神经系统的功能(2013级本科护理-1)课件

1、神经系统的功能23.1 神经元和神经胶质细胞.2 中枢神经元间的信息传递.3 神经系统的感觉分析功能.4 神经系统对运动和姿势的调节.5 神经系统对内脏活动的调节4.1 神经元和神经胶质细胞一 神经元 （一） 神经元的一般结构和功能 （二） 神经纤维的分类及功能 （三） 神经纤维的轴浆运输 （四） 神经的营养性作用 （五） 神经营养因子二 神经胶质细胞578Unipolar neurons Bipolar neurons Multipolar neurons 10神经元的功能分区： 受体区：指胞体或树突膜；能与某些化学物质进行特异性结合，导致此处细胞膜产生局部兴奋或抑制(EPSPs or IP

2、SPs)； 始区：指神经元的始段或起始处的郎飞氏结 ,是产生动作电位的地方 ； 传导区：指神经元的轴突,能传导神经冲动 释放区：指神经末梢, 当动作电位传到神经末梢时，能引起末梢释放递质。 11122神经元的基本功能 Reception of various stimuli (感受刺激) Integration of information (整合信息) Transmitting information (传递信息)141 神经纤维传导兴奋的特征: 生理完整性(integrity) 绝缘性(isolated propagation) 双向性 (bidirectional propagation

3、) 相对不疲劳性(relative indefatigability) 不衰减性(unattenuated propagation)152. 影响神经纤维传导速度因素 纤维直径 Conduction velocity (m/s)diameter（m) 有无髓鞘: 有髓纤维无髓纤维 温度 17神经纤维按电生理学特性分类表纤维分类 来 源 纤维直径（m） 传导速度(m/s) 峰电位时程(ms) 绝对不应期(ms) A（有髓） A 初级肌梭传入纤维和支配梭外肌的传出纤维 1322 70120 0.40.5 0.41.0 A 皮肤的触-压觉传入纤维 813 3070 0.40.5 0.41.0 A 支

4、配梭内肌的传出纤维 48 15300.40.5 0.41.0 A 皮肤痛、温觉传入纤维 14 12300.40.5 0.41.0 B（有髓） 自主神经节前纤维 133151.2 1.2 C（无髓）sC自主神经节后纤维 0.31.3 0.72.32.0 2.0 drC 后根中传导痛觉的传入纤维 0.41.20.62.02.0 2.0 18神经纤维根据纤维直径和来源分类纤维分类 来 源 纤维直径（m） 传导速度(m/s) 电生理学分类 a 肌梭的传入纤维 1222 70120 A b 腱器官的传入纤维 12 70 A 皮肤的机械感受器传入纤维（触-压觉、振动觉） 512 2570 A 皮肤痛、温觉

5、、肌肉的深部压觉传入纤维 25 1025 A 无髓的痛觉、温度、机械感受器传入纤维 0.11.3 1 C 19（三） 神经纤维的轴浆运输轴浆运输( axoplasmic transport )：在轴突内借助轴浆流动来运输物质的现象叫。顺向轴浆运输(anterograde axoplasmic transport)：由胞体到末梢的轴浆运输， 快速轴浆运输(fast axoplasmic transport ) 慢速轴浆运输(slow axoplasmic transport ) 逆向轴浆运输(retrograde axoplasmic transport)： 20（四） 神经的营养性作用功能性作

6、用（functional action）：传导神经冲动，释放神经递质，调节所支配组织的功能活动。 神经的营养性作用(trophic action)：通过神经末梢经常地释放某些营养性因子，持续地作用于所支配的组织，对它们的内在代谢活动发挥影响 。21（五） 神经营养因子Neurotrophin, NT: 由神经所支配的组织和星形胶质细胞产生的支持神经元的物质。目前已发现的有： Nerve Growth Factor, NGF、 Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF、 Neurotrophin 3, NT-3 Neurotrophin- 4/5, NT-4

7、/5。 22二 神经胶质细胞 CNS Astrocyte 星形胶质细胞 Oligodendrocyte 少突胶质细胞 Microgial cell 小胶质细胞24神经胶质细胞的功能： 支持和引导神经元迁移(Supporting guiding migration of neuron) 修复和再生作用(Repair and regeneration) 免疫应答作用(immune response)物质代谢和营养性作用(Material metabolism and nutrition)255. 绝缘和屏障作用(Insulation and barrier) 6. 稳定细胞外K+离子浓度(Main

