神經(jīng)生理學(xué)課件

1、神經(jīng)生理學(xué)青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院,李生花,神經(jīng)生理學(xué)教學(xué)大綱 課程名稱：神經(jīng)生理學(xué)英文名稱Neurophysiology 大綱內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配： 第一章神經(jīng)系統(tǒng)的組成及電活動(dòng) 第一節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的組成及功能活動(dòng) 一、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞 二、神經(jīng)纖維傳導(dǎo)興奮的功能和特征 三、影響傳導(dǎo)速度的因素和神經(jīng)纖維分類；掌握神經(jīng)纖維的軸漿運(yùn)輸功能 第二節(jié) 神經(jīng)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象 一、靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制，膜學(xué)說(shuō)、離子學(xué)說(shuō)及鈉泵的作用 二、動(dòng)作電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ) 三、興奮性周期性變化,第三章神經(jīng)肌肉接頭及突觸傳遞 第一節(jié) 突觸傳遞的過(guò)程； 一、突觸傳遞的類型； 二、神經(jīng)肌肉接頭傳遞機(jī)制。 三、中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)化學(xué)傳遞機(jī)制 第二

2、節(jié) 幾種主要的中樞神經(jīng)遞質(zhì) 第三節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制 一、脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的分類及作用 二、脊髓反射 三、腦干對(duì)肌緊張和姿勢(shì)的控制 四、大腦皮層對(duì)姿勢(shì)反射的調(diào)節(jié) 五、大腦皮層對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 六、基底神經(jīng)節(jié)對(duì)軀體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié),第一章 神經(jīng)系統(tǒng)的組成及電活動(dòng),一、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,（一）神經(jīng)元 1011 組成神經(jīng)系統(tǒng)的基本功能單位,1.神經(jīng)元的一般結(jié)構(gòu)和功能（1）胞體（2）突起：樹(shù)突 + 軸突,第一節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)組成,2.神經(jīng)元的分類 (1)按突起的數(shù)目分類 假單極神經(jīng)元 雙極神經(jīng)元 多極神經(jīng)元,(2)按神經(jīng)元的功能分類 感覺(jué)神經(jīng)元 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 聯(lián)絡(luò)神經(jīng)元 (3)按所釋放的遞質(zhì)分類 膽堿能神經(jīng)元

3、 腎上腺素能神經(jīng)元 多巴胺能神經(jīng)元等,（二）神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,數(shù)量 ：在人類的神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量約為神經(jīng)元數(shù)量的1050倍。,種類：在周圍神經(jīng)系統(tǒng)，有施萬(wàn)細(xì)胞；在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有星形膠質(zhì)細(xì)胞，少突膠質(zhì)細(xì)胞，小膠質(zhì)細(xì)胞。,功能,1. 支持作用 2. 絕緣和屏障作用 3. 吞噬和免疫應(yīng)答作用 4. 物質(zhì)代謝和營(yíng)養(yǎng)性作用 5. 攝取和分泌神經(jīng)遞質(zhì) 6. 維持合適的離子濃度 7. 修復(fù)和再生作用,二、神經(jīng)纖維及其功能,1.神經(jīng)纖維的分類（根據(jù)電生理特性）,（根據(jù)直徑和來(lái)源）, 對(duì)傳入神經(jīng)纖維多采用此類命名法,注：痛覺(jué)傳入纖維習(xí)慣用A類纖維和C類纖維。,2.神經(jīng)纖維功能及特征,1）完整性：神經(jīng)沖

4、動(dòng)的正常傳導(dǎo)有賴于神經(jīng)纖維結(jié)構(gòu)與功能上完整。 2）絕緣性：各神經(jīng)纖維的興奮只沿本纖維傳導(dǎo)，互不干擾。 3）雙向性：神經(jīng)纖維上任何一點(diǎn)的動(dòng)作電位可同時(shí)沿神經(jīng)纖維向兩端傳導(dǎo)。 4）不衰減傳導(dǎo) 5）相對(duì)不疲勞性：神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)耗能遠(yuǎn)小于突觸傳遞，不易疲勞。,（1）神經(jīng)纖維的功能：傳導(dǎo)興奮 （2）傳導(dǎo)興奮的特征：,（3）神經(jīng)纖維的軸漿運(yùn)輸,分類（雙向雙速） 1） 順向軸漿運(yùn)輸（主要）：由胞體向軸突末梢的運(yùn)輸。 快速：410 mm/d，運(yùn)輸有膜的細(xì)胞器，如線粒體、含 遞質(zhì)的囊泡、分泌顆粒等，對(duì)于維持突觸的傳 遞功能和神經(jīng)分泌功能具有重要意義。 慢速：112 mm/d，運(yùn)輸軸突生長(zhǎng)和代謝所需要的營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)

