医学精品课件:10神经.ppt
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- 医学 精品 课件 10 神经
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1、Chapter 9 Nervous System第一节第一节 神经元与神经胶质细胞的一般功神经元与神经胶质细胞的一般功能能一、神经元(一、神经元(neuronneuron)(一)神经元的分类(一)神经元的分类 (二)神经元的一般结构与功能(二)神经元的一般结构与功能 神经系统的基本结构与功能单神经系统的基本结构与功能单位位神经细胞神经细胞(神经元神经元)1000亿个 树突树突(dentrite)轴突轴突(axon)胞体胞体突起突起神经元神经元(neuron)(neuron)1000亿个Synapse有髓神经纤维有髓神经纤维无髓神经纤维无髓神经纤维Function of Neurons 能感受体
2、内、外各种刺激而引起兴奋或抑制能感受体内、外各种刺激而引起兴奋或抑制 对不同来源的兴奋或抑制进行分析综合对不同来源的兴奋或抑制进行分析综合 某些神经元还能够分泌激素某些神经元还能够分泌激素(三)树突的功能(三)树突的功能 可传播衰减性的去极化和超极化过程,可传播衰减性的去极化和超极化过程,但一般不产生但一般不产生“全或无全或无”式扩布的锋电位。式扩布的锋电位。(四)神经纤维的兴奋传导与纤维类型(四)神经纤维的兴奋传导与纤维类型 神经纤维主要功能:传导神经纤维主要功能:传导神经冲动神经冲动(nerve impulse)(nerve impulse)1.1.神经纤维传导兴奋的特征神经纤维传导兴奋的
3、特征:(1 1)完整性)完整性 (2 2)绝缘性)绝缘性 (3 3)双向性)双向性 (4 4)相对不疲劳性)相对不疲劳性2.2.神经纤维传导兴奋的速度神经纤维传导兴奋的速度:与纤维的直径、有无髓与纤维的直径、有无髓鞘、髓鞘的厚度以及温度有鞘、髓鞘的厚度以及温度有密切关系。密切关系。直径大直径大内阻小内阻小局部局部电流大电流大传导速度快。传导速度快。有髓纤维传导速度比无有髓纤维传导速度比无髓纤维快。髓纤维快。3.3.神经纤维的分类神经纤维的分类 (1 1)根据电生理学的特性分类)根据电生理学的特性分类(传导速度和后电位(传导速度和后电位)(2 2)根据纤维直径及来源分类)根据纤维直径及来源分类(
4、传入纤维传入纤维)(三)神经元的蛋白合成与轴浆运输(三)神经元的蛋白合成与轴浆运输 蛋白质在胞体的粗面内质网和高尔基复合体内合成蛋白质在胞体的粗面内质网和高尔基复合体内合成,通,通过过轴浆流动轴浆流动 (axoplasmic flow),将蛋白质运输到神经末梢的,将蛋白质运输到神经末梢的突触小体。突触小体。胞体对维持轴突解剖和功能的完整性十分重要,而胞体胞体对维持轴突解剖和功能的完整性十分重要,而胞体的蛋白质合成也受逆向轴浆流动的反馈控制。的蛋白质合成也受逆向轴浆流动的反馈控制。轴浆运输轴浆运输 (axoplasmic transport)顺向轴浆运输顺向轴浆运输 快速快速 410mm/d,具
5、有膜的细胞器(线粒体、分泌颗粒和递质囊泡等)慢速慢速 112mm/d,微丝、微管等 逆向轴浆运输逆向轴浆运输(205mm/d)(205mm/d)通过入胞作用被末梢摄取,如神经生长因子、有些病毒(如狂犬病病毒)和毒素(如破伤风毒素)等 retrogradeanterogradeAxonal transport of membranous organelles(四)神经的营养性作用和神经营养性因子(四)神经的营养性作用和神经营养性因子1.1.神经的营养性作用神经的营养性作用 神经对所支配组织神经对所支配组织 功能性作用功能性作用 营养性作用营养性作用(trophic action)神经末梢还能经常
6、性神经末梢还能经常性地释放某些物质,持续地释放某些物质,持续地调整被支配组织的内地调整被支配组织的内在代谢活动,影响其持在代谢活动,影响其持久性的结构、生化和生久性的结构、生化和生理的变化。理的变化。平时不易察觉,但神经被切断后就能明显表现出来。平时不易察觉,但神经被切断后就能明显表现出来。切断运动神经,神经纤维甚至胞体发生变性,所支配的肌肉内切断运动神经,神经纤维甚至胞体发生变性,所支配的肌肉内蛋白质分解加速,肌肉萎缩。蛋白质分解加速,肌肉萎缩。脊髓灰质炎:脊髓前角运动神经元受损,肌肉萎缩。脊髓灰质炎:脊髓前角运动神经元受损,肌肉萎缩。通过神经末梢经常释放某些营养性因子,作用于所支配的组织通
