第11章神经系统钟祎A1-624广州医科大学生理教研室神经系统•中枢神经系统:脑、脊髓•周围神经系统主要内容•第一节神经元与神经胶质细胞•第二节神经元间的信息传递•第三节反射过程中的信息传递•第四节感觉的形成•第五节躯体运动的调控•第六节内脏活动的神经调节•第七节脑的高级功能及睡眠第一节神经元和神经胶质细胞一、神经元与神经纤维二、神经胶质细胞一、神经元与神经纤维神经元:神经系统结构和功能的基本单位,包括胞体和突起两部分神经纤维:神经元长轴突外面包有神经膜或髓鞘,称为神经纤维,传导神经冲动(一)神经元1.神经元的功能形态特征始段initialsegment※接受和传递信息※加工处理信息※部分有内分泌功能轴丘、始段:动作电位发生部位轴突:全或无传导神经末梢:分泌神经递质神经元的主要功能:突触小体★神经纤维树突棘2.神经元的分类投射神经元:轴突长,通过传导神经冲动传送信息中间神经元:大量树突,整合信息,局部信息传递3.神经元的电生理特性兴奋性最高的细胞,轴丘上分布阳离子通道,可产生动作电位4.神经元的再生与增值不可再生,某些脑区存在具有增生能力的前体细胞(二)神经纤维1.神经纤维的分类按传导速度(传出纤维):A、B、C(快到慢)按直径和来源(传入纤维):I、II、III、IV直径,有无髓鞘,髓鞘厚度,温度2.神经纤维传导兴奋的速度3.神经纤维传导兴奋的特征:完整性:结构和功能的完整绝缘性:信息互不干扰双向性:相对不疲劳性★★顺逆维持神经元结构功能的完整性变性变性4.神经纤维的轴浆运输(axoplasmictransport)概念:轴突内借助轴浆流动运输物质的现象顺向运输——细胞器、可溶性成分等逆向运输——神经生长因子、病毒、毒素等脊髓灰质炎5.神经的营养性作用(tropicaction)营养性作用:神经末梢释放营养性因子调节所支配组织的内在代谢活动,影响其持久性的结构、生化和生理的变化局麻药→阻断神经冲动传导→肌肉代谢无变化切断神经→肌肉萎缩数量为神经元的10-50倍施万细胞、卫星细胞(PNS)星形、少突和小胶质细胞(CNS)二、神经胶质细胞(neuroglia)(一)胶质细胞的特性1.较强的分裂增殖能力2.胶质细胞之间有低电阻的缝隙连接3.静息电位较高4.不能产生动作电位:缺少钠通道二、神经胶质细胞(neuroglia)(二)神经胶质细胞的功能★1.支持和引导神经元迁移2.隔离、绝缘与屏障作用3.摄取和分泌神经递质,参与信息传递4.调节细胞外液钾离子浓度5.分泌生物活性物质和营养作用6.参与创伤的修复第二节神经元间的信息传递一、化学性突触传递二、电突触传递突触(synapse)概念:神经元之间的相互接触并且传递信息的部位,是神经系统信息交流的一种重要方式★一、化学性突触传递1.突触的主要结构特点类别内含递质分布释放部位特点小而清亮透明Ach或氨基酸类靠近前膜活化区释放快小而有致密中心儿茶酚胺类大而有致密中心神经肽类突触末梢末梢膜释放慢突触囊泡/突触小泡Synapticvesicle分类:轴突–树突轴突–胞体轴突–轴突Serialsynapsesreciprocalsynapsesmixedsynapses2.突触传递的基本过程(电-化学-电)★※AP传至末梢→突触前膜去极化→电压门控Ca2+通道开放→膜外Ca2+入突触前末梢→突触囊泡膜和突触前膜融合→递质从突触囊泡释放→扩散至后膜→作用于突触后膜上的受体或化学门控通道→离子通透性改变→突触后电位→突触后神经元兴奋或抑制3.突触传递的效应:突触后模的电位变化突触前膜释放的递质,与后模受体结合后,引起突触后膜发生去极化或超极化。