8、taining an appropriate K+ ion concentration) 7. 参与神经递质的摄取和代谢(Participate in the taking up and metabolism of neurotransmitter)27一 突触传递（一）化学信号传递 1. 经典的突触传递 2. 非突触性化学传递（二）电信号传递 缝隙连接281. 经典的突触传递（1） 突触的细微结构（2） 突触的分类（3） 突触传递（4） 突触后电位（5) 突触后神经元的兴奋与抑制 (6) 突触的可塑性29（1） 突触的细微结构Synapse(突触)：神经元之间互相接触并传递信息的高度特化结构

9、。1011 神经元，2000突触/神经元 突触前膜：突触前神经元的轴突末梢膜，约7.5nm，内含突触小泡(synaptic vesicle)。 突触间隙 ：2040nm 突触后膜：突触后神经元特化的细胞膜, 约7.5nm，内含受体及各种离子通道。30 (7.5nm) (7.5nm) （2040nm） 31突触小泡(synaptic vesicle)：小而清亮透明：含乙酰胆碱或氨基酸类递质；小而中心致密：含儿茶酚胺类递质； 这两类突触小泡内递质的释放仅限于膜结构特定的区域-活化区(active zone)大而中心致密：含神经肽类递质； 这类突触小泡可从突触前末梢膜的所有部位释放。32（2） 突触

10、的分类按神经元接触部位不同分： 轴-胞型(axosomatic synapses)、 轴-树型(axodendritic synapses)、 轴-轴型(axoaxonic synapses)、 树-树型(dendriticdendritic synapses) 按突触功能分： 兴奋性突触(excitatory synapse) 抑制性突触(inhibitory synapse) 3334 （3） 突触传递 Synaptic Transmission (突触传递)：指突触前细胞的信息，通过传递引起突触后细胞活动改变的过程。Conduction (传导)：兴奋在单个细胞范围内传播。Transmi

11、ssion (传递)：兴奋在两个细胞间传播。 35 神经纤维上的Ap传到轴突末梢 （electricity） 突触前膜去极化（电位变化） 前膜上电压依从式Ca2+通道开放，Ca2+进入突触前膜 Ca2+与轴浆内钙调蛋白结合为Ca2+_CaM激活蛋白激酶使突触小泡表面突触蛋白磷酸化突触小泡与前膜融合 囊泡内递质“倾囊式”释放入突触间隙 （chemistry） 递质扩散到突触后膜并与其上的特异性受体结合 突触后膜上某些离子通道开放，改变了膜对某些离子的通透性 突触后膜产生去极化或超级化局部电位 （electricity）36（4） 突触后电位 Excitatory Postsynaptic Pot

12、ential, EPSP (兴奋性突触后电位)： 突触后膜的膜电位在递质作用下发生去极化，使该突触后神经元对其他刺激的兴奋性升高。这种电位变化为EPSP 。37 突触前神经元兴奋，前膜释放兴奋性递质 递质经突触间隙扩散到突触后膜 递质与突触后膜上特异性受体结合 突触后膜对一价正离子（Na+、K+, 尤其是Na+）通透性, Na+内流 K+外流 突触后膜产生局部膜的去极化（ EPSP）3839 Inhibitory Postsynaptic Potential, IPSP (抑制性突触后电位)：突触后膜的膜电位在递质作用下产生超极化，使该突触后神经元对其他刺激的兴奋性下降。这种电位变化为IPSP

13、 。 40 突触前神经元兴奋，前膜释放抑制性递质 递质经突触间隙扩散到突触后膜 递质与突触后膜上特异性受体结合 突触后膜对某些小离子（Cl、K+, 尤其是Cl）通透性， Cl内流 突触后膜产生局部膜的超极化（ IPSP）4142（5) 突触后神经元的兴奋与抑制突触后神经元的胞体对EPSP和IPSP进行总和（EPSP和IPSP的代数和）总和的结果使膜电位去极化 突触后神经元兴奋总和的结果使膜电位超极化 突触后神经元抑制4344总和膜电位去极化突触后神经元兴奋性如果达到阈电位 Ap的产生神经元上Ap首先产生在轴突的始段 顺传 神经末梢 传导兴奋 逆传 胞体 刷新胞体状态45(6) 突触的可塑性Sy