7、过神经末梢经常释放某些营养性因子,作用于所支配的组织而实现的。而实现的。神经的营养性作用神经的营养性作用 (trophic action)2.2.支持神经的营养性因子支持神经的营养性因子 神经元能生成营养性因子维持所支配的组织的正常神经元能生成营养性因子维持所支配的组织的正常代谢与功能,反过来代谢与功能,反过来所支配组织和星形胶质细胞也能产所支配组织和星形胶质细胞也能产生支持神经元的神经营养性因子生支持神经元的神经营养性因子(neurotrophin,NT)。例如:例如:神经生长因子神经生长因子(nerve growth factor,NGF)二、神经胶质细胞二、神经胶质细胞 (neurogl
8、ia)数量:数量:为神经元的为神经元的10105050倍倍 形态结构:形态结构:有突起,但无轴突和树突之分,有突起,但无轴突和树突之分,普遍存在缝隙连接,但不形成化学性突触。普遍存在缝隙连接,但不形成化学性突触。功能:功能:支持、修复与再生、免疫应答、物质代支持、修复与再生、免疫应答、物质代谢和营养、绝缘和屏蔽、维持合适的离子浓度、参与神谢和营养、绝缘和屏蔽、维持合适的离子浓度、参与神经递质及生物活性物质的代谢。经递质及生物活性物质的代谢。Summary The nervous system is a communications network that allows an organism
9、 to interact in appropriate ways with its environment.It includes sensory components that detect environmental events,integrative components that process and store sensory and other data,and motor components that generate movements and glandular secretions.The peripheral nervous system includes sens
10、ory receptors,primary afferent neurons,somatic motor neurons,and autonomic pre-and postganglionic neurons.The central nervous system includes the spinal cord and brain.The brain includes the medulla,pons,cerebellum,midbrain,thalamus,hypothalamus,basal ganglia,and cerebral cortex.Summary General func
11、tions of the nervous system include excitability,sensory detection,information processing,and behavior.Different types of neurons are specialized for different functions.Neurons encode information by labeled lines,neural maps,and patterns of nerve impulses.The neuron is the functional unit of the ne
12、rvous system.Information is conveyed through neural circuits by action potentials in neurons and by synaptic transmission between neurons.Neuroglial cells regulate the microenvironment of neurons and provide myelin sheaths that speed conduction velocities.Summary Chemical substances are distributed
