)形成髓鞘绝缘中枢神经系统中的支持细胞少突胶质细胞(Oligod

10、endro神经系统及其生理第一部-课件星形细胞(Astrocyte) 最丰富一类胶质细胞突起包裹毛细血管紧密连接,构成血脑屏障(blood-brain barrier)、调节外环境的K+和 pH星形细胞(Astrocyte) 神经系统及其生理第一部-课件小胶质(Microglia)吞噬,迁徙室管膜细胞(Ependymal cells)分泌脑脊液(CSF,cerebro spinal fluid)位于脑室小胶质(Microglia)神经纤维(Nerve fiber)神经纤维是指神经元的长突起(包括轴突和感受神经元的长树突)及包在外面的神经胶质细胞(许旺氏细胞和少突胶质细胞)所构成的。这些神经纤维

11、中央的长突起又名轴索。依照神经纤维外有无髓鞘分为有髓和无髓纤维二种。 神经纤维和神经末稍 Nerve fibers and ending神经纤维(Nerve fiber)神经纤维是指神经元的长突起有髓神经纤维(Myelinated Nerve fibers)有髓神经纤维(Myelinated Nerve fibers髓鞘(Myelin Sheath)雪旺氏细胞膜同心圆状卷绕在神经突起上成髓鞘髓鞘看起来发白、富脂质,对神经具极好的绝缘和保护髓鞘(Myelin Sheath)雪旺氏细胞膜同心圆状卷绕在神经膜(Neurilemma)雪旺氏细胞的细胞质和一些细胞膜构成,环绕在髓鞘外神经膜有时也叫雪旺氏

12、鞘神经膜(Neurilemma)雪旺氏细胞的细胞质和一些细胞膜朗飞氏节(Nodes of Ranvier)朗飞氏节是神经纤维髓鞘间的间隙暴露的细胞膜有利有形成和传导冲动朗飞氏节(Nodes of Ranvier)朗飞氏节是神经纤神经系统及其生理第一部-课件神经系统及其生理第一部-课件无髓神经纤维(Unmyelinated Nerve fiber)无髓神经纤维(Unmyelinated Nerve fibe神经末稍(terminal, Nerve ending)轴突末稍轴突末端许多分支的最远侧部分,呈球状,球状部分也称为突触小体(synaptic knob)或突触结(synaptic bouto

13、n)或叫“end feet”轴突末稍在冲动作用能释放递质神经末稍(terminal, Nerve ending)轴突神经系统及其生理第一部-课件感受神经末梢:感受体内外环境刺激的装置,能感受痛、触、压、温等,能将感受传达给中枢。游离神经末梢:分布于表皮、粘膜上皮、肌肉和结缔组织中,感受痛觉、冷、热和轻触觉。感受神经末梢:感受体内外环境刺激的装置,能感受痛、触、压、温被囊神经末梢:外面具有结缔组织被囊,有触觉小体和环层小体,感受触觉、压觉。被囊神经末梢:外面具有结缔组织被囊,有触觉小体和环层小体,感肌梭(muscle spindle)和腱器(Golgi Tendon Organ)肌梭一种感受牵拉

14、刺激的特别的梭形感受装置,肌梭是位于肌纤维间,与肌纤维成“并联”关系,感受肌长度的改变腱器官是分布在肌腱胶原纤维之间,与肌纤维成“串联”关系,是肌张力的感受器,不论是肌收缩或被拉长均可引起其产生冲动肌梭(muscle spindle)和腱器(Golgi Te神经元的活动维持机梭适当的张力A(Ib)A(Ia)神经元的活动维持机梭适当的张力A(Ib)A(Ia)运动神经末梢:将中枢的兴奋传到效应器躯体运动神经未稍。内脏运动神经未稍:末梢呈串珠状或小结状,附在平滑肌纤维、心肌纤维上,可穿行于腺细胞之间。 运动神经末梢:将中枢的兴奋传到效应器神经系统及其生理第一部-课件突触是通过递质和酶,从突触前膜向后

15、膜传递冲动的特化功能连接突触具“开/关”作用,能过滤信息流突触和递质 Synapse and neurotransmitters(NT)突触(Synapse)突触是通过递质和酶,从突触前膜向后膜传递冲动的特化功能连接突突触的类型依照神经元之间接触部位不同轴-树突触(Axonodendritic)一个神经元的轴突与另一个神经元的树突轴-体突触(Axosomatic)一个神经元的轴突与另一个神经元的胞体轴-轴突触(Axoaxonic)一个神经元的轴突与另一个神经元的轴突突触的类型依照神经元之间接触部位不同轴-体突触(Axosom神经系统及其生理第一部-课件依照接触形式不同依傍性包围性依照接触形式不

