人解-神经系统

第三章神经系统§1概述§2神经的兴奋与传导（细胞的生物电现象、兴奋性的周期变化、兴奋的传导）§3神经元间的功能联系及活动（经典的突触传递、递质和受体、骨骼肌收缩、神经反射活动）§4神经系统解剖（周围神经系统、中枢神经系统）§5神经系统的功能（神经系统的感觉、运动功能、对内脏活动的调节、高级功能）第一节概述神经系统是进化的产物神经系统是一个重要的调节系统：①内部协调；②对外适应保证各器官系统间的活动协调一致，使机体成为一个完整的统一整体；同时，通过各种感受器感受外界环境变化的刺激，并作出相应的反应，从而使机体与多变的环境经常保持相对平衡和统一。人类高级神经活动的特征——第二信号系统。（图）第二节神经的兴奋与传导导：兴奋与兴奋性兴奋：细胞或组织受刺激后产生AP的反应。兴奋性：细胞或组织具有产生AP的能力或特性。可兴奋细胞(兴奋性高的细胞)：神经，肌肉，腺细胞。一、细胞的生物电现象静息电位(RP)1.RP的概念、记录、表示概念：静息状态下（细胞在未受到外来刺激），细胞膜两侧的电位差称静息电位。表示：一般将膜外电位规定为0；膜内电位小于膜外电位，为负值。哺乳动物神经纤维的RP为-70~-90mV。不同细胞或同一细胞在不同状态下RP不同。测定方法：细胞未受到刺激或损伤时，其细胞外部表面各点都是等电位的，没有电位差存在。将微电极缓慢推进，使其刺穿细胞膜，进入膜内，在电极尖端进入膜内的瞬间，记录仪器上会显示一个突然的电位跃变，这表明细胞膜内外两侧存在着电位差。称跨膜静息电位，简称静息电位。2.静息电位的产生机制膜学说或膜离子理论的基本要点①细胞的生物电现象都产生在细胞膜的两侧。②某些带电离子在膜两侧的不均衡分布：[K+]i﹥[K+]o、[Na+]i＜[Na+]o③膜在不同生理状态下，对各种离子的通透性不同。安静时对K+通透性大，兴奋时先有Na+通透性大，后有K+的通透性增大。静息电位的产生机制：3.K+平衡电位（EK≈RP）的证据（1）实测值≈计算值实测值：细胞内记录法测静息电位计算值：Nernst公式（室温27℃）（2）人为改变[K+]o，实测值≈计算值[K+]o↑→膜两侧K+浓度差↓→K+外流↓→膜内外电位差↓→去极化方向，其改变的情况基本和根据Nernst公式计算出的结果一致。（3）上述实验证实，RP的产生是由于正常细胞[K+]i﹥[K+]o，而安静时膜对K+有通透能力造成。（4）静息电位的数值略小于理论上的EK值，是由于膜在静息时对Na+有极小的通透性。4.影响静息电位的因素（1）膜内外K+浓度差：见EK≈RP的证据（2）（2）膜对Na+、K+的相对通透性：膜对K+的通透性相对增大，RP增大（超极化方向）；膜对Na+的通透性相对增大，RP减小（去极化方向）。（3）细胞膜钠泵的活动：每分解一个ATP，泵出3个Na+，泵入2个K+，可能使膜内负电荷相对增多（超极化方向）。动作电位(AP)：兴奋的标志1.AP的概念：在RP基础上，可兴奋细胞受到一个适当(不小于阈值)刺激时，其膜电位所发生的一次可扩布的、迅速的、短暂的倒转和复原。也称为神经冲动。AP是细胞兴奋的标志。有关名称、概念：极化：RP的内负外正的状态称极化状态；-70mV。去极化：静息电位的数值向膜内电位升高（负值减小）方向变化的过程。-70mV→0mV反极化：与极化状态相反的外负内正的状态。0mV→峰值复极化：先去极化，再向正常安静时膜所处的负值恢复的过程。超极化：膜内负值加大的过程；-70mV→-90mV2.AP波形的分析：包括锋电位和后电位。锋电位：AP的主要部分。上升支（去极化期）其中0～+20mV（超射，反极化）下降支（复极化期）锋电位持续时间0.5～2ms，电位变化快速。后电位：锋电位之后电位变化缓慢的部分。