13、along axons by fast or by slow axonal transport;the direction of axonal transport may be anterograde or retrograde.Damage to the axon of a neuron causes an axonal reaction in the cell body(chromatolysis)and wallerian degeneration of the axon distal to the injury.Regeneration of PNS axons is more lik
14、ely than CNS axons.The growth and maintenance of axons is affected by trophic factors,such as the nerve growth factor.突触和接头传递突触和接头传递 一个神经元的轴突末梢与其他神经元的胞体或突起相一个神经元的轴突末梢与其他神经元的胞体或突起相接触,相接触处所形成的特殊结构接触,相接触处所形成的特殊结构突触突触(synapse)。兴奋从一个神经元传递给效应器细胞(如肌细胞或腺兴奋从一个神经元传递给效应器细胞(如肌细胞或腺体细胞)则通过体细胞)则通过接头接头(junctionjunc
15、tion)而实现的。而实现的。一、经典的突触传递一、经典的突触传递(一)突触的分类(一)突触的分类 几种特殊形式突触示意图几种特殊形式突触示意图(二)(二)Structure of Synapse 突触前膜释放兴奋性递质突触前膜释放兴奋性递质作用于突触后膜上的受体作用于突触后膜上的受体后膜对后膜对Na和和Ca2的通透性的通透性局部膜的去极化局部膜的去极化总和达阈总和达阈电位电位动作电位。动作电位。(1)Excitatory postsynaptic potential,EPSP EPSP总和总和达阈电位,爆达阈电位,爆发动作电位发动作电位(2)Inhibitory postsynaptic p
16、otential,IPSP 突触前膜释放抑制性递质突触前膜释放抑制性递质作用于突触后膜的受体作用于突触后膜的受体后膜上的后膜上的ClCl-通道开放通道开放ClCl-内流内流超极化超极化(抑制)抑制)EPSP and IPSPSynaptic junctionBinding of neurotransmitter leads to depolarization of the post-synaptic cellEPSP,excitatory post synaptic potentialAt a synaptic junctionT h e b i n d i n g o f t h e neu
17、rotransmitter causes hyperpolarization IPSP,inhibitory post synaptic potential兴奋传至神经末梢兴奋传至神经末梢 突触前膜去极化突触前膜去极化 前膜电压门控式前膜电压门控式CaCa2 2通道开放通道开放CaCa2 2进入突触前膜进入突触前膜 兴奋性递质兴奋性递质释放到突触间隙释放到突触间隙(出胞出胞)递质作用于突触后膜的特异性受体递质作用于突触后膜的特异性受体或化学门控式通道或化学门控式通道突触后膜上突触后膜上Na或或Ca2+通道开放通道开放Na或或Ca2+进入突触后膜进入突触后膜 突触后膜突触后膜去极化去极化(EPS
18、P)总和达阈电位总和达阈电位动作电位动作电位(兴奋)兴奋)兴奋传至神经末梢兴奋传至神经末梢 突触前膜去极化突触前膜去极化 前膜电压门控式前膜电压门控式CaCa2 2通道开放通道开放CaCa2 2进入突触前膜进入突触前膜 抑制性递抑制性递质质释放释放到突触间隙到突触间隙(出胞出胞)递质作用于突触后膜的特异性受体递质作用于突触后膜的特异性受体或化学门控式通道或化学门控式通道突触后膜上突触后膜上ClCl通道开放通道开放ClCl进入突触后膜进入突触后膜 突触后膜突触后膜超极化超极化(IPSPIPSP)(抑制)(抑制)Difference between Excitatory Synapse and I
19、nhibitory Synapse突触后膜的电位取决于同时产突触后膜的电位取决于同时产生的生的EPSPEPSP和和IPSPIPSP的代数和。的代数和。轴突始段轴突始段 (initial segment)是是首先爆发动作电位的部位。首先爆发动作电位的部位。始段爆发的动作电位向两个方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向扩布,逆向扩布的动作电位将刷新神经元胞体的状态将刷新神经元胞体的状态。2.动作电位在突触后神经元的产生动作电位在突触后神经元的产生(六)(六)Modulation of Synaptic Transmission1.1.对递质释放的调制:对递质释放的调制:递质释放量