16、同按传递的效果不同兴奋性突触(excitatory synapse)兴奋性突触后电位(EPSP,excitatory post-synaptic potential)抑制性突触(inhibitory synapse)抑制性突触后电位(IPSP,inhibitory post-synaptic potential)按传递的效果不同兴奋性突触(excitatory synap按传递的机制不同化学突触(Chemical Synapse)突触传递通过化学门控通道突触前膜释放递质按传递的机制不同化学突触(Chemical Synapse)电突触(Electrical Synapse)冲动不需中断就能在相

17、邻的细胞上产生缝隙连接(Gap junction): 相邻细胞通过通道进行电耦合双向传递例: 平滑肌、心肌、星形细胞(大脑皮层cerebral cortex)、篮状细胞(小脑皮层cerebellar cortex)电突触(Electrical Synapse)神经系统及其生理第一部-课件突触结构及传递突触小体突触小泡(Synaptic vesicle)突触前膜(Presynaptic membrane)突触间隙(Synaptic cleft)突触后膜(Postsynaptic Membrane)突触结构突触结构及传递突触小体突触结构PostsynapticMembranePresynaptic

18、membraneSynaptic cleftSynaptic vesiclesPostsynapticPresynapticSynapti神经系统及其生理第一部-课件突触传递AP传递到突触小体电压门控Ca+通道打开Ca+顺浓度梯度流入突触小体Ca+激活钙调素(calmodulin), 钙调素激活蛋白激酶(protein kinase)蛋白激酶磷酸化突触蛋白(synapsins)突触传递AP传递到突触小体递质释放并扩散通过间隙神经递质从突触小泡中释放出来递质释放的数量依赖于动作电位的发放频率递质结合到后膜受体上化学门控通道开放EPSP: 去极化;或IPSP: 超极化递质灭活递质释放并扩散通过间隙

19、神经系统及其生理第一部-课件EPSP和IPSPEPSP(excitatory post synaptic potential)去极化(Depolarization)IPSP(inhibitory post synaptic potential)超极化(Hyperpolarization)时间总和和空间总和(temporal or spatial summation)EPSP和IPSPEPSP(excitatory post 无阈值引起超极化增加膜电位值远离阈电位可总和无不应期IPSP无阈值降低静息膜电位电位向阈电位靠拢大小分级无不应期可总和EPSP无阈值IPSP无阈值EPSP(EPSP)(IP

20、SP)EPSPIPSPthreshold(EPSP)(IPSP)EPSPIPSPthreshold神经系统及其生理第一部-课件神经系统及其生理第一部-课件神经系统及其生理第一部-课件突触传递有什么特点？单向传递突触延搁总和兴奋节律改变对内环境变化敏感和易疲劳突触传递有什么特点？单向传递中枢神经系统中的递质乙本酰胆碱(Ach,Acetylcholine)胆碱能神经元在中枢内分布较广,例如前角运动神经元,另外丘脑特异性投射神经元、脑干网状结构(上行兴奋系统)、边缘系统中都有这类神经元,主要使突触后神经元兴奋。Ach对中枢神经系统运动、感受、大脑皮质的觉醒、学习、记忆等功能有重要影响。递质(NT,N

21、eurotransmitters)中枢神经系统中的递质乙本酰胆碱(Ach,Acetylchol一种兴奋性化学递质突触小泡释放跟后膜受体结合EPSPs按电缆特性传向轴突的起始部位轴丘部位存在敏感的电压门控通道动作电位的频率决定能否达到阈电位AchE分解一种兴奋性化学递质Ligand-Operated ACh ChannelsMost direct mechanismIon channel runs through receptor、Receptor has 5 polypeptide subunits that enclose ion channel、2 subunits contain ACh

22、 binding sites、Permits diffusion of Na+ and K+、Ligand-Operated ACh ChannelsMoG Protein-Operated ACh ChannelOnly 1 subunit、Ion channels are separate proteins located away from the receptors、Binding of ACh activates alpha G protein subunit、Alpha subunit or the beta-gamma plex diffuses through membrane

23、 until it binds to ion channel, opening it、G Protein-Operated ACh ChannelAcetylcholinesteraseAChEEnzyme that inactivates AChPrevents continued stimulationAcetylcholinesteraseAChE单胺类(Monoamines)类型肾上腺素(E, Epinephrine)去甲肾上腺素(NE, Norepinephrine)5-羟色胺(5-HT,5-hydroxytryptamine, Serotonin)多巴胺(DA, Dopamine)

