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1、神经元和神经胶质细胞的结构和功能,神经元和神经纤维,1. 神经纤维兴奋传导的特征,完整性 绝缘性 双向性 相对不疲劳性,2. 神经纤维的分类,3. 神经胶质细胞,人类神经系统含有(1-5)1012神经胶质细胞,为神经元的10-50倍,有胞体和突起,但无树突和轴突之分,为缝隙连接.可改变膜电位,但不产生动作电位.,神经胶质细胞的功能:,支持作用 修复和再生作用 物质代谢和营养性作用 绝缘和屏障作用 维持合适的离子浓度 摄取和分泌神经递质 免疫应答作用,神经元的信息传递,突触传递,化学突触（神经递质） 电突触（局部电流）,经典突触,非定向突触,突触的微细结构,突触前膜 突触间隙 突触后膜,突触前轴
2、突末梢的AP,突触小泡中递质量子释放,递质作用于突触后膜特异性受体或化学门控通道,突触后电位 Postsynaptic potential,PSP,Ca2+内流：Ca2+与钙调蛋白结合为4Ca2+- CaM 激活钙调蛋白 依赖的蛋白激酶，使小泡外表面的突触蛋白磷酸化 并与小泡表面解离，以解除它对小泡与前膜融合的阻碍,突触传递（电-化学-电）的过程,后膜对某些离子通透性改变,后膜电位改变（去或超极化）,兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential,EPSP),兴奋性突触后电位,突触前轴突末梢的AP,突触小泡中兴奋性递质释放,递质与突触后膜受体结合,突触后膜
3、离子通道开放,Na+(为主) K+通透性,后膜去极化（EPSP),Na+内流、 K+外流,Ca2+内流,抑制性突触后电位 (inhibitory postsynaptic potential,IPSP),抑制性突触后电位,突触前轴突末梢的AP,突触小泡中抑制性递质释放,递质与突触后膜受体结合,突触后膜离子通道开放,Cl- （主要） K+通透性,后膜超极化（IPSP）,Cl-内流、 K+外流,Ca2+内流,EPSP AND IPSP,动作电位在突触后神经元产生： EPSP在轴突的始段达到52mV左 右时，就可以引发动作电位。 始段爆发的动作电位向两个方向 扩布。 逆向扩布的动作电位将刷新神经 元
4、胞体的状态。,中枢抑制,兴奋冲动,抑制性中间神经元兴奋,释放抑制性递质,突触后神经元产生IPSP,突触后神经元发生抑制,（超极化抑制）,传入侧支性抑制,回返性抑制,突触后抑制（ postsynaptic inhibition ）,传入侧支性抑制,兴 奋 冲 动 传 入,传入侧支兴奋抑制性中间神经元,抑制性中间神经元释放抑制性递质,抑制另一神经元,突触后膜 产生IPSP,意义:调控其它神经元，以便活动协调同步。,兴奋一神经元,突触后膜产生,EPSP,回返性抑制,意义:调控神经元本身，使其活动及时终止。,神经元兴奋冲动沿轴突传出,回返侧支兴奋抑制性中间神经元,抑制性中间神经元释放抑制性递质,原兴奋
5、的神经元抑制,突触后膜 产生IPSP,兴奋一神经元,突触后膜产生,EPSP,两类突触后抑制的比较,结构基础 轴2-轴1-胞3串联突触。,通过改变突触前膜电位使突触后神经元EPSP减小的抑制称为突触前抑制。,概念,突触前抑制（presynaptic inhibition）,突触前抑制,先刺激轴2,轴2兴奋释放递质(GABA)，与轴1GABAA受体结合,轴1部分去极化(Cl-电导，Cl-外流),在此基础上再刺激轴1,轴1产生AP幅度,轴1 Ca2+内流量,轴1释放递质量,胞3EPSP幅度,胞3不易达到阈电位而抑制（去极化抑制）,减少或排除干扰信息的传入，使感觉功能更为精细。,意义,中枢易化,Pos
