医科大学精品课件:第九篇第29、30章神经系统2013.ppt
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- 医科大学 精品 课件 第九 29 30 神经系统 2013
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1、1 第九篇第九篇 神经系统的功能神经系统的功能 2 第二十九章第二十九章 组成神经系统的细胞及其一般功能组成神经系统的细胞及其一般功能 3 神经系神经系 统一般分为中统一般分为中 枢神经系统和枢神经系统和 周围神经系统,周围神经系统, 本章主要介绍本章主要介绍 中枢神经系统中枢神经系统 的生理功能。的生理功能。 4 第一节第一节 神经元神经元 5 一、神经元:结构和功能基本单一、神经元:结构和功能基本单 位位 (一)神经元:具有突起(一)神经元:具有突起 神经元的结构可分为胞体和神经元的结构可分为胞体和 突起两部分,突起又可分为树突突起两部分,突起又可分为树突 和轴突。和轴突。 6 轴突 发自
2、神经元胞体的纤细管状结构发自神经元胞体的纤细管状结构 每个神经细胞仅有一条每个神经细胞仅有一条 起始段的圆锥状结构起始段的圆锥状结构 : :轴丘轴丘 粗细均一粗细均一 其形状由细胞骨架维持其形状由细胞骨架维持 末端分支的纽扣状的膨大末端分支的纽扣状的膨大: : 终扣终扣 功能功能 : : 轴浆运输、信息传递轴浆运输、信息传递 7 树突 短而粗的树枝状突起短而粗的树枝状突起 其上的指状突起其上的指状突起 : : 树突棘树突棘 存在多种细胞器存在多种细胞器 功能功能 : :接受传入信息接受传入信息 活动的主要形式活动的主要形式 : : 局部电位变化局部电位变化 具有分泌功能具有分泌功能 8 单极细
3、胞单极细胞 双极细胞双极细胞 多极细胞多极细胞 神经元分类神经元分类 9 二、神经元的主要功能二、神经元的主要功能 接受、整合、传导和传接受、整合、传导和传 递递信息信息 10 (一)神经元的功能区域(一)神经元的功能区域 11 (二)神经纤维的功能:兴奋传导(二)神经纤维的功能:兴奋传导+ +轴浆运输轴浆运输 轴突和感觉神经元的长树突二者统称为轴轴突和感觉神经元的长树突二者统称为轴 索,轴索外面包有髓鞘或神经膜便成为神经纤维。索,轴索外面包有髓鞘或神经膜便成为神经纤维。 分为:有髓鞘神经纤维和无髓鞘神经纤维。神经分为:有髓鞘神经纤维和无髓鞘神经纤维。神经 纤维末端称为神经末梢。纤维末端称为神
4、经末梢。 12 1. 兴奋传导兴奋传导 神经纤维的主要功能是传导兴奋。在神经神经纤维的主要功能是传导兴奋。在神经 纤维上传导着的兴奋或动作电位称为神经冲动,纤维上传导着的兴奋或动作电位称为神经冲动, 简称冲动。简称冲动。 13 神经纤维传导兴奋的特征神经纤维传导兴奋的特征 : 1 1) 完整性完整性 神经传导首先要求神经纤维在结构上和生理功神经传导首先要求神经纤维在结构上和生理功 能上都是完整的。如果神经纤维被切断或在麻醉药能上都是完整的。如果神经纤维被切断或在麻醉药 或低温作用下发生机能改变,破坏了生理功能的完或低温作用下发生机能改变,破坏了生理功能的完 整性,冲动传导会发生阻滞。整性,冲动
5、传导会发生阻滞。 14 2 2) 绝缘性绝缘性 一条神经干包含着许多神经纤维,各条纤维一条神经干包含着许多神经纤维,各条纤维 上传导的兴奋基本上互不干扰,这称为传导的绝缘上传导的兴奋基本上互不干扰,这称为传导的绝缘 性。性。 主要由于细胞外液的短路作用。主要由于细胞外液的短路作用。 15 轴突轴突 髓鞘髓鞘 神经神经 血管血管 成束的神经纤维成束的神经纤维 16 3 3) 双向性双向性 刺激神经纤维中任何一点,所产生的冲动可刺激神经纤维中任何一点,所产生的冲动可 沿纤维向两端同时传导,这称为传导的双向性。沿纤维向两端同时传导,这称为传导的双向性。 17 4 4) 相对不疲劳性相对不疲劳性 实验