20、主要取决于进入末梢的递质释放量主要取决于进入末梢的CaCa2 2量。量。突触前抑制、突触前易化、强直后增强、习惯化、突触前抑制、突触前易化、强直后增强、习惯化、敏感化均可改变突触前膜的敏感化均可改变突触前膜的CaCa2 2内流量,从而影响递质内流量,从而影响递质释放量。释放量。突触前受体突触前受体:某些神经递质或调质可作用于突触前某些神经递质或调质可作用于突触前膜的受体,促进或抑制递质的释放。膜的受体,促进或抑制递质的释放。2.对后膜受体的调制对后膜受体的调制受体上调受体上调(up regulation):递质或激素递质或激素受体数量受体数量亲和力亲和力受体下调受体下调(down regula
21、tion):递质或激素递质或激素 受体数量受体数量亲和力亲和力受体下调机制:受体下调机制:内化内化(internalization):受体进入细胞内,数量减少受体进入细胞内,数量减少。脱敏脱敏(desensitization):受体蛋白化学修饰,亲和力降低受体蛋白化学修饰,亲和力降低。(七)突触的可塑性(七)突触的可塑性(plasticity)突触传递的功能可发生较长时程的增强或减弱突触传递的功能可发生较长时程的增强或减弱 在学习和记忆等脑的高级功能中有特别重要的意义在学习和记忆等脑的高级功能中有特别重要的意义1.强直后增强强直后增强(posttetanic potentiation):当突触
22、前末梢接受一短串强直性刺激后,突触后神经当突触前末梢接受一短串强直性刺激后,突触后神经元的突触后电位发生明显增强现象。持续元的突触后电位发生明显增强现象。持续60 s60 s之久。之久。CaCa2 2在突触前神经元内积累在突触前神经元内积累释放递质增多。释放递质增多。2.习惯化和敏感化习惯化和敏感化 习惯化习惯化(habituation):当较为温和的刺激一遍又一遍地当较为温和的刺激一遍又一遍地重复时,突触对刺激的反应逐渐减弱甚至消失。重复时,突触对刺激的反应逐渐减弱甚至消失。重复刺激重复刺激 CaCa2 2通道逐渐失活通道逐渐失活 CaCa2 2内流内流 释放释放递质递质。敏感化敏感化(se
23、nsitization):重复性刺激重复性刺激(尤其是有害刺激尤其是有害刺激)使突触对刺激的反应性增强,传递效能增强。使突触对刺激的反应性增强,传递效能增强。CaCa2 2内流内流 释放递质释放递质。3.长时程增强和长时程抑制长时程增强和长时程抑制(1)long-term potentiation,LTP(长时程增强长时程增强)突触前神经元在受到短时间内快速重复性刺激后,突触前神经元在受到短时间内快速重复性刺激后,突触后神经元所产生的一种快速形成的和持续性的突突触后神经元所产生的一种快速形成的和持续性的突触后电位增强。触后电位增强。持续时间比强直后增强长得多,最长可达数天。持续时间比强直后增强
24、长得多,最长可达数天。与突触后神经元细胞内与突触后神经元细胞内Ca2的增多有关。的增多有关。(2)long-term depression,LTD(长时程抑制长时程抑制)突触前神经元在受到短时间内快速重复性刺激后,突触前神经元在受到短时间内快速重复性刺激后,突触的传递效率长时程降低。突触的传递效率长时程降低。LTPLTP与与LTDLTD产生机制相似,都是产生机制相似,都是CaCa2 2进入突触后神进入突触后神经元引起,但有所不同:经元引起,但有所不同:LTDLTD:少量:少量CaCa2 2内流,轻度去极化内流,轻度去极化(20 mV)(20 mV)LTP LTP:大量大量CaCa2 2内流,轻
25、度去极化大的多。内流,轻度去极化大的多。二、电突触传递二、电突触传递 缝隙连接缝隙连接(gap junction)(gap junction):细胞膜间隔细胞膜间隔2020 ,每侧膜上整,每侧膜上整齐地排列多个齐地排列多个“颗粒颗粒”,每个,每个“颗粒颗粒”由由6 6个蛋白质亚基包绕个蛋白质亚基包绕而成,颗粒中心是一条亲水性而成,颗粒中心是一条亲水性孔道,允许水、离子、氨基酸孔道,允许水、离子、氨基酸及其他小分子物质通过。及其他小分子物质通过。通道电阻低,局部电流可经过通道从一个细胞传通道电阻低,局部电流可经过通道从一个细胞传到另一个细胞。到另一个细胞。传递特点:双向性、速度快、几乎不存在潜伏
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