6、tsynaptic facilitation，突触后易化： 表现为EPSP的总和。,Presynaptic facilitation，突触前易化： 与突触前抑制具有同样的结构基础。,某些因素突触前AP时程Ca2+内流延长、增多递质释放去极化 EPSP，即产生突触前易化。,突触传递的特征,单向传递,中枢延搁,兴奋的总和,后发放,兴奋节律的改变,对内环境变化敏感和易疲劳性,突触传递的特征（总和）,突触的可塑性,指突触传递的功能可发生较长时程的增强或减弱。,强直后增强,突触前末梢在接受一短串强直性刺激后，突触后电位发生明显增强的现象。,机制：强直性刺激使Ca2+在突触前神经元内积累，胞质内Ca2+的
7、结合位点全部被占据，细胞内游离Ca2+的浓度持续升高，使突触前末梢持续释放神经递质，导致突触后电位增强。,(posttetanic potentiation),习惯化,(habituation),当重复给予较温和的刺激时，突触对刺激的反应逐渐减弱甚至消失，这种可塑性称为习惯化。,敏感化,(sensitization),当重复给予较强的刺激(尤其是伤害性刺激)时，突触对刺激的反应性逐渐增强，传递效能增强，这种可塑性称为敏感化。,长时程增强,long-term potentiation, LTP,突触前神经元受到短时间的快速重复刺激后，在突触后神经元快速形成的持续时间较长的突触后电位增强。,机制：
8、Ca2+在突触后神经元内积累。,长时程压抑,long-term depression, LTD,指突触传递效率的长时程降低。,兴奋传递的其他方式,非定向突触传递,结构基础： 轴突末梢分支上有结节状的曲张体(varicosity)，曲张体内含有递质小泡。,传递过程： 递质释放后，经组织液扩散到临近的效应器上，与相应受体结合发挥生理作用。,传递特征：, 不存在突触前膜与后膜的特化结构； 不存在一对一的支配关系，无特定的靶点； 曲张体与效应器间距大于经典的突触间隙间 距，大于20nm，有的超过400nm； 递质扩散距离较远，故传递时间较长， 且长短不一； 释放的递质能否发挥效应，取决于效应器细 胞上
9、有无相应受体。,电突触传递,结构基础： 是缝隙连接(gap junction)。缝隙连接是二个神经元紧密接触（2-4nm）的部位上有沟通两细胞浆的水通道蛋白，允许带电离子通过，且电阻低。,缝隙连接,传递过程： 局部电流和EPSP也可以电紧张扩布的形式传递。 传递特征： 双向性，速度快，几乎无潜伏期。,神经递质和受体,神经递质(neurotransmitter),传递化学信息的信号分子。指由突触前神经原合成并在末梢处释放，能特异性作用于突触后神经元或效应器上的受体，并使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质。, 能与突触后膜受体结合发挥特定的生理作用。, 突触前神经元内具有合成神经递
10、质的物质及酶系统，能 够合成该递质。,递质的条件, 递质贮存于突触小泡，冲动到达时能释放入突触间隙。, 存在能使该递质失活的酶或其它环节（如重摄取）。, 用递质拟似剂或受体阻断剂能加强或阻断递质的作用。,调质（neuromodulator）,1、与受体亲和力较低，结合受体后主要通过第二信使物 质中介起作用；,2、分子量大（多肽），脑内含量低，发挥效率慢、持久；,3、同一神经元所释放的化学信息物质，既可作为递质， 又可作为调质起作用（对不同的神经元）。,脊髓内发现的神经递质和调质种类,递质和调质的分类,按分泌部位,按化学性质,外周神经递质 中枢神经递质,胆碱类 胺类 氨基酸类 肽类 嘌呤类 脂类
11、、气体类等,胆碱类: ACh 胺类: Dopamine (DA), Noradrenaline(NA，NE), Adrenaline(Adr,E), 5-HT, histamine (HA) 氨基酸类: 兴奋性：glutamate acid(Glu), aspartic acid (Asp) 抑制性：glycine (Gly), aminobutyric (GABA) 肽类: VP, OXT, 阿片肽，脑肠肽，AngII 等 嘌呤类: 腺苷，ATP 气体: NO，CO 脂类: 花生四烯酸及其衍生物,哺乳类动物神经递质和调质的分类,胃肠道神经所释放的神经递质种类示意图,递质的共存,一个神经原内可
