神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件

1、神經(jīng)系統(tǒng)及其生理神經(jīng)系統(tǒng)及其生理神經(jīng)系統(tǒng)的細胞神經(jīng)纖維和未梢突觸和遞質(zhì)神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)的感受分析機能神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運動的調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)臟活動的調(diào)節(jié)腦的高級功能神經(jīng)系統(tǒng)的細胞二類細胞神經(jīng)元(Neurons,nerve cells) 高度特化,傳導(dǎo)動作電位支持細胞( Supporting cells)提供結(jié)構(gòu)和功能的支撐神經(jīng)系統(tǒng)的細胞 Cells in Nervous System二類細胞神經(jīng)系統(tǒng)的細胞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位對刺激作出反應(yīng)產(chǎn)生并傳導(dǎo)沖動釋放化學(xué)調(diào)節(jié)物質(zhì)不能進行有絲分裂(mitosis)神經(jīng)元(Neuron)神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位神經(jīng)元(Neuron)金染色法

2、(gold staining),可清楚顯示神經(jīng)元形狀以及軸突和樹突金染色法(gold staining),可清楚顯示神經(jīng)元形狀外圍神經(jīng)節(jié)中的神經(jīng)元外圍神經(jīng)節(jié)中的神經(jīng)元3個主要的區(qū)域 細胞體(Cell body,也稱核周體 perikaryon)代謝中心含核、尼氏體( Nissl bodies)樹突(Dendrites)接受興奮或刺激區(qū)域?qū)_動傳向胞體軸突(Axon)將沖動傳離胞體神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能3個主要的區(qū)域 樹突(Dendrites)軸突(Axon)神核(nucleus)神經(jīng)原纖維(neurofibrils)軸丘(axon hillock)核(nucleus)神經(jīng)原纖維(neurofibr

3、ils)軸細胞體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、細胞體The Nerve Cell BodyAn enlar樹突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、樹突The Dendrite An ining nerve 軸突The AxonFormation of a transmittable nerve impulse on initial segment of axon(軸突的起始段)、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、軸突The AxonFormation of a trans軸丘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、軸丘The Axon HillockThe junction浸銀染色(Silver impregnation)浸銀染色(Silver impregnation)(神經(jīng)膜)(神經(jīng)膜)神經(jīng)分類結(jié)構(gòu)上分類(突起的數(shù)量)假單極神經(jīng)元(Pseudounipolar)胞體上一個短突起再成T字形分叉感受神經(jīng)元雙極神經(jīng)元(Bipolar neurons)二個突起,一樹一突眼睛視網(wǎng)膜上的一些神經(jīng)元多極神經(jīng)(Multipolar)多個樹突一個軸突絕大多數(shù)神

8、經(jīng)元屬于這一類神經(jīng)分類結(jié)構(gòu)上分類(突起的數(shù)量)神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件功能上分類(依照沖動傳導(dǎo)方向)感受或傳入神經(jīng)(Sensory or afferent)沖動從感受受傳向中樞運動或傳出神經(jīng)(Motor or efferent)沖動從中樞傳向效應(yīng)器聯(lián)絡(luò)或中間神經(jīng)(Association or interneurons)全部位于中樞功能上分類(依照沖動傳導(dǎo)方向)支持細胞(Supporting Cells)雪旺細胞(Schwann cells,神經(jīng)膜細胞neurolemmocytes)衛(wèi)星細胞(Satellite cells,神經(jīng)節(jié)膠質(zhì)細胞ganglionic gliocytes)少突膠質(zhì)細胞

9、(Oligodendrocytes)小膠質(zhì)(Microglia)星形細胞(Astrocytes)室管膜細胞(Ependymal cells)支持細胞(Supporting Cells)雪旺細胞(Sch周圍神經(jīng)系統(tǒng)中的支持細胞雪旺細胞(Schwann cells)支持和保護神經(jīng)突起(軸突和長樹突),分節(jié)段包裹突起,構(gòu)成髓鞘神經(jīng)纖維的修復(fù)和再生衛(wèi)星細胞(Satellite cells )在神經(jīng)節(jié)中支持神經(jīng)胞體周圍神經(jīng)系統(tǒng)中的支持細胞衛(wèi)星細胞(Satellite cel中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的支持細胞少突膠質(zhì)細胞(Oligodendrocyte)形成髓鞘絕緣中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的支持細胞少突膠質(zhì)細胞(Oligod