负后电位（去极化后电位）正后电位（超极化后电位）3.AP的记录细胞内记录：细胞外记录：（单相AP/双相AP）4.AP的产生AP产生的条件①刺激强度：阈刺激（阈强度）：产生AP所需的最小刺激强度阈上刺激：产生阈电位阈下刺激：产生局部电位、5mm处几乎消失电紧张电位：50%以下的阈强度②时间：时间-强度曲线③强度/时间变化率：AP的特点：“全或无”现象，不衰减性传导，脉冲式局部电位的特点：总和（空间、时间总和），传导衰减，反应具等级性：刺激强度↑，幅度↑5.AP产生的离子机制（图）6.小结①上升支：Na+内流；下降支：K+外流；②Na+-K+泵：将进入膜内的Na+泵出膜外，同时将膜外多余的K+泵入膜内，恢复兴奋前时离子分布的浓度。③负后电位(去极化后电位)：复极接近RP时，外流的K+蓄积在膜外，阻碍了K+继续外流；正后电位(超极化后电位)：复极化结束后，Na+-K+泵活动，泵出+＞泵入+，产生生电性作用，使膜两侧电位出现超极化。④RP与AP的比较（图）二、兴奋性的周期变化1.绝对不应期：0.5-2ms锋电位不接受任何新的刺激2.相对不应期：3ms后除极的前期阈上刺激3.超常期：12ms后除极的后期阈下刺激4.低常期：70ms后超极化兴奋性下降至低于正常值，阈上刺激三、兴奋的传导1.局部电流学说受刺激部位兴奋，产生AP。兴奋部位和邻近未兴奋部位之间存在电位差，形成局部电流。局部电流使邻近部位去极化到达阈电位，邻近部位兴奋。2.有髓神经纤维与无髓神经纤维比较有髓：跳跃式传导（郎飞氏结）、迅速无髓：局部传导、缓慢3.兴奋传导的一般特性绝缘性：各种冲动在同一神经干不同纤维间不交叉传导双向传导：自然状态单向，人为刺激神经干中则向两侧传导不衰减性：全或无不融合性：绝对不应期相对不疲劳性：连续刺激仍能工作第三节神经元间的功能联系及活动一、经典的突触传递1.突触结构一个神经元和另一个神经元之间的机能连接点，称为突触，是神经元间传递信息的特殊结构。经典突触为化学突触，由三部分组成：突触前成分、突触间隙、突触后成分突触前成分：包括突触前膜及其内侧的骨架蛋白，前膜受体蛋白，微管、线粒体等，突触囊泡。突触囊泡有3种：1）小清亮囊泡(SSV)，含经典神经递质；2）小颗粒囊泡(SDV)，含单胺类神经递质；3）大颗粒囊泡(LDV)，含神经肽。囊泡膜上的蛋白质：突触素、供体蛋白突触间隙：指突触前膜和突触后膜之间的空隙，其宽度因突触类型不同而异。突触间隙内有电子致密物，形成雾状垂直细丝，主要是粘多糖、糖蛋白等，联系突触前、后膜。突触后成分：突触后膜比前膜厚。致密区：胞浆面一层电子密度很强的致密附着物质；化学成分：70多种蛋白，其中肌动蛋白、脑血影蛋白和CaM等以大分子复合物形式存在，起结构骨架蛋白作用，其内容纳其它蛋白，如通道蛋白、受体蛋白、糖蛋白、微管蛋白及与第二信使有关的酶类。2.突触分类按接触部位分为轴-胞型、轴-轴型、轴-树型、树-树型。按组合分：串联、混合、交互性按性质分：兴奋性突触、抑制性突触按传递方式分：电突触、化学突触、非突触性化学传递电突触化学突触传递对象为电传递对象为递质；结构基础为缝隙连接结构基础为突触；前后膜间隙窄前后膜间隙大；双向传导无延迟单向传导有延迟；缝隙连接对称结构功能不对称；非突触性化学传递：无经典的突触样结构，轴突末梢为曲张体，释放递质弥散到效应器细胞膜受体。1.无突触前膜和后膜的特化结构；2.不存在1对1支配关系；3.曲长体与效应器间距离大，20nm～几个um；4.递质扩散距离较远，传递所需时间可大于1s；5.释放的递质是否能产生效应，取决于有无相应受体。3.突触的传递囊泡与前膜的融合和释放（细胞骨架调节囊泡的导入）调节导入的囊泡膜上的蛋白质是：突触素I前膜内侧控制囊泡的骨架蛋白是：肌动蛋白、脑血影蛋白识别前膜受体蛋白的囊泡膜上的蛋白质是：synaptobrevin（供体蛋白）兴奋时：AP→Ca2+内流→Ca2+-CaM→激活CaMKⅡ→突触素I磷酸化→actin、fodrin与突触素I亲合力↓→解除制约，囊泡导入活性区囊泡膜上供体蛋白识别前膜受体蛋白并结合形成SNAREs，开启融合孔。