6、条件下用每秒实验条件下用每秒5050100100次的电刺激次的电刺激 神经神经9 91212小时,神经纤维始终保持其传导能小时,神经纤维始终保持其传导能 力;因此神经纤维传导与突触传递相比较,是力;因此神经纤维传导与突触传递相比较,是 不容易发生疲劳的。不容易发生疲劳的。 18 (2 2)影响神经纤维传导速度的因素)影响神经纤维传导速度的因素 纤维直径:与直径成正比;纤维直径:与直径成正比; V(m/s)=6V(m/s)=6D(D(总直径总直径, , m)m), 其中其中:D = :D = 索索+ +髓鞘厚度;髓鞘厚度; 有髓纤维有髓纤维 无髓纤维;无髓纤维; 髓鞘厚度增加,速度髓鞘厚度增加,
7、速度 轴索与总直径的比值:轴索与总直径的比值: 比值比值=0.6,=0.6,为最适比例;为最适比例; 温度:温度: 在一定范围内在一定范围内: : 温度温度,速度,速度; 温度温度,速度,速度; ; 19 (3 3)神经纤维的分类)神经纤维的分类 1 1)按有无髓鞘分:)按有无髓鞘分: 有髓纤维有髓纤维 myelinated nerve fibermyelinated nerve fiber 无髓纤维无髓纤维 unmyelinated nerve fiberunmyelinated nerve fiber 20 2 2)根据传导速度分:)根据传导速度分: A A类(类(A A、 A A 、A
8、A、 A A) 有髓躯体传入和传出纤维有髓躯体传入和传出纤维 B B类类( (有髓有髓) ):自主神经的节前纤维:自主神经的节前纤维 C C类类( (无髓无髓) ):自主神经的节后纤维:自主神经的节后纤维 后根中的痛觉传入纤维后根中的痛觉传入纤维 快快 慢慢 粗粗 细细 21 3 3)感觉神经中根据直径和来源分:)感觉神经中根据直径和来源分: 类:又分为类:又分为aa和和bb类。相当于类。相当于A A 类:相当于类:相当于A A 类:相当于类:相当于A A 类:相当于类:相当于C C类类 22 2. 2. 轴浆运输轴浆运输 轴突内的轴浆是经常在流动的,轴浆轴突内的轴浆是经常在流动的,轴浆 的流
9、动具有物质运输的作用,故称为轴浆的流动具有物质运输的作用,故称为轴浆 运输。运输。 23 顺向轴浆运输顺向轴浆运输 Anterograde axoplasmic trasportAnterograde axoplasmic trasport 自胞体向轴突末梢的运输。自胞体向轴突末梢的运输。 按运输速度分为两类:按运输速度分为两类: 1 1) 快速轴浆运输:快速轴浆运输: (细胞器)(细胞器) 运输速度较快,可达运输速度较快,可达300300- -400mm/d400mm/d。 通过驱动蛋白(通过驱动蛋白(kinesin)实现:)实现:与微管结合蛋白结与微管结合蛋白结 合合、解离、再结合。、解离
10、、再结合。 24 25 26 Movement of Kinesin 27 (驱动蛋白驱动蛋白) (向着远离神经细胞体的方向运输向着远离神经细胞体的方向运输) 28 2 2) 慢速轴浆运输:慢速轴浆运输: 运输速度慢,为运输速度慢,为1 1- -12mm/d 12mm/d 。如与细胞骨架有关的微。如与细胞骨架有关的微 管、微丝蛋白随微管、微丝的延伸而延伸。管、微丝蛋白随微管、微丝的延伸而延伸。 29 30 逆向轴浆运输逆向轴浆运输 (Retrograde axoplasmic trasport)(Retrograde axoplasmic trasport) 自末梢向胞体的运输。如狂犬病病毒、
11、破伤风自末梢向胞体的运输。如狂犬病病毒、破伤风 毒素等的运输。毒素等的运输。 31 Hitching a Ride on “Retrorail” 32 逆向轴浆运输由胞质动力蛋白(逆向轴浆运输由胞质动力蛋白(dynein)完成。)完成。 达因蛋白达因蛋白(dynein) 微管的结合蛋白,亦称动力蛋白;微管的结合蛋白,亦称动力蛋白; 具有具有ATP酶活性;酶活性; 需需Mg2+参与作用参与作用; 连接在二联管连接在二联管A管壁上组成内外两个臂,当与相管壁上组成内外两个臂,当与相 邻二联管上微管蛋白接触时能激活邻二联管上微管蛋白接触时能激活ATP酶酶微管微管 间相对滑动。间相对滑动。 33 34