14、naptic Plasticity(突触的可塑性 ) ：指突触传递功能由于前膜以往的活动而引起递质释放量的改变，发生较长时间的增强或减弱的特性。 Posttetanic Potentiation,PTP(强直后增强)：一串高频刺激后（强直）,突触后电位发生明显增强的现象，可持续60s。强直刺激使Ca2+在突触前神经元积聚，使突触前膜持续释放递质所致 46 Habituation (习惯化)：当一种较为温和的刺激反复出现时，突触对刺激的反应逐渐减弱(decrement)甚至消失的变化。 Sensitization (敏感化)：重复性刺激（尤其为有害刺激）引起的突触对刺激的反应反射性增强，传递效能

15、增强(enhancement)。 47 Long-Term Potentiation, LTP(长时程增强)：在CNS中，突触前神经元受到短暂的快速重复性刺激后，引起突触后神经元快速产生突触后电位的持续性增强，持续时间可达数天甚至数周。 由于突触后神经元胞质内Ca2+增加引起 Long-Term Depression, LTD (长时程抑制)：即特定的刺激模式引起的突触后神经元产生突触后电位的持续性减退。 机制及功能未明482. 非突触性化学传递 指无特定的突触结构，但也以神经递质为媒介进行的化学传递。主要存在于植物性神经系统节后纤维和它们所支配的效应器之间。49例如：交感神经轴突末梢有许多分

16、支，在分支上形成串珠状的膨大结构曲张体（varicosity), 但其并不与突触后成分形成经典的突触联系。50Characteristics of Non-directed synaptic Transmission:No specialized structure of presynaptic & postsynaptic membrane;No innervation relationship of one to one , a varicosity can innervate many effecter cells;The distance between varicosity & th

17、e effecter cells is greater than 20nm;Diffusion time is longer than 1 s;Whether or not there is effect from the transmitter depends on the presence of corresponding receptor on effecter cell.51 （二）电信号传递电突触传递(electrical synaptic transmission) ：两个相邻细胞膜紧密接触，仅间隔23nm，形成缝隙连接(gap junction)，其间有水相通道蛋白构成的微孔相通

18、，使带电离子可以自由移动，形成直接电信息传递。5253特点：传递的电阻低，速度快，几乎不存在潜伏期；且无突触前、后膜之分，可双向传递信息。功能：促进不同的神经元产生同步性放电。可见于各种类型的突触中。 54二 神经递质和受体1 神经递质2 受体3 主要的递质和受体系统551 神经递质 Neurotransmitter（神经递质）：由突触前神经元合成、突触前膜释放、经突触间隙扩散，特异性地作用于突触后神经元或效应器细胞膜上的受体，具有携带和传递神经信息功能的特殊的化学物质。（直接的信息传递者）56（1）递质的鉴定 突触前神经元内有合成递质的前体物质及相应的酶系统，能合成该物质。 合成的递质贮存于

19、囊泡内，神经冲动到来时能释放入突触间隙。 57能与突触后膜上相应的受体结合，产生特定的生理效应。模拟递质释放或人工导入后能作用于特异性受体，产生相同的生理效应。在突触部位存在有使递质失活的酶或重回收机制，使之作用迅速失活。有特异性受体阻断剂和激动剂能阻断或增强递质的作用。58（2）调质的概念Neuromodulator (神经调质): 由神经元产生的一类化学物质，能调节信息传递的效率，增强或削弱递质的效应。起着修饰神经元内其他递质的作用。非直接的传递信息者，但可使信息传递的效率改变。Modulation (调制作用)：由调质所发挥的作用。59（3）神经递质和调质的分类:Categorizati

20、on Family member cholineAcetylcholine(ACh)amine Dopamine(DA) ,noradrenaline(NA) ,adrenaline(Adr),5-HT, histamineAmino acids Glutamate, aspartic acid, glycine,-aminobutyric acid peptid HRP, ADH, OXT, opioid peptide,brain-gut peptides, ANG-II, ANP, et al purine Adenosine,ATP gas NO, CO lipide prostano