5、，如微絲、微管等，對(duì)于軸突的生長(zhǎng)和 再生有重要意義。,概念：在神經(jīng)纖維內(nèi)借助軸漿流動(dòng)來(lái)運(yùn)輸物質(zhì)的現(xiàn)象。,逆向軸漿運(yùn)輸,由軸突末梢向胞體的運(yùn)輸。 速度約為205 mm/d，其意義可能為攝入神經(jīng)生長(zhǎng)因子等物質(zhì)，對(duì)胞體蛋白質(zhì)的合成起反饋調(diào)節(jié)作用?？袢《?、破傷風(fēng)病毒及辣根過(guò)氧化酶可經(jīng)逆向軸漿運(yùn)輸，由外周向中樞轉(zhuǎn)運(yùn),功能性作用(functional action)：N元通過(guò)傳導(dǎo)AP遞質(zhì)釋放調(diào)控所支配組織的功能活動(dòng)； 營(yíng)養(yǎng)性作用(trophic action)：神經(jīng)末梢經(jīng)常釋放某些營(yíng)養(yǎng)性因子，持續(xù)地調(diào)節(jié)所支配組織細(xì)胞的代謝活動(dòng)，促進(jìn)糖原與蛋白質(zhì)合成。,神經(jīng)的營(yíng)養(yǎng)性作用與AP無(wú)關(guān)、而與營(yíng)養(yǎng)因子有關(guān)。 如：

6、持續(xù)用局部麻醉藥阻斷AP傳導(dǎo)，并不能使所支配的肌肉發(fā)生內(nèi)在的代謝改變。,如：切斷運(yùn)動(dòng)N所支配的肌肉內(nèi)糖原合成、蛋白質(zhì)分解，肌肉逐漸萎縮。,（4）神經(jīng)纖維對(duì)所支配效應(yīng)器的作用,支持神經(jīng)的營(yíng)養(yǎng)性因子 目前已從神經(jīng)所支配的組織和星形膠質(zhì)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)并分離出多種支持N元生長(zhǎng)、發(fā)育和功能完整性的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)性因子：如：神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)性因子(BD-NF)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)性因子3(NT-3)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)性因子4/5(NT-4/5)、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、成纖維生長(zhǎng)因子等。一些因子國(guó)內(nèi)已人工合成，將逐步應(yīng)用于臨床。,作用機(jī)制： 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)性因子N末梢的特異受體(TrKA、TrKB、TrKC受體)N末梢攝入

7、軸漿運(yùn)輸(逆流方式)胞體促進(jìn)N元生長(zhǎng)發(fā)育。,靜息電位：(resting potential,RP)是細(xì)胞未受到刺激時(shí)，存在于細(xì)胞膜內(nèi)、外的電位梯度。 范圍：,一、靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制,（一）靜息電位的測(cè)定和概念,第二節(jié) 神經(jīng)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象 (Bioelectricity Phenomena of the Cell),習(xí)慣叫法:因膜內(nèi)電位低于膜外，習(xí)慣上RP指的是膜內(nèi) 負(fù)電位。 極化：細(xì)胞安靜時(shí)，呈現(xiàn) “內(nèi)負(fù)外正” 的狀態(tài)。 去極化：靜息電位減小，即RP膜內(nèi)負(fù)電位(- 70-50mV) 超極化：靜息電位增大，表明膜兩側(cè)電荷分布密度加 大，即RP膜內(nèi)負(fù)電位 復(fù)極化:細(xì)胞膜去極化后再向靜息電位方向

8、恢復(fù)的過(guò) 程。,細(xì)胞生物電現(xiàn)象的表述,靜息電位的記錄裝置,1. 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻 Na+oNa+i121, K+iK+o301 Cl- i Cl- o114, A-i A-o 41 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性 通透性：K+ Cl- Na+ A-,（二）靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制,細(xì)胞膜上的所有離子通道都處于關(guān)閉狀態(tài)，膜電位等于零，各種離子電流亦等于零,假定細(xì)胞膜對(duì)K具有通透性，即K通道開(kāi)放gk0), K+則依照濃度梯 度由細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外擴(kuò)散， K電流不再是零而且膜電位也不再是零而 是呈現(xiàn)外正內(nèi)負(fù)的電位差,當(dāng)膜電位等于K+的電化學(xué)平衡電位時(shí)（80mV)，K擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力等于