兴奋性突触后电位抑制性突触后电位兴奋性突触后电位突触后膜在兴奋性神经递质作用下产生的局部去极化电位变化Excitatorypostsynapticpotential,EPSP抑制性突触后电位突触后膜在抑制性神经递质作用下产生的局部超极化电位变化Inhibitorypostsynapticpotential,IPSP★★类别递质效应兴奋性EPSP兴奋性递质Na+内流>K+外流后膜去极化升高IPSP抑制性递质Cl-内流后膜超极化下降动作电位在突触后神经元的产生取决于:EPSP和IPSP的代数和超极化——兴奋性下降去极化——兴奋性升高AP的产生:机制——去极化达阈电位部位——轴突始段(轴丘)扩布——双相Na+(二)中枢抑制1.突触后抑制(postsynapticinhibition)★1)概念:抑制性中间神经元(抑制性递质)→突触后神经元产生IPSP2)形式:①传入侧支性抑制:侧支通过一抑制性中间神经元的活动抑制另一中枢神经元②回返性抑制:侧支通过一抑制性中间神经元的活动抑制自身及同一中枢神经元A1BA21.突触后抑制3)意义:①传入侧枝性抑制:不同中枢间的活动得到协调②回返性抑制:及时终止运动神经元的活动/使同一中枢许多神经元活动同步化2.突触前抑制(presynapticinhibition)概念:抑制是由改变了突触前膜的活动引起结构基础:轴-轴突触机制:末梢B兴奋时释放递质与末梢A上相应受体结合→A发生部分去极化→传来的AP幅度↓→内流Ca2+数量↓→释放的兴奋性递质↓→突触后神经元EPSP↓意义:调节感觉传入活动(三)非突触性化学传递1.结构基础:曲张体—轴突末梢分支上串珠状膨大结构分布:肾上腺素能单胺类2.传递过程:曲张体释放递质→作用于突触后成分上受体(三)非突触性化学传递3特点:①无特化的突触前膜和后膜结构(前后成分非一一对应)②作用部位分散故无特定靶点③间隙距离较大,递质扩散远④传递时间较长且长短不一⑤传递效应的产生与否取决于突触后成分上有无相应受体(四)化学性突触传递的特征★1.单向传递2.突触延搁(synapticdelay)3.对内环境变化敏感4.兴奋节律的改变5.突触传递的可塑性(五)神经递质和受体1.神经递质的概述概念:突触前神经元合成并在末梢释放,特异性作用于突触后神经元或效应细胞的受体,并产生一定效应的信息传递物质★乙酰胆碱,去甲肾上腺素,肾上腺素(1)确定递质的标准①突触前神经元有相应的前体和酶,并能合成该递质②储存于突触小泡内且能释放至突触间隙③与突触后膜上的受体结合并产生生理效应④存在有使其失活的机制⑤有特异的受体激动剂和拮抗剂(2)神经递质的代谢合成:酶的催化、核糖体的翻译等储存:囊泡释放:Ca2+依赖性释放降解:酶促降解、重摄取重摄取和再合成乙酰胆碱胆碱酯酶乙酸胆碱+合成(3)递质的共存(co-existence)概念:多种递质共存于同一神经元内意义:协调某些生理过程比如:乙酰胆碱与血管活性肠肽共存于支配唾液腺的副交感神经末梢(4)神经调质与相应受体结合后,调节和改变原有的突触传递效能,并不直接引起突触后效应2.中枢的主要神经递质(1)小分子递质①乙酰胆碱②去甲肾上腺素③谷氨酸④多巴胺⑤5-羟色胺⑥甘氨酸⑦GABA(2)神经肽(一般不被重复循环利用)①P物质②血管升压素③催产素④血管活性肠肽⑤强啡肽⑥血管紧张素II(3)一氧化氮3.神经受体位于细胞膜、胞质及细胞核内的大分子物质,能与某些化学物质特异性结合,产生特定生物学效应。配体:能与受体发生特异性结合的化学物质激动剂(agonist)—结合后产生生物效应拮抗剂(antagonist)—结合后不产生生物效应(1)神经系统的主要受体及压型胆碱能受体肾上腺素能受体毒蕈碱受体(M)烟碱受体(N)——N1N2β受体——β1β2β3α受体——α1α21.乙酰胆碱及其受体(acetylcholine,Ach)概念:胆碱能神经元(cholinergicneuron)——以Ach为递质的神经元(中枢)胆碱能纤维(cholinergicfiber)——以Ach为递质的神经纤维(外周)分布:支配骨骼肌的运动神经纤维所有自主神经节前纤维多数副交感节后纤维少数交感节后纤维胆碱能受体——能与Ach特异性结合的受体分类M受体(G-蛋白耦联受体)N受体(化学门控通道受体)亚型M1~M5N1N2分布多数副交感节后纤维支配的效应器细胞交感节后纤维支配的汗腺骨骼肌血管平滑肌细胞自主神经节突触后膜(N1)神经-肌接头终板膜(N2)机制改变细胞内第二信使浓度改变膜对离子的通透性作用心肌、平滑肌和腺体M样作用自主神经节后神经元及骨骼肌N样作用阻断剂阿托品N1(六烃季铵)N2(十烃季铵)M受体激活时的效应心脏活动抑制支气管平滑肌、胃肠平滑肌、膀胱逼尿肌、虹膜环形肌收缩消化腺、汗腺分泌增加骨骼肌血管舒张★去甲肾上腺素和肾上腺素及其受体2.