12、以存在两种或两种以上的神经递质或调质，末梢可同时释放两种或两种以上的递质或调质。,递质共存（neurotransmitter co-existence）：,递质的代谢,合成：主要在胞体,贮存：囊泡,释放： Ca2+ 依赖性释放。,失活：重摄取(reuptake)：主要为单胺类； 酶降解：如ACh-E，MAO等； 稀释扩散,主要的递质和受体系统,外周神经递质,乙酰胆碱和胆碱能纤维,NE和肾上腺素能纤维,肽能纤维,乙酰胆碱和胆碱能纤维,包括：全部自主神经节前纤维,绝大多数副交感节后纤维 （个别肽能纤维除外）,个别交感节后纤维 （如支配汗腺、骨骼肌的血管平滑肌）,全部躯体运动神经,NE和肾上腺素能纤
13、维,绝大多数交感节后纤维属之。,NE的合成：,酪氨酸,酪氨酸羟化酶,多巴,多巴脱羧酶,多巴胺,-羟化酶,去甲肾上腺素,NE的灭活：,前膜重新摄取、酶的水解、入血,肽能纤维,主要分布在胃、肠粘膜内,中枢神经递质,胆 碱 类： 乙酰胆碱 胺 类： 多巴胺、NE、5-羟色胺等 氨基酸类： 谷氨酸、甘氨酸、GABA等 肽 类： 下丘脑调节肽、VP、脑-肠肽等 嘌 呤 类： 腺苷、ATP 气 体 类： NO、CO 脂 类： 花生四烯酸及其衍生物（PG等）,受 体 （receptor）,受体是指细胞膜或细胞内能与某些化学物质（如递质、 调质、激素等，又称为配体，Ligand）发生特异 性结合并诱发生物效应
14、的特殊生物分子。,分为：离子通道型受体（促离子型受体）如：烟碱受体和 部分氨基酸类递质受体 G-蛋白耦联受体（促代谢型受体）如：毒蕈碱受体、 肾上腺素能受体、肽类递质受体等,胆碱能受体,1.毒蕈碱受体（muscarinic receptor,M型受体),全部分布在胆碱能纤维所支配的效应器上，分M1M5 5种亚型。均为G-蛋白耦联受体，胞内第二信使为cAMP或IP3、DG。有兴奋作用（如支气管、胃肠平滑肌收缩，膀胱逼尿肌收缩，虹膜环形肌收缩,消化腺和汗腺分泌增加等）；有抑制作用（如心脏活动抑制，骨骼肌血管舒张）。其阻断剂为阿托品。,2. 烟碱受体 (nicotinic receptor, N型受
15、体),N1型又称神经元型，分布在自主神经神经节的 突触后膜上。其阻断剂为六烃季铵。,N2型又称肌肉型，分布在神经-骨骼肌接头的 终板膜上。其阻断剂为十烃季铵。,两者均可被筒箭毒阻断。 两种N受体均为配体门控通道（属化学门控通道）,分两种亚型：,肾上腺素能受体,1受体 主要分布在皮肤、粘膜、肾脏、胃肠等 血管平滑肌和虹膜辐射状肌上，为兴奋 收缩作用； 阻断剂为哌唑嗪。,受体,肾上腺素能受体均为G-蛋白耦联受体,2受体 为突触前受体。如使小肠平滑肌舒张。 阻断剂为育亨宾。 二者均可被酚妥拉明阻断。,受体,1受体 主要分布在心肌上，使心肌产生正性作用， 其阻断剂为心得宁（阿提洛尔） 、美托洛尔。,2
16、受体 主要分布在骨骼肌血管、子宫、小肠、支气管等 平滑肌上，均为抑制舒张效应； 其阻断剂为丁氧胺（心得乐）。 1受体、2受体均可被普萘洛尔（心得安）所阻断。,3受体 主要分布在脂肪组织。,反射弧中枢部分的活动规律,反射(reflex): 在CNS参与下，机体对内外环境刺激所作的 规律性应答。,反射弧(reflex arc)： 是反射的结构基础。,反射过程,适宜刺激,感受器,传入神经,反射中枢,传出神经,效应器,内分泌腺,激素,入血,中枢神经元的联系方式,辐散联系的意义： 一个神经元的兴奋可引起许多神经元同时兴奋 或抑制。,1.使CNS内神经元活动能够集中； 2.使兴奋或抑制能在后一个神经元上发生总和 而及时加强或减弱。,聚合联系的意义：,反馈的结构基础 1、如果环路中神经元的生理效应一致，兴奋通过环路 传递将加强和延续。 是正反馈和后发放的结构基础。 2、如果环路中有些神经元是抑制性的，则兴奋通过环 路后活动将减弱或终止。 是负反馈的结构基础。,环状联系的意义：,单突触反射和多突触反射,Monosynaptic reflex 传入神经元与传出神经元间只有一个突触的反射。 Polysynaptic reflex 传入神经元与传出神经元间存在一个以上中间神经元参与的反射。,THE END!,