9、零Ik=gk(Vm-Ek)，K擴(kuò)散停止，K電流又等于零,K在細(xì)胞內(nèi)外的濃度差 a)、K由細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外的 c)、靜息電位，即K平衡電位。,靜息電位形成 示意圖,動(dòng)力：膜內(nèi)K順濃度差向膜外擴(kuò)散 膜內(nèi)負(fù)離子不能向膜外擴(kuò)散,阻力：膜外的K對(duì)進(jìn)一步外流的K有排斥力；膜內(nèi)的負(fù)離子對(duì)進(jìn)一步外流的K有吸引力,膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài),當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)=RP,結(jié)論:RP的產(chǎn)生主要是K向膜外擴(kuò)散的結(jié)果。 RP=K+的平衡電位,動(dòng)作電位(action potential，AP):可興奮細(xì)胞受到刺激，在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的瞬時(shí)跨膜電位，稱為動(dòng)作電位。,二、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制,細(xì)胞的動(dòng)作電位,圖示

10、Na在膜內(nèi)外的不平衡分布，細(xì)胞外濃度高，而細(xì)胞內(nèi)濃度低,圖示細(xì)胞膜對(duì)Na具有通透性， Na由細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散,圖示由Na的擴(kuò)散形成的電化學(xué)平衡電位,（二）AP產(chǎn)生的機(jī)制,1.電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力,2.動(dòng)作電位期間的膜電導(dǎo)的變化,內(nèi)向電流：如果細(xì)胞受刺激時(shí)引起離子流動(dòng)，造成膜外的正電荷流入膜內(nèi)，稱為內(nèi)向電流（inward current）. 外相電流：如果細(xì)胞受刺激時(shí)引起離子流動(dòng)，造成膜內(nèi)的正電荷流出細(xì)胞外，稱為外相電流（outward current） 電壓鉗技術(shù),膜內(nèi)外存在Na+差:膜外Na+ 膜內(nèi)Na+O 110， 膜在受到閾刺激而興奮時(shí)，對(duì)離子的通透性增加： 即電壓門控性Na+、鈉離子內(nèi)流；形

11、成AP的上升枝； K+通道激活而開(kāi)放，形成AP的下降枝。,3.離子流與AP的形成,機(jī)制：,改變細(xì)胞外液的Na濃度，AP的變化。,青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,結(jié)論：AP的上升支由Na內(nèi)流形成，下降 支是K外流形成的，后電位是NaK 泵活動(dòng)引起的。 AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復(fù)是 消耗能量的（NaK泵的活動(dòng)）。 AP=Na的平衡電位。 證明：Nernst公式的計(jì)算 AP達(dá)到的超射值（正電位值）相當(dāng)于計(jì)算 所得的ENa值。 應(yīng)用Na通道特異性阻斷劑河豚毒后， 內(nèi)向電流全部消失（AP消失）。,(4)離子通道的功能狀態(tài),Na+離子通道的狀態(tài)：關(guān)閉（close）；激活（activation）和失活

12、（inactivation）,H門,M門,動(dòng)作電位的特征：,具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象 以脈沖的方式傳導(dǎo) 是非衰減式傳導(dǎo)：即同一細(xì)胞上的AP大小不隨傳導(dǎo)距離的改變而改變的現(xiàn)象。 動(dòng)作電位的意義：AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。,1.動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳播-局部電流,動(dòng)作電位的傳播,有髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為遠(yuǎn)距離局部電流(跳躍式)。,無(wú)髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流,2.動(dòng)作電位在細(xì)胞之間的傳播,結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：縫隙連接，電突觸，,興奮性及其變化,興奮：當(dāng)機(jī)體、器官、組織或細(xì)胞受到刺激時(shí)，功能活 動(dòng)由弱變強(qiáng)或由相對(duì)靜止轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^活躍的反應(yīng) 過(guò)程或反應(yīng)形式。,興奮性：是機(jī)體的組織或細(xì)胞接受刺激后發(fā)生反

13、應(yīng)的能力或特性，它是生命活動(dòng)的基本 特征之一。,1.興奮性,興奮性,可興奮細(xì)胞：受刺激后能產(chǎn)生AP的細(xì)胞。 可興奮組織：受刺激后能產(chǎn)生AP的組織。 種類：神經(jīng)細(xì)胞，肌細(xì)胞及腺體。 興奮性又可定義為細(xì)胞接受刺激后產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力，動(dòng)作電位又是興奮的同義詞。 興奮性的高低用刺激的閾值來(lái)衡量。,絕對(duì)不應(yīng)期：無(wú)論多強(qiáng)的刺激也不能再次興奮的期間。 相對(duì)不應(yīng)期：大于原先的刺激強(qiáng)度才能再次興奮期間。 超常期：小于原先的刺激強(qiáng)度便能再次興奮的期間。 低常期：大于原先的刺激強(qiáng)度才能再次興奮的期間。,2.興奮過(guò)程中興奮性的變化,分 期 興奮性 與AP對(duì)應(yīng)關(guān)系 機(jī) 制 絕對(duì)不應(yīng)期 降至零 鋒電位 鈉通道失活 相對(duì)不應(yīng)期