10、endro神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件星形細胞(Astrocyte) 最豐富一類膠質(zhì)細胞突起包裹毛細血管緊密連接,構(gòu)成血腦屏障(blood-brain barrier)、調(diào)節(jié)外環(huán)境的K+和 pH星形細胞(Astrocyte) 神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件小膠質(zhì)(Microglia)吞噬,遷徙室管膜細胞(Ependymal cells)分泌腦脊液(CSF,cerebro spinal fluid)位于腦室小膠質(zhì)(Microglia)神經(jīng)纖維(Nerve fiber)神經(jīng)纖維是指神經(jīng)元的長突起(包括軸突和感受神經(jīng)元的長樹突)及包在外面的神經(jīng)膠質(zhì)細胞(許旺氏細胞和少突膠質(zhì)細胞)所構(gòu)成的。這些神經(jīng)纖維

11、中央的長突起又名軸索。依照神經(jīng)纖維外有無髓鞘分為有髓和無髓纖維二種。 神經(jīng)纖維和神經(jīng)末稍 Nerve fibers and ending神經(jīng)纖維(Nerve fiber)神經(jīng)纖維是指神經(jīng)元的長突起有髓神經(jīng)纖維(Myelinated Nerve fibers)有髓神經(jīng)纖維(Myelinated Nerve fibers髓鞘(Myelin Sheath)雪旺氏細胞膜同心圓狀卷繞在神經(jīng)突起上成髓鞘髓鞘看起來發(fā)白、富脂質(zhì),對神經(jīng)具極好的絕緣和保護髓鞘(Myelin Sheath)雪旺氏細胞膜同心圓狀卷繞在神經(jīng)膜(Neurilemma)雪旺氏細胞的細胞質(zhì)和一些細胞膜構(gòu)成,環(huán)繞在髓鞘外神經(jīng)膜有時也叫雪旺氏

12、鞘神經(jīng)膜(Neurilemma)雪旺氏細胞的細胞質(zhì)和一些細胞膜朗飛氏節(jié)(Nodes of Ranvier)朗飛氏節(jié)是神經(jīng)纖維髓鞘間的間隙暴露的細胞膜有利有形成和傳導(dǎo)沖動朗飛氏節(jié)(Nodes of Ranvier)朗飛氏節(jié)是神經(jīng)纖神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件無髓神經(jīng)纖維(Unmyelinated Nerve fiber)無髓神經(jīng)纖維(Unmyelinated Nerve fibe神經(jīng)末稍(terminal, Nerve ending)軸突末稍軸突末端許多分支的最遠側(cè)部分,呈球狀,球狀部分也稱為突觸小體(synaptic knob)或突觸結(jié)(synaptic bouto

13、n)或叫“end feet”軸突末稍在沖動作用能釋放遞質(zhì)神經(jīng)末稍(terminal, Nerve ending)軸突神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件感受神經(jīng)末梢:感受體內(nèi)外環(huán)境刺激的裝置,能感受痛、觸、壓、溫等,能將感受傳達給中樞。游離神經(jīng)末梢:分布于表皮、粘膜上皮、肌肉和結(jié)締組織中,感受痛覺、冷、熱和輕觸覺。感受神經(jīng)末梢:感受體內(nèi)外環(huán)境刺激的裝置,能感受痛、觸、壓、溫被囊神經(jīng)末梢:外面具有結(jié)締組織被囊,有觸覺小體和環(huán)層小體,感受觸覺、壓覺。被囊神經(jīng)末梢:外面具有結(jié)締組織被囊,有觸覺小體和環(huán)層小體,感肌梭(muscle spindle)和腱器(Golgi Tendon Organ)肌梭一種感受牽拉