21、id 60（4）递质的代谢Synthesis of Transmitter (递质的合成)：多在胞浆内进行，需要有关酶的催化。 Releasing of Transmitter (递质的释放)：Ap突触前膜去极化Ca2+由膜外进入突触小泡与突触前膜融合其内递质外排 进入的Ca2+量与递质的释放量有直接的关系。 61Degradation & Elimination of Transmitter (递质的失活与清除)： 酶促降解 由突触前膜重摄取 由血流带走，在肝脏灭活 由附近神经胶质细胞摄取622 受体(1) Receptor (受体)：指细胞膜或细胞内能与某些化学物质发生特异性结合，并诱发生

22、物效应的特殊生物分子 ，其本质属于蛋白质。 Ligand (配体): 凡能与受体发生特异性结合的化学物质，都属配体。63配体可分为：激动剂(agonist): 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(antagonist)：只能与受体发生特异性结合，并不产生生物效应的化学物质。 64 ( 2） 受体的分类 与离子通道直接耦联的受体又称为化学门控通道 65 通过激活G蛋白和蛋白激酶途径产生效应的受体66（3）突触前受体 ： 分布于突触前膜，其作用主要是调节神经末梢的递质的释放，多数是起抑制突触前膜递质释放的作用，对递质的释放起自身调节作用，又称为自身受体(autoreceptor

23、)。 673 主要的递质和受体系统（1）Acetylcholine & its Receptors:Cholinergic Neuron (胆碱能神经元)：在中枢神经系统中，释放ACh作为递质的神经元。分布：脊髓前角、脑干网状结构、丘脑后侧腹核、边缘系统等。68Cholinergic fiber (胆碱能纤维) : 在周围神经系统中，释放ACh作为递质的神经纤维。 自主神经系统: 所有的自主神经节节前纤维（交感和副交感） 大部分副交感神经节后纤维 ; 少数交感神经节后纤维 ; 躯体神经系统: 支配骨骼肌的纤维 . 69 Ach是由胆碱和乙酰辅酶A合成的 Sarin-70Cholinergic

24、receptor (胆碱能受体)：能与ACh结合并产生生物效应的受体。分类： Muscarinic receptor (毒蕈碱受体, M受体) ： Muscarine-like action: receptors couple with G proteins 亚型: M1, M2, M3, M4, M5 receptor 拮抗剂: Atropine71 Nicotinic Receptor (烟碱受体, N受体) ： Nicotinic-like action :ligand chemically-gated channel 亚型: neuronal-type NR (N1 R) muscle

25、-type NR （N2 R） 拮抗剂 : NR: Tubocurarine N1R: Hexamethonium N2R: Decamethonium72 胆碱能受体的分类、分布和作用 分类 分布作用拮抗剂Muscarinic Receptor(M1M5)副交感神经节后纤维支配的效应器、交感神经支配汗腺和交感舒血管神经支配的骨骼肌血管副交感神经兴奋的效应；汗腺分泌增加；骨骼肌血管舒张AtropineNicotinic ReceptorN1自主神经节内突触后膜上自主神经节节后神经元兴奋Tubarine、HexamethoniumN2神经-肌接头终板膜上终板膜兴奋,肌肉收缩Tubarine De

26、camethonium73（2）Catecholamine & its receptor Norepinephrine, NE or Noradrenaline, NA Adrenaline, Adr or Epinephrine, E Dopamine, DA7475Adrenergic neuron (肾上腺素能神经元): 释放肾上腺素为递质的神经元。分布：主要位于延髓Norepinephrgic neuron (去甲肾上腺素能神经元)：释放NE为递质的神经元。 分布：主要位于低位脑干，如中脑的网状结构、脑桥的蓝斑、延髓网状结构腹外侧等。76Adrenergic fiber (肾上腺素能纤

