代谢功能的神经调节机制PPT课件.ppt

1、人体生命活动的调节机制人体生命活动的调节机制神经调节神经调节(Nervous regulation) 体液调节体液调节(humoral regulation) 自身调节自身调节(autoregulation)神经调节神经调节(Nervous regulation) 神经调节是人体内神经调节是人体内最主要最主要的调节机制。其的调节机制。其基本调节方式是反射。基本调节方式是反射。反射反射 (reflex)：是指在中枢神经系统参与下，：是指在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境刺激产生的应答性反应。机体对内、外环境刺激产生的应答性反应。其特点：调节快速而准确其特点：调节快速而准确体液调节体液调节 (

2、humoral regulation) 体液调节是通过人体内分泌细胞分泌的各种激素体液调节是通过人体内分泌细胞分泌的各种激素来完成的。来完成的。其特点是：作用缓慢、广泛、持久其特点是：作用缓慢、广泛、持久自身调节自身调节 (autoregulation)自身调节是指当体内外环境变化时，器官、组织、自身调节是指当体内外环境变化时，器官、组织、细胞不依赖于神经或体液调节而产生的适应性反细胞不依赖于神经或体液调节而产生的适应性反应。应。特点：调节范围有限、幅度小、不灵敏。特点：调节范围有限、幅度小、不灵敏。整个机体内的代谢反应由整个机体内的代谢反应由中枢神经系统中枢神经系统所控制。所控制。中枢神经系

3、统对代谢作用的控制与调节有直接的，中枢神经系统对代谢作用的控制与调节有直接的，亦有间接的。亦有间接的。 直接控制直接控制是大脑接受某种刺激后直接对有关组是大脑接受某种刺激后直接对有关组织、细胞或器官发出信息，使它们兴奋或抑制织、细胞或器官发出信息，使它们兴奋或抑制以调节其代谢。以调节其代谢。 间接控制间接控制则为大脑接受刺激后通过下丘脑的神则为大脑接受刺激后通过下丘脑的神经激素传到垂体激素，垂体激素再传达到各种经激素传到垂体激素，垂体激素再传达到各种腺体激素，腺体激素再传到各自有关的靶细胞腺体激素，腺体激素再传到各自有关的靶细胞对代谢起控制和调节作用。对代谢起控制和调节作用。 下丘脑的解剖学基

4、础下丘脑的解剖学基础下丘脑是间脑的一部分，位于丘脑腹侧。由聚集在第三脑室周围的多个核团而组成。分区：3区。室周区(periventricular zone)、内侧区(medial zone) 、外侧区(lateral zone) 。主要核团主要核团室周区(periventricular zone)除视上核，其余细胞近邻第三脑室壁。室周区内有各种不同功能的神经元：直接接受来自视网膜的神经支配，起着协调明暗交替和昼夜节律的作用。调控自主神经系统，支配内脏器官的交感和副交感神经的传出冲动。神经分泌神经元，其轴突向夏朝垂体柄延伸。垂体的解剖学基础垂体的解剖学基础垂体分为神经垂体(neurohypoph

5、ysis)和腺垂体(adenohypopysis)。神经垂体为下丘脑的直接派生物，由后叶、漏斗柄和正中隆起组成。腺垂体由前叶、中间叶（在人类发育不完全）和结节部（包绕漏斗柄和延伸部）组成结节部和漏斗柄一起称为漏斗(infundibulum)或称垂体柄。下丘脑与垂体的联系：下丘脑与垂体的联系：下丘脑下丘脑-神经垂体系统：神经垂体系统：有直接神经联系，下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞所分泌的肽类神经激素可以通过轴浆流动方式，经轴突直接到达神经垂体，并贮存于此。下丘脑下丘脑-腺垂体系统腺垂体系统：二者间的联系是血管性的，即下丘脑促垂体区的肽能神经元通过所分泌的肽类神经激素（释放激素和释放抑制激素

6、），经垂体门脉循环转运到腺垂体，调节相应的腺垂体激素的分泌。下丘脑下丘脑-神经垂体系统神经垂体系统下丘脑的两个大细胞核团视上核和室旁核中的一些大细胞，既是神经元又能分泌活性物质，称为大细胞性神经分泌细胞大细胞性神经分泌细胞，所分泌的激素称为神经激素(neurohormone)。视上核视上核AVP/ADH视上垂体束视上垂体束室旁核室旁核OCT神经垂体神经垂体下丘脑下丘脑-神经垂体系统神经垂体系统加压素加压素(vasopressin)，也称抗利尿激素也称抗利尿激素(ADH)当细胞外液渗透压增高和血容量下降时，ADH自垂体后叶分泌进入体循环。增加肾单位集合管对水的通透性，因此促进水的重吸收。降低了细