14、刺激的特別的梭形感受裝置,肌梭是位于肌纖維間,與肌纖維成“并聯(lián)”關(guān)系,感受肌長度的改變腱器官是分布在肌腱膠原纖維之間,與肌纖維成“串聯(lián)”關(guān)系,是肌張力的感受器,不論是肌收縮或被拉長均可引起其產(chǎn)生沖動肌梭(muscle spindle)和腱器(Golgi Te神經(jīng)元的活動維持機梭適當(dāng)?shù)膹埩(Ib)A(Ia)神經(jīng)元的活動維持機梭適當(dāng)?shù)膹埩(Ib)A(Ia)運動神經(jīng)末梢:將中樞的興奮傳到效應(yīng)器軀體運動神經(jīng)未稍。內(nèi)臟運動神經(jīng)未稍:末梢呈串珠狀或小結(jié)狀,附在平滑肌纖維、心肌纖維上,可穿行于腺細胞之間。 運動神經(jīng)末梢:將中樞的興奮傳到效應(yīng)器神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件突觸是通過遞質(zhì)和酶,從突觸前膜向后

15、膜傳遞沖動的特化功能連接突觸具“開/關(guān)”作用,能過濾信息流突觸和遞質(zhì) Synapse and neurotransmitters(NT)突觸(Synapse)突觸是通過遞質(zhì)和酶,從突觸前膜向后膜傳遞沖動的特化功能連接突突觸的類型依照神經(jīng)元之間接觸部位不同軸-樹突觸(Axonodendritic)一個神經(jīng)元的軸突與另一個神經(jīng)元的樹突軸-體突觸(Axosomatic)一個神經(jīng)元的軸突與另一個神經(jīng)元的胞體軸-軸突觸(Axoaxonic)一個神經(jīng)元的軸突與另一個神經(jīng)元的軸突突觸的類型依照神經(jīng)元之間接觸部位不同軸-體突觸(Axosom神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件依照接觸形式不同依傍性包圍性依照接觸形式不

16、同按傳遞的效果不同興奮性突觸(excitatory synapse)興奮性突觸后電位(EPSP,excitatory post-synaptic potential)抑制性突觸(inhibitory synapse)抑制性突觸后電位(IPSP,inhibitory post-synaptic potential)按傳遞的效果不同興奮性突觸(excitatory synap按傳遞的機制不同化學(xué)突觸(Chemical Synapse)突觸傳遞通過化學(xué)門控通道突觸前膜釋放遞質(zhì)按傳遞的機制不同化學(xué)突觸(Chemical Synapse)電突觸(Electrical Synapse)沖動不需中斷就能在相

17、鄰的細胞上產(chǎn)生縫隙連接(Gap junction): 相鄰細胞通過通道進行電耦合雙向傳遞例: 平滑肌、心肌、星形細胞(大腦皮層cerebral cortex)、籃狀細胞(小腦皮層cerebellar cortex)電突觸(Electrical Synapse)神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件突觸結(jié)構(gòu)及傳遞突觸小體突觸小泡(Synaptic vesicle)突觸前膜(Presynaptic membrane)突觸間隙(Synaptic cleft)突觸后膜(Postsynaptic Membrane)突觸結(jié)構(gòu)突觸結(jié)構(gòu)及傳遞突觸小體突觸結(jié)構(gòu)PostsynapticMembranePresynaptic

18、membraneSynaptic cleftSynaptic vesiclesPostsynapticPresynapticSynapti神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件突觸傳遞AP傳遞到突觸小體電壓門控Ca+通道打開Ca+順濃度梯度流入突觸小體Ca+激活鈣調(diào)素(calmodulin), 鈣調(diào)素激活蛋白激酶(protein kinase)蛋白激酶磷酸化突觸蛋白(synapsins)突觸傳遞AP傳遞到突觸小體遞質(zhì)釋放并擴散通過間隙神經(jīng)遞質(zhì)從突觸小泡中釋放出來遞質(zhì)釋放的數(shù)量依賴于動作電位的發(fā)放頻率遞質(zhì)結(jié)合到后膜受體上化學(xué)門控通道開放EPSP: 去極化;或IPSP: 超極化遞質(zhì)滅活遞質(zhì)釋放并擴散通過間隙