27、维)：释放去甲肾上腺素为递质的神经纤维。大部分交感神经节后纤维属于此类。Adrenergic receptor (肾上腺素能受体)：能与肾上腺素和去甲肾上腺素结合并产生生物效应的受体。 受体：1、2； 受体：1、2 、 377肾上腺素类受体的分类、分布和作用Receptor分布作用拮抗剂1大多数内脏平滑肌、腺体平滑肌收缩、腺体分泌增加Phentolamine、 Prazosin2突触前膜、小肠平滑肌小肠平滑肌舒张Yohimbine1心肌心肌兴奋增加Propranolol、 Atenolol2平滑肌（血管、小肠、支气管）平滑肌舒张Butoxamine3脂肪细胞脂肪分解增加Propranolol7

28、8肾上腺素能受体兴奋后效应复杂的原因： 受体类型的不同；兴奋后产生不同效应 不同配体与不同受体结合能力的差异： 去甲肾上腺素对受体结合能力强，对受体结合能力弱； 肾上腺素对 、 受体结合能力均强； 异丙肾上腺素对受体结合能力强； 不同器官上不同类型受体分布密度不同79Dobamine (多巴胺): 是肾上腺素和去甲肾上腺素合成的中间产物，本身也是一种中枢神经系统递质.多巴胺递质-受体系统在中枢主要分布： 黑质-纹状体部分、中脑边缘系统部分、结节-漏斗部分。80脑内多巴胺神经元位于：黑质、中脑脚间核、下丘脑弓状核。多巴胺系统在控制动物的运动、行为、情绪和感知方面是必需的，许多神经系统疾病如帕金森

29、氏病、精神分裂症及抑郁症等都与多巴胺能神经通路障碍有关。 81（3）5-HT 及其受体： 5-hydroxytryptamine,5-HT ( 5-羟色胺): 分布在分散的神经核团内，大部分位于低位脑干，神经元集中在低位脑干近中线的中缝核内，其纤维可向上、向下和向低位脑干投射。 5-羟色胺能通路的确切作用尚不清楚，有证据显示它与睡眠的调节及“失眠症”、体温调节、情绪反应及痛觉活动等有关。 5-HT receptor: 5-HT1 5-HT7 及其亚型82（4）氨基酸类递质及其受体氨基酸类递质主要存在于中枢神经系统内：兴奋性递质(excitatory transmitter): 谷氨酸(glut

30、amic acid)、门冬氨酸(aspartic acid);抑制性递质(inhibitory transmitter) : -氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)和甘氨酸(glycine) 。 83三 反射活动的基本规律反射和反射弧中枢神经元的联系模式中枢兴奋传递的特点中枢抑制和易化84反射和反射弧Reflex反射：指在中枢神经系统参与下，机体对体内、外环境变化的刺激所发生的规律性的适应性的反应。Reflex arc反射弧：反射的结构基础和基本单位。由五部分组成：ReceptorAfferent nerveReflex CenterEfferent nerv

31、eEffector8586反射的分类： Unconditioned reflex非条件反射：由种系遗传的、与生俱有的、反射弧与反应都较固定的反射。如防御反射(defense reflex)，性反射(sex reflex)等。 Conditioned reflex条件反射：在非条件反射的基础上通过后天学习和训练而建立的反射。可建立、可消退，数目不定。扩大了机体的反应范围，使之具有更大的灵活性以适应生存环境。 872.中枢神经元的联系模式Singlet principle (单线式)：一个神经元轴突仅与一个突触后神经元发生联系，保持突触传递的精确性。 Divergence principle (辐

32、散式)：一个神经元轴突可通过其分支与许多神经元建立突触联系，使许多神经元同时兴奋或抑制，扩大其影响范围。 8889Convergence principle (聚合式)：多个神经元轴突末梢与同一个神经元的胞体或树突建立突触联系，使许多神经元的作用集中到一个神经元上发生总和。 90Circuit-like connection (环路式)：一个神经元通过轴突侧支与中间神经元联系，中间神经元反过来再与该神经元发生突触联系，构成闭合的环路，实现反馈调节. Chain-like connection (链锁式)：神经元一个接一个的联系，同时都有侧支传出冲动，可在空间上加强或扩大作用范围。913.中枢兴奋传递的特点单向传布：兴奋的传布是单向的，但信息的沟通是双向的。中枢延搁： 兴奋通过一个突触需耗时0.30.5ms. 兴奋传递通过的突触越多，需时越长。总和：两个或多个生理效应的叠加，叫总和。兴奋或抑制均可产生总和. 92兴奋