《神經(jīng)電信號傳遞》課件

神經(jīng)電信號傳遞課程目標神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)了解神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)，包括胞體、軸突和樹突。動作電位的產(chǎn)生與傳播掌握動作電位產(chǎn)生的機制，以及在神經(jīng)元軸突上的傳播方式。突觸傳遞理解神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間的傳遞過程，包括神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、受體結(jié)合和信號轉(zhuǎn)導。神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，負責接收、整合和傳遞信息。神經(jīng)元由細胞體、樹突和軸突構(gòu)成。細胞體包含細胞核和細胞器，負責神經(jīng)元的生命活動。樹突是神經(jīng)元的接收部位，接收來自其他神經(jīng)元的信號。軸突是神經(jīng)元的輸出部位，將神經(jīng)元的信息傳遞給其他神經(jīng)元、肌肉或腺體。神經(jīng)元靜息電位-70mV靜息電位神經(jīng)元未受到刺激時的膜電位。Na+鈉離子細胞外濃度高，細胞內(nèi)濃度低。K+鉀離子細胞內(nèi)濃度高，細胞外濃度低。神經(jīng)細胞膜的離子通道鈉離子通道在神經(jīng)元靜息狀態(tài)下，鈉離子通道通常是關(guān)閉的，但是當細胞膜被去極化時，鈉離子通道會打開，允許鈉離子進入細胞，從而導致膜電位的進一步去極化。鉀離子通道鉀離子通道在神經(jīng)元靜息狀態(tài)下通常是打開的，允許鉀離子從細胞中流出，有助于維持膜電位的負極性。在動作電位期間，鉀離子通道打開的時間比鈉離子通道更長，導致鉀離子流出細胞，從而使膜電位恢復到靜息狀態(tài)。動作電位的產(chǎn)生1靜息電位神經(jīng)元處于靜息狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在電位差，稱為靜息電位。靜息電位主要由鉀離子外流形成，維持在約-70mV。2閾值刺激當神經(jīng)元受到刺激時，細胞膜上的鈉離子通道打開，鈉離子大量涌入細胞，導致膜電位迅速上升。3去極化當膜電位達到閾值時，鈉離子通道完全打開，大量鈉離子涌入，導致膜電位迅速上升，稱為去極化。4峰值膜電位達到峰值時，鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子通道打開，鉀離子大量外流，導致膜電位下降。5復極化膜電位下降到靜息電位水平，稱為復極化。此時，鈉鉀泵將鈉離子泵出細胞，鉀離子泵入細胞，恢復靜息電位。動作電位的傳播1無髓鞘神經(jīng)纖維局部電流2有髓鞘神經(jīng)纖維跳躍式傳導3動作電位特點不衰減突觸的類型化學突觸神經(jīng)遞質(zhì)通過突觸間隙傳遞信號，這是一種較為常見的類型。電突觸神經(jīng)元之間通過直接的離子通道連接，傳遞信號速度更快，但信息傳遞的方向性較弱。突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)1動作電位到達軸突末梢鈣離子通道打開，鈣離子內(nèi)流2鈣離子與突觸小泡結(jié)合觸發(fā)小泡移動至突觸前膜3突觸小泡與突觸前膜融合神經(jīng)遞質(zhì)釋放至突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)的作用機理1結(jié)合受體神經(jīng)遞質(zhì)釋放后，與突觸后膜上的受體結(jié)合，激活或抑制靶細胞的活動。2離子通道一些神經(jīng)遞質(zhì)通過直接作用于離子通道，改變膜的通透性，引起膜電位變化，從而傳遞信號。3信號通路一些神經(jīng)遞質(zhì)通過激活第二信使系統(tǒng)，引發(fā)一系列的信號轉(zhuǎn)導過程，最終改變靶細胞的生理功能。突觸后膜受體的激活神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合，啟動信號傳遞過程。受體激活受體被激活，引發(fā)一系列細胞內(nèi)信號級聯(lián)反應。信號傳遞信號沿著神經(jīng)元傳遞，最終影響目標細胞的功能。突觸后電位的產(chǎn)生1神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合2受體激活受體激活離子通道3離子流動離子跨膜流動，改變膜電位神經(jīng)細胞間的信號傳遞1突觸傳遞神經(jīng)遞質(zhì)釋放，跨越突觸間隙2受體結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合3信號傳遞誘發(fā)突觸后膜電位變化神經(jīng)細胞間的信息傳遞主要依靠突觸傳遞。