19、神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件EPSP和IPSPEPSP(excitatory post synaptic potential)去極化(Depolarization)IPSP(inhibitory post synaptic potential)超極化(Hyperpolarization)時間總和和空間總和(temporal or spatial summation)EPSP和IPSPEPSP(excitatory post 無閾值引起超極化增加膜電位值遠離閾電位可總和無不應(yīng)期IPSP無閾值降低靜息膜電位電位向閾電位靠攏大小分級無不應(yīng)期可總和EPSP無閾值IPSP無閾值EPSP(EPSP)(IP

20、SP)EPSPIPSPthreshold(EPSP)(IPSP)EPSPIPSPthreshold神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件突觸傳遞有什么特點？單向傳遞突觸延擱總和興奮節(jié)律改變對內(nèi)環(huán)境變化敏感和易疲勞突觸傳遞有什么特點？單向傳遞中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的遞質(zhì)乙本酰膽堿(Ach,Acetylcholine)膽堿能神經(jīng)元在中樞內(nèi)分布較廣,例如前角運動神經(jīng)元,另外丘腦特異性投射神經(jīng)元、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(上行興奮系統(tǒng))、邊緣系統(tǒng)中都有這類神經(jīng)元,主要使突觸后神經(jīng)元興奮。Ach對中樞神經(jīng)系統(tǒng)運動、感受、大腦皮質(zhì)的覺醒、學(xué)習(xí)、記憶等功能有重要影響。遞質(zhì)(NT,N

21、eurotransmitters)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的遞質(zhì)乙本酰膽堿(Ach,Acetylchol一種興奮性化學(xué)遞質(zhì)突觸小泡釋放跟后膜受體結(jié)合EPSPs按電纜特性傳向軸突的起始部位軸丘部位存在敏感的電壓門控通道動作電位的頻率決定能否達到閾電位AchE分解一種興奮性化學(xué)遞質(zhì)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單胺類(Monoamines)類型腎上腺素(E, Epinephrine)去甲腎上腺素(NE, Norepinephrine)5-羥色胺(5-HT,5-hydroxytryptamine, Serotonin)多巴胺(DA, Dopamine)

24、遞質(zhì)跟后膜上的特別受體結(jié)合單胺類(Monoamines)類型存在于中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng):極大多數(shù)去甲腎上腺素能神經(jīng)元位于低位腦干,尤其是中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、腦橋的藍斑以及延髓網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的腹外側(cè)部分,其纖維分上行、下行和支配低位腦干部分。隨分布部位不同,有興奮性遞質(zhì)或抑制性遞質(zhì)作用。 精神覺醒去甲腎上腺素存在于中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中去甲腎上腺素5-羥色胺存在于低位腦干近中線區(qū)的縫核神經(jīng)元纖維投向也可分為上行、下行和支配低位腦干三部分,上行纖維達丘腦、下丘腦、邊緣前腦和大腦皮質(zhì),下行纖維達脊髓灰質(zhì)區(qū)側(cè)角和前角。調(diào)節(jié)心情、行為、食欲和腦循環(huán)5-羥色胺存在于低位腦干近中線區(qū)的縫核神經(jīng)元多巴胺

25、在中腦神經(jīng)元抑制性遞質(zhì)黑質(zhì)紋狀體多巴胺系統(tǒng)骨骼肌肉的協(xié)調(diào)帕金森氏癥(Parkinsons disease):黑質(zhì)神經(jīng)元退化中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)行為成癮藥物多巴胺在中腦神經(jīng)元作用機理單胺類不是直截了當(dāng)打開離子通道通過第二信使-cAMP去甲腎上腺素的結(jié)合引起G蛋白亞單位解離亞單位活動腺苷酸環(huán)化酶,分解ATP,產(chǎn)生cAMP激化蛋白激酶,再磷酸化其它作用機理單胺類不是直截了當(dāng)打開離子通道神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件單胺類遞質(zhì)的滅活前膜重吸收前膜單胺氧化酶(MAO,monoamine oxidase)的降解后膜兒茶酚胺氧位甲基轉(zhuǎn)移酶(T,catechol-O-methyl transferase)的降解單