7、胞外液的渗透压和排尿减少，从而恢复血容量。对渗透压变化敏感的渗透压感受器存在于终板血管器(vascular organ of the lamina terminalis, OVLT)。OVLT是脑的室周器官之一，位于下丘脑前端血脑屏障的血液侧。在OVLT内的渗透压敏感性神经元与视上核和室旁核的细胞形成突触联系，当渗透压升高时其基础放电也增高。低血容量时ADH释放的两种机制：血容量减少降低了平均动脉压。压力感受器位于颈动脉窦和主动脉壁上，压力感受沿舌咽神经和迷走神经到达延髓的孤束核，激活视上核和室旁核的去甲肾上腺素能神经元，从而引起ADH释放。肾素-血管紧张素级联系统的激活。肾素由近球小体内的颗

8、粒细胞产生，是一种水解蛋白酶。血管紧张素原血管紧张素原血管紧张素血管紧张素I血管紧张素血管紧张素II肾素肾素血管紧张血管紧张素转化酶素转化酶血管紧张素II刺激穹隆下器的神经元，刺激ADH分泌。而且，血管紧张素II可引起剧烈的血管收缩并刺激肾上腺皮质的醛固酮分泌。血管收缩可引起即时的升血压效应，而醛固酮促进肾单位对Na+的重吸收，刺激摄水。肾素-血管紧张素级联系统激活示意图催产素(OCT)刺激平滑肌收缩，介导哺乳期妇女的泌乳反射和维持分娩时的子宫收缩，促进胎儿娩出。位于下丘脑室周区的神经元，其轴突投射到正中隆起和结节漏斗束，分泌促垂体激素，这些神经元称为小细胞性神经分泌细胞小细胞性神经分泌细胞。

9、促垂体激素进入下丘脑-垂体门脉循环，并被血液循环运送到垂体前叶，与垂体细胞表面的特异性受体结合。每一种促垂体激素作用用垂体前叶的特定细胞，促进或抑制特定促激素分泌。促激素分泌入血液循环，并对靶组织（特别是内分泌腺）产生内分泌效应。下丘脑下丘脑-腺垂体系统腺垂体系统下丘脑下丘脑-腺垂体系统腺垂体系统下丘脑激素的脉冲式分泌以60-180min为周期，并驱使垂体前叶的激素也称脉冲式分泌。这种脉冲分泌的幅度与周期随着昼夜节律而变化。神经内分泌轴的分泌在多个水平上受到反馈调节，使其终产物浓度稳定在调定点上。负反馈负反馈 (negative feedback)负反馈的作用是使系统保持稳定。机体内环境之所以

10、能维持稳态，就是因为有许多负反馈控制系统的存在和发挥作用。下丘脑下丘脑-腺垂体神经内分泌轴腺垂体神经内分泌轴下丘脑下丘脑-垂体垂体-肾上腺轴肾上腺轴 (HPA)下丘脑下丘脑-垂体垂体-甲状腺轴甲状腺轴 (HPT)下丘脑垂体下丘脑垂体-性腺轴性腺轴 (HPG)下丘脑下丘脑-垂体垂体-肾上腺轴肾上腺轴 (HPA)下丘脑释放促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)垂体释放促肾上腺皮质激素(ACTH)肾上腺皮质释放皮质醇(cortisol)在生理的、情感的、心理的刺激时，下丘脑室周区分泌CRH进入下丘脑-垂体门脉循环。CRH刺激ACTH释放入体循环，从而促进肾上腺皮质释放皮质醇。皮质醇能直接作用于下丘脑的神

11、经元，也可作用于脑的其他部位的神经元。应激应激(stress)生理性：饥饿、口渴、锻炼、外伤心理性：焦虑、恐惧、愤怒、沮丧、抑郁促肾上腺皮质激素和皮质醇浓度持续升高的一种状态。很多与应激有关的生理反应有助于保护机体和脑免受应激刺激的危害。但是慢性应激确实有潜在的危害。每天注射大鼠皮质醇，连续注射几个星期，引起许多具有皮质醇受体的神经元的树突枯萎、细胞凋亡。野生狒狒数量激增时，处于从属地位的雄性狒狒死了许多。他们患有胃溃疡、肠炎、肾上腺增大和海马神经元广泛退化。下丘脑下丘脑-垂体垂体-甲状腺轴甲状腺轴 (HPT)下丘脑释放促甲状腺激素释放激素(TRH)。垂体释放促甲状腺素(TSH)。甲状腺释放甲