這種傳遞方式依賴于神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙的釋放，以及神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜受體的結(jié)合，從而誘發(fā)突觸后膜電位變化，實現(xiàn)信號的傳遞。神經(jīng)遞質(zhì)的代謝與重復利用神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中發(fā)揮作用后，需要被迅速清除，以確保神經(jīng)信號傳遞的快速和準確。神經(jīng)遞質(zhì)的清除主要通過兩種機制：酶促降解和重新攝取。酶促降解是指神經(jīng)遞質(zhì)被特定的酶分解成無活性物質(zhì)，而重新攝取是指神經(jīng)遞質(zhì)被突觸前神經(jīng)元重新吸收，并儲存在突觸小泡中，等待再次釋放。神經(jīng)遞質(zhì)的種類興奮性神經(jīng)遞質(zhì)促進神經(jīng)元興奮，增強神經(jīng)傳遞。抑制性神經(jīng)遞質(zhì)抑制神經(jīng)元興奮，減弱神經(jīng)傳遞。調(diào)節(jié)性神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動，影響多種生理功能。神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的功能與失調(diào)神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)在維持身體正常功能中起著至關(guān)重要的作用，包括情緒、認知、運動和感覺。失調(diào)神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的失調(diào)會導致一系列精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如抑郁癥、焦慮癥、帕金森病和阿爾茨海默病。興奮性神經(jīng)遞質(zhì)定義興奮性神經(jīng)遞質(zhì)是一種能夠增強神經(jīng)元活動的神經(jīng)化學物質(zhì)，它們在突觸傳遞中起著重要的作用，促進神經(jīng)信號的傳遞和神經(jīng)元的興奮。作用它們通過與突觸后膜上的受體結(jié)合，引起突觸后膜的去極化，從而增加神經(jīng)元產(chǎn)生動作電位的可能性。例子常見的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)包括谷氨酸、乙酰膽堿和多巴胺等。抑制性神經(jīng)遞質(zhì)抑制神經(jīng)元活動抑制性神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)元間傳遞抑制性信號，降低神經(jīng)元興奮性，并控制神經(jīng)活動。調(diào)節(jié)神經(jīng)元平衡抑制性神經(jīng)遞質(zhì)與興奮性神經(jīng)遞質(zhì)相互作用，維持神經(jīng)系統(tǒng)平衡，防止神經(jīng)元過度興奮。參與多種生理功能抑制性神經(jīng)遞質(zhì)參與學習、記憶、睡眠、情緒、運動控制等多種生理過程。多巴胺的功能與失調(diào)愉悅和動機多巴胺與快樂、動機和獎賞有關(guān)。當我們體驗到快樂的事物時，大腦會釋放多巴胺，讓我們更有動力去尋求類似的體驗。學習和記憶多巴胺在學習和記憶中也起著重要作用。它幫助我們記住與獎賞相關(guān)的事件，并學習新的技能。運動控制多巴胺參與控制身體的運動。多巴胺水平的失衡會導致帕金森病，一種影響運動功能的疾病。乙酰膽堿的功能與失調(diào)肌肉收縮乙酰膽堿在神經(jīng)肌肉接頭處釋放，使肌肉收縮。認知功能乙酰膽堿在學習和記憶中起重要作用，它參與大腦中信息的傳遞和存儲。自主神經(jīng)系統(tǒng)乙酰膽堿參與調(diào)節(jié)心率、血壓、消化等自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能。失調(diào)乙酰膽堿水平降低會導致阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。5-羥色胺的功能與失調(diào)情緒調(diào)節(jié)5-羥色胺在情緒的調(diào)節(jié)中起著重要的作用。它能改善情緒，減少焦慮和抑郁，并促進幸福感。睡眠與食欲5-羥色胺與睡眠和食欲的調(diào)節(jié)密切相關(guān)。它能促進睡眠，并調(diào)節(jié)食欲，抑制暴飲暴食。