26、胺類遞質(zhì)的滅活前膜重吸收神經(jīng)系統(tǒng)及其生理第一部-課件氨基酸類(Amino Acids)谷氨酸(glutamic acid) 和天冬氨酸(aspartic acid)腦內(nèi)主要的興奮性遞質(zhì)谷氨酸受體有二類,離子型受體和代謝型受體 (mGluRs)氨基酸類(Amino Acids)谷氨酸(glutamic 離子型受體受體與離子通道偶聯(lián),形成受體通道復(fù)合物,介導(dǎo)快信號傳遞N-甲基-D-天冬氨酸受體( NMDAR ) :與突觸的可塑性和學(xué)習(xí)記憶緊密相關(guān);對Ca2+高度通透;兩個谷氨酸和兩個甘氨酸結(jié)合識別位點,谷氨酸和甘氨酸均是受體的特異性激活劑海人藻酸受體(KAR) 和-氨基-3 羥基-5 甲基-4 異

27、惡唑受體( AMPAR ) :KA/AMPAR對Na+、K+有通透性,一些亞型對Ca2+也有通透性離子型受體代謝型受體 (mGluRs)G-蛋白偶聯(lián),調(diào)節(jié)細胞內(nèi)第二信使的產(chǎn)生而導(dǎo)致代謝改變的谷氨酸受體,產(chǎn)生較緩慢的生理反應(yīng)代謝型受體 (mGluRs)甘氨酸(Glycine)抑制, IPSPs打開Cl-通道 協(xié)調(diào)控制骨骼肌運動GABA(-氨基丁酸)腦內(nèi)常見遞質(zhì)抑制, IPSPs小腦中與運動功能有關(guān)甘氨酸(Glycine)肽類(Polypeptides)縮膽囊肽(CCK,cholecystokinin)餐后產(chǎn)生飽食感 P物質(zhì)(substance P)痛覺的主要遞質(zhì)內(nèi)源性阿片(opiod)腦內(nèi)自生的

28、鎮(zhèn)痛復(fù)合物,阻止P物質(zhì)釋放-內(nèi)啡肽(Beta-endorphin),腦啡肽(enkephalins),強啡肽(dynorphin)肽類(Polypeptides)縮膽囊肽(CCK,chole神經(jīng)肽Y(Neuropeptide Y)腦內(nèi)最豐富的神經(jīng)肽抑制海馬(hippocampus)谷氨酸強烈刺激食欲其它遞質(zhì)血管活性腸肽(VIP),NO等神經(jīng)肽Y(Neuropeptide Y)周圍神經(jīng)系統(tǒng)中的遞質(zhì)AchNE平滑機,心肌和腺體增加血壓,動脈收縮其它自主神經(jīng)系統(tǒng)遞質(zhì):一些節(jié)后纖維通過其它遞質(zhì)產(chǎn)生效應(yīng),如ATP,VIP,周圍神經(jīng)系統(tǒng)中的遞質(zhì)Ach遞質(zhì)共存Dale原則(Dales principle)D

29、ale于1935年提出,其基本觀點是:神經(jīng)元既然作為一個代謝單位,它的各個突觸釋放的遞質(zhì)應(yīng)該是相同的。該原則也意味著神經(jīng)元在發(fā)育中,某些分化過程已決定了該神經(jīng)元將制造、貯存和釋放什么樣的遞質(zhì)。該原則只適用于突觸前神經(jīng)元,不適用于突觸后作用,因為一個神經(jīng)元釋放的遞質(zhì)在不同的突觸后靶神經(jīng)元能夠產(chǎn)生不同的生理作用,如此的神經(jīng)元被稱為“多作用神經(jīng)元”。遞質(zhì)共存Dale原則(Dales principle)Kandel E(1976)對無脊推動物做了有關(guān)研究,結(jié)論:突觸的作用不是由遞質(zhì)決定的,而是由突觸后細胞的受體所決定的;一個突觸前神經(jīng)元的突觸后細胞的受體具有不同的藥理學(xué)性質(zhì)并控制不同的離子通道;突觸后細胞關(guān)于某種遞質(zhì)能夠有不只一