突触传递可归为12个过程：1）AP到达突触前膜，引起去极化；2）Ca2+通道开放，Ca2+内流；3）Ca2+-CaM结合；4）激活Ca-CaMPK；5）囊泡壁上Pr磷酸化，解除了actin/fodrin限制；6）与前膜融合，胞吐；7）释放递质到间隙；8）部分递质被位于间隙的酶降解，部分重摄取；9）递质与后膜受体结合；10）开启离子通道11）突触后电位；(兴奋/抑制)12）递质失活。4.突触后电位兴奋性突触后电位(EPSP)概念：后膜的膜电位在递质作用下发生去极化改变，使其对其他刺激的兴奋性升高，这种电位变化称为EPSP。形成机制：兴奋性递质→增大Na+/K＋的通透性→去极化。抑制性突触后电位(IPSP)概念：后膜的膜电位在递质作用下产生超极化改变，使其对其他刺激的兴奋性下降，这种后电位变化称为IPSP。产生机制：抑制性递质→Cl-内流/K+→超极化。突触整合5.突触传递的特点单向传递突触延搁总和和整合突触疲劳：高频AP—递质释放大于合成—递质耗竭—效能下降易受影响：离子浓度、递质利用率等6.突触可塑性指突触传递的功能可发生较长时程的增强或减弱。可包括结构的可塑性和功能的可塑性。1）结构可塑性：囊泡释放位点的数量，囊泡数量，突触前终末的数量，树突棘的数量2）功能可塑性：敏感化，习惯化，LTP等记忆的机制：1突触传递效能的长期改变2新路径的建立突触传递效能的调制—功能可塑性a.通过对突触前递质释放的调制调制Ca2+内流的量：从而调节递质释放量。突触前末梢的受体：包括其他调质、自身递质作用于该受体调制。b.通过对后膜受体调制受体数量；受体亲和力；受体脱敏：经修饰后降低反应性。传递效能改变的几种突触行为—突触功能可塑性行为示例①强直后增强一短串强直刺激后，突触后电位发生明显增强的现象。成因：Ca2+突触前神经元内积累。②习惯化较温和的重复刺激，突触对刺激的反应减弱，甚至消失。成因：前膜Ca2+通道逐渐失活，Ca2+内流减少，递质释放减少N-Ca2+通道逐渐失活。③敏感化重复刺激（尤其是伤害性刺激）使突触对刺激反应增强。④长时程增强突触前神经元短时间受到快速重复刺激，在突触后神经元快速形成的持续性较长的EPSP增强，即突触传递的持续增强。像强直后增强，但持续时间长，最长可达数天。前膜受到刺激—递质释放（Glu）—后膜AMPAR（Na+/K+）—EPSP—后膜去极化—NMDAR的Mg2+阻隔被去除—Glu+NMDA（Ca2+）—NMDAR激活（配体电位双重门控通道）—Ca2+内流—胞内Ca2+库释放—胞内Ca2+升高—Ca2+依赖的级联反应—后膜受体Pi—基因表达改变/Pr合成增加—LTPCa2+内流→CaM→AC→CAmP→PKA入核→调节PrPi⑤长时程抑制也与AMPA数量减少或AMPA亚基去磷酸化等有关二、递质和受体1.神经递质神经递质概念:由突触前神经元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细胞上的受体，并使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的起信息传递作用的化学信号物质。有合成的前体及酶系；贮存于小泡，冲动到来释放；作用于后膜受体发挥作用；具有失活途径；有特异的受体激动剂及拮抗剂。2.神经调质a.由神经元、胶质细胞、内分泌细胞等释放，调节递质活动的一类神经信号物质。b.不直接负责细胞间信息传递，通过突触前/后调节递质作用；突触前膜---递质释放，突触后膜---突触后电位c.基本上是神经肽，与递质共存于神经末梢。d.递质、调质有时很难区分。3、神经递质与调质的共存共释一个神经元内只存在一种递质，其全部末梢只释放同一种递质，这一观点称为戴尔原则。两种或两种以上的递质(包括调质)共存于同一神经元内，这种现象称为递质共存。举例：相互调制作用：a、b、c介导作用：d、e单方调制作用：f、ga．EnK-NE：①NE促进EnK释放，加强EnK传递作用；②EnK抑制NE释放，抑制NE的作用。b.（图）c.（图）d．在回肠：5-HT经SP，促进了Ach的释放。e．NE经EnK抑制了十二指肠活动，纳洛酮（阿片肽受体阻断剂）能部分阻断。f．NPY经突触后加强NE