24、递质跟后膜上的特别受体结合单胺类(Monoamines)类型存在于中枢和周围神经系统中去甲肾上腺素递质系统:极大多数去甲肾上腺素能神经元位于低位脑干,尤其是中脑网状结构、脑桥的蓝斑以及延髓网状结构的腹外侧部分,其纤维分上行、下行和支配低位脑干部分。随分布部位不同,有兴奋性递质或抑制性递质作用。 精神觉醒去甲肾上腺素存在于中枢和周围神经系统中去甲肾上腺素5-羟色胺存在于低位脑干近中线区的缝核神经元纤维投向也可分为上行、下行和支配低位脑干三部分,上行纤维达丘脑、下丘脑、边缘前脑和大脑皮质,下行纤维达脊髓灰质区侧角和前角。调节心情、行为、食欲和脑循环5-羟色胺存在于低位脑干近中线区的缝核神经元多巴胺

25、在中脑神经元抑制性递质黑质纹状体多巴胺系统骨骼肌肉的协调帕金森氏症(Parkinsons disease):黑质神经元退化中脑边缘多巴胺系统行为成瘾药物多巴胺在中脑神经元作用机理单胺类不是直截了当打开离子通道通过第二信使-cAMP去甲肾上腺素的结合引起G蛋白亚单位解离亚单位活动腺苷酸环化酶,分解ATP,产生cAMP激化蛋白激酶,再磷酸化其它作用机理单胺类不是直截了当打开离子通道神经系统及其生理第一部-课件单胺类递质的灭活前膜重吸收前膜单胺氧化酶(MAO,monoamine oxidase)的降解后膜儿茶酚胺氧位甲基转移酶(T,catechol-O-methyl transferase)的降解单

26、胺类递质的灭活前膜重吸收神经系统及其生理第一部-课件氨基酸类(Amino Acids)谷氨酸(glutamic acid) 和天冬氨酸(aspartic acid)脑内主要的兴奋性递质谷氨酸受体有二类,离子型受体和代谢型受体 (mGluRs)氨基酸类(Amino Acids)谷氨酸(glutamic 离子型受体受体与离子通道偶联,形成受体通道复合物,介导快信号传递N-甲基-D-天冬氨酸受体( NMDAR ) :与突触的可塑性和学习记忆紧密相关;对Ca2+高度通透;两个谷氨酸和两个甘氨酸结合识别位点,谷氨酸和甘氨酸均是受体的特异性激活剂海人藻酸受体(KAR) 和-氨基-3 羟基-5 甲基-4 异

27、恶唑受体( AMPAR ) :KA/AMPAR对Na+、K+有通透性,一些亚型对Ca2+也有通透性离子型受体代谢型受体 (mGluRs)G-蛋白偶联,调节细胞内第二信使的产生而导致代谢改变的谷氨酸受体,产生较缓慢的生理反应代谢型受体 (mGluRs)甘氨酸(Glycine)抑制, IPSPs打开Cl-通道 协调控制骨骼肌运动GABA(-氨基丁酸)脑内常见递质抑制, IPSPs小脑中与运动功能有关甘氨酸(Glycine)肽类(Polypeptides)缩胆囊肽(CCK,cholecystokinin)餐后产生饱食感 P物质(substance P)痛觉的主要递质内源性阿片(opiod)脑内自生的

28、镇痛复合物,阻止P物质释放-内啡肽(Beta-endorphin),脑啡肽(enkephalins),强啡肽(dynorphin)肽类(Polypeptides)缩胆囊肽(CCK,chole神经肽Y(Neuropeptide Y)脑内最丰富的神经肽抑制海马(hippocampus)谷氨酸强烈刺激食欲其它递质血管活性肠肽(VIP),NO等神经肽Y(Neuropeptide Y)周围神经系统中的递质AchNE平滑机,心肌和腺体增加血压,动脉收缩其它自主神经系统递质:一些节后纤维通过其它递质产生效应,如ATP,VIP,周围神经系统中的递质Ach递质共存Dale原则(Dales principle)D

29、ale于1935年提出,其基本观点是:神经元既然作为一个代谢单位,它的各个突触释放的递质应该是相同的。该原则也意味着神经元在发育中,某些分化过程已决定了该神经元将制造、贮存和释放什么样的递质。该原则只适用于突触前神经元,不适用于突触后作用,因为一个神经元释放的递质在不同的突触后靶神经元能够产生不同的生理作用,如此的神经元被称为“多作用神经元”。递质共存Dale原则(Dales principle)Kandel E(1976)对无脊推动物做了有关研究,结论:突触的作用不是由递质决定的,而是由突触后细胞的受体所决定的;一个突触前神经元的突触后细胞的受体具有不同的药理学性质并控制不同的离子通道;突触后细胞关于某种递质能够有不只一