認知功能5-羥色胺對認知功能的影響包括記憶、學習、注意力等方面，它能促進學習和記憶，提高注意力集中。失調(diào)的影響5-羥色胺失衡會導致抑郁癥、焦慮癥、強迫癥、睡眠障礙等多種精神疾病。谷氨酸的功能與失調(diào)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，參與學習、記憶、認知等重要功能。過度興奮谷氨酸水平過高會導致神經(jīng)元過度興奮，進而損傷神經(jīng)細胞，引發(fā)腦卒中、阿爾茨海默病等神經(jīng)疾病。神經(jīng)元凋亡谷氨酸水平失衡還會導致神經(jīng)元凋亡，進而影響腦功能，例如帕金森病、亨廷頓舞蹈癥等。GABA的功能與失調(diào)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA是腦中主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，它有助于調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性，保持大腦的穩(wěn)定狀態(tài)。焦慮癥和抑郁癥GABA水平下降會導致神經(jīng)元的過度興奮，從而引發(fā)焦慮癥和抑郁癥等精神疾病。癲癇GABA水平降低會導致神經(jīng)元過度興奮，從而引發(fā)癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。神經(jīng)遞質(zhì)受體的藥理調(diào)控藥物可通過與受體結(jié)合，模擬或阻斷神經(jīng)遞質(zhì)的作用，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)傳遞。藥物作用于神經(jīng)遞質(zhì)受體，可用于治療精神疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。對神經(jīng)遞質(zhì)受體的藥理調(diào)控，是開發(fā)新型藥物的重要方向。神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)疾病神經(jīng)遞質(zhì)失衡會導致各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如抑郁癥、焦慮癥、帕金森病、阿爾茨海默病等。藥物治療是神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)疾病的主要治療方法，通過調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平或受體活性來改善癥狀。健康的生活方式，如均衡飲食、適度運動、充足睡眠、壓力管理等，也有助于預防和緩解神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)疾病。神經(jīng)遞質(zhì)與精神疾病抑郁癥與血清素、多巴胺和去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)的水平和功能失衡有關(guān)。焦慮癥與GABA、谷氨酸和去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)的水平和功能失衡有關(guān)。精神分裂癥與多巴胺、谷氨酸和GABA等神經(jīng)遞質(zhì)的水平和功能失衡有關(guān)。神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)系統(tǒng)疾病帕金森病多巴胺分泌不足導致運動障礙。阿爾茨海默病乙酰膽堿水平降低，影響記憶和認知功能。癲癇GABA抑制性神經(jīng)遞質(zhì)功能障礙，導致過度神經(jīng)元興奮。神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)控的臨床應用1精神疾病治療抗抑郁癥藥物、抗焦慮藥物、抗精神病藥物等，通過調(diào)節(jié)相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的水平來改善患者的癥狀。2神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療帕金森病、阿爾茨海默病、癲癇等疾病，通過調(diào)節(jié)相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的水平來緩解疾病的癥狀。3疼痛管理通過調(diào)節(jié)與疼痛相關(guān)的遞質(zhì)的水平來減輕疼痛，例如使用阿片類藥物。神經(jīng)遞質(zhì)研究的前沿進展精準藥物研發(fā)開發(fā)靶向特定神經(jīng)遞質(zhì)受體的藥