12、状腺素，包括T3、T4。下丘脑下丘脑-垂体垂体-性腺轴性腺轴 (HPG)下丘脑释放促性腺激素释放激素(TRH)。垂体释放卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)。甲状腺释放类固醇。促性腺激素的释放是脉冲性的，在男性脉冲期是恒定的，但在女性则依赖于生殖周期。内环境稳态的调节内环境稳态的调节 体温调节体温调节 摄食调节摄食调节饮水调节饮水调节内环境内环境(internal enviroment) 组织、细胞直接接触的生存环境(细胞外液) 。稳态稳态(homeostasis) 实质是内环境理化性质的相对稳定。稳态并不是固定不变的，而是一种在一定范围内可变，但又是相对稳定的状态。是细胞进行正常生命活动

13、的必要条件 。 体温调节体温调节应用记录单细胞放电的方法，将微电极插入猫或狗的视前区，观察局部加热或冷却时视前区神经元放电的情况。热敏神经元：在视前区-下丘脑前部为主冷敏神经元：在脑干网状结构、下丘脑为主这些温度敏感性神经元也称为中枢性温度感受器(thermoreceptor)。体温体温调定点调定点学说学说恒温动物下丘脑中存在调定点机制，冷敏和热敏神经元的活动随温度改变而呈“钟形”反应曲线。两钟形曲线相交，相交点所在的温度值（37）就是体温稳定的调定点。 当中枢温度 37 时热敏神经元活动冷敏神经元活动散热过程，产热过程当中枢温度37时出现相反的变化。 产热与散热的平衡产热与散热的平衡产热产热

14、代谢性产热代谢性产热 基础代谢、体力活动、食物特殊动力效应、非寒颤产热。反射性产热反射性产热 寒颤、皮肤血管收缩、肢体热量逆流交换。行为性产热行为性产热 增加衣服、自热环境。散热散热代谢性散热代谢性散热 辐射、传感与对流、不感蒸发。反射性散热反射性散热 发汗、皮肤血管舒张、肢体热量逆流交换。行为性散热行为性散热 减少衣服、自冷环境。皮肤散热的调节反应皮肤散热的调节反应寒冷时交感神经紧张皮肤血管收缩A-V吻合支关闭皮肤血流量散热量（热量保存）炎热时交感神经紧张皮肤小血管舒张 A-V吻合支开放皮肤血流量散热量；此时汗腺活动增强，促进散热。非寒颤产热非寒颤产热 (nonshivering therm

15、ogenesis)在婴儿期特别重要。是由于棕色脂肪组织(BAT)交感活性增加引起的。大部分BAT位于颈部和两肩胛骨之间，NE释放后作用于3受体使cAMP增加，从而激活脂解作用释放自由脂肪酸，经由BAT线粒体中的氧化作用，同时线粒体中氧化磷酸化解偶联而产生热量。发汗发汗是机体有效的散热机制。属反射性活动，受交感胆碱能神经支配，Ach促进发汗，中枢在下丘脑。寒颤寒颤是收缩肌-拮抗肌群几乎同时的收缩。由外周躯体神经而非自主神经系统所介导。摄食调节摄食调节两个中枢假说两个中枢假说(two center hypothesis)20世纪40年代提出。损毁下丘脑腹外侧区(ventrolateral hypothalamus, VLH)导致动物拒食。 “饥饿中枢”损毁下丘脑腹内侧区(ventromeclial hypo-thalamus, VMH)导致动物过食和肥胖。“饱中枢”瘦素瘦素(leptin)的发现的发现1994年瘦素水平升高的反应瘦素水平降低的反应控制摄食行为的三对重要核团：弓状核、室旁核和下丘脑外侧区。饮水调节饮水调节水平衡包括水的摄入与水的排出。摄水中枢位于下丘脑。破坏下丘脑腹外侧区后，动物除拒食外也拒水；电刺激这一区域后，引起动物大量饮水。下丘脑控制肾脏排水的功能是通过其分泌的抗利尿激素(ADH)实现的。视上核视上核ADH视上垂体束视上垂体束ADH ADH高渗低渗神经垂体神经垂体