12、3. 神经的营养性作用神经的营养性作用 除了功能性作用之外,神经末梢还经常释除了功能性作用之外,神经末梢还经常释 放某些营养性因子,持续地调整所支配组织的内放某些营养性因子,持续地调整所支配组织的内 在代谢活动,影响其持久性的结构、生化和生理在代谢活动,影响其持久性的结构、生化和生理 的变化,这一作用称为神经的营养性作用。的变化,这一作用称为神经的营养性作用。 35 营养性因子营养性因子 36 概念概念 : 由神经支配组织、神经胶质细胞等产生由神经支配组织、神经胶质细胞等产生 作用于神经元作用于神经元 本质本质 :蛋白质:蛋白质 种类种类 : NGF, BDNF, NT-3, NT-4/5,
13、NT-6 CNTF, GDNF, LIF, IGF-I, TGF, etc. 受体受体 :TrkA、TrkB、TrkC等等 三、神经元的发育过程与神经营养因子三、神经元的发育过程与神经营养因子 37 第二节第二节 神经胶质细胞神经胶质细胞 一、一、 特征特征 数量:多数量:多, 10, 105050倍于倍于神经元神经元 突起:无树突突起:无树突(dendrite)(dendrite)和轴突和轴突(axon)(axon)之分之分 不形成化学性突触不形成化学性突触 缝隙连接缝隙连接 (gap junction)(gap junction):丰富:丰富 膜电位:随膜电位:随KK+ + o o而改变而
14、改变, , 但不产生但不产生APAP 终身具有分裂增殖能力终身具有分裂增殖能力 38 二、分类二、分类 中枢神经系统:中枢神经系统: 星形胶质细胞星形胶质细胞 少突胶质细胞少突胶质细胞 小胶质细胞小胶质细胞 周围神经:周围神经: 形成轴突髓鞘的施万细胞形成轴突髓鞘的施万细胞 脊神经节中的卫星细胞脊神经节中的卫星细胞 39 (一)星形胶质细胞的功能(一)星形胶质细胞的功能 1.1. 支持作用支持作用 2.2. 引导迁移作用引导迁移作用 3.3. 隔离作用隔离作用 4.4. 参与血脑屏障的形成参与血脑屏障的形成 5.5. 营养作用营养作用 6.6. 修复和增生作用修复和增生作用 7.7. 免疫应答
15、作用免疫应答作用 8.8. 维持细胞外液维持细胞外液K+K+浓度的稳态浓度的稳态 9.9. 参与某些递质及活性物质的代谢参与某些递质及活性物质的代谢 40 41 42 第三十章第三十章 神经系统功能活动的基本原理神经系统功能活动的基本原理 突触:神经元突触:神经元神经元神经元 接头:神经元接头:神经元效应器效应器 43 第一节第一节 突触传递突触传递 根据信息传递媒质根据信息传递媒质: :可分为化学性突触和电突触。可分为化学性突触和电突触。 44 45 Chemical Electrical 46 一、电突触传递一、电突触传递 1 1性质:是一种电传递性质:是一种电传递 结构基础:缝隙连接;结
16、构基础:缝隙连接; 2 2特点:特点: a a两神经元之间的间隙仅为两神经元之间的间隙仅为2 2- -3nm3nm; b b不存在突触小泡,靠水相通道蛋白联系;不存在突触小泡,靠水相通道蛋白联系; c c传递为双向性;传递为双向性; d d电阻低,传递速度快,无潜伏期;电阻低,传递速度快,无潜伏期; e e电突触传递的功能是促进不同神经元产生电突触传递的功能是促进不同神经元产生 同步性放电。同步性放电。 47 Electrical Synapse 48 Structure and function of gap junctions at electrical synapses. 49 Gap
17、junctions 连接子连接子 50 51 Cardiac Myocytes (WorldWide Anaesthetist 微电极尖端直径微电极尖端直径0.5 m; 跨膜电位差跨膜电位差6080mV。 96 97 脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元RP= RP= - -70mV70mV,电刺激传入纤