单胺类递质及其受体多巴胺及其受体5-羟色胺及其受体组胺及其受体自学(1)去甲肾上腺素和肾上腺素及其受体(norepinephrine,NE;epinephrine,E)去甲肾上腺素能神经元——以NE为递质的神经元;分布:低位脑干肾上腺素能神经元——以E为递质的神经元;分布:延髓肾上腺素能纤维——以NE为递质的神经纤维;分布:多数交感节后纤维⑴受体的特性:G-蛋白耦联受体肾上腺素能受体:与NE或E特异性结合的受体(2)受体分类(α,β)中枢NE:心血管活动,情绪,体温,摄食,觉醒E:心血管活动的调节外周多数交感节后纤维末梢支配的效应器细胞膜上都有肾上腺素能受体(3)配体的特性:NE对α受体的作用较强;E对α和β受体的作用都强;异丙肾上腺素主要对β受体有强烈作用。(4)效应:NE+α血管(皮肤肾胃肠),子宫,虹膜辐射状肌收缩小肠平滑肌舒张NE+β血管(骨骼肌、肝脏)子宫,小肠,支气管舒张心肌收缩★(5)阻断剂:α受体①酚妥拉明(α1α2);②α1受体-哌唑嗪;③α2受体-育亨宾;β受体①普萘洛尔(β1β2);②β1受体–阿提洛尔;③β2受体–丁氧胺;★二、电突触传递(一)结构基础:缝隙连接—两侧膜上有沟通胞质的水相通道分布:CNS视网膜(二)传递方式及特点:方式:小离子/小分子/局部电流/EPSP特点:1.信息传递快而稳定2.潜伏期极短,无突触延搁3.兴奋传递呈双向性第三节:反射过程中的信息传递一、反射与反射弧二、反射的基本过程三、反射的分类四、反射中枢与神经池五、反射活动的最后公路原则六、反射活动的习惯化和敏感化一、反射与反射弧(一)反射:在CNS参与下,机体对内环境变化所做出的有适应意义的规律性应答反应(二)反射弧的组成感受器中枢效应器传入神经传出神经单突触反射多突触反射腱反射脊髓大脑丘脑三、反射的分类(一)非条件反射与条件反射非条件反射(unconditionedreflex):生来就有,数量有限,形式较固定和较低级的反射活动。如觅食反射,防御反射,性反射。条件反射(conditionedreflex):通过后天学习和训练形成的反射,属高级反射。如:望梅止渴三、反射的分类(二)单突触反射与多突触反射单突触反射:反射弧中只有传入与传出两个神经元,经过一次突触接替,如腱反射。多突触反射:如神经系统对血压、呼吸、消化、体温等活动的自主性调节,又比如肌紧张、屈肌反射等躯体运动性反射第四节感觉的形成一、感受器与感觉类型二、脊髓与低位脑干对感觉信息的传递三、丘脑在感觉形成中的作用四、大脑皮质在感觉形成中的作用五、痛觉•感觉:体内外的各种变化被机体感受,通过大脑皮质的分辨所产生的主观印象•感觉的形成:三级神经元,两次突触接替•第一级神经元:感觉神经节•第二级神经元:脊髓背角或延髓的感觉核•第三级神经元:丘脑一、感受器与感觉类型躯体感觉内脏感觉特殊感觉痛觉、饱胀感觉、温度觉嗅觉、视觉、听觉、味觉、渴觉、平衡觉浅感觉深感觉粗略触压觉温度觉痛觉痒觉位置觉运动觉与振动觉精细触压觉二、脊髓与低位脑干对感觉信息的传递本体感觉延髓1.躯干和四肢浅感觉传导路径功能:痛觉温度觉,粗略触-压觉途径:脊髓后角换元→脊髓白质前连和→交叉→上行(脊髓丘脑侧束/前束)→丘脑的感觉接替核换元(一部分达中线区和髓板内核群)→投射到大脑皮层2.躯干和四肢深感觉传导路径功能:本体感觉深部压觉皮肤的精细触觉途径:脊髓后角换元→延髓薄束核楔束核换元→交叉→内侧丘系→丘脑的感觉接替核(后外侧腹核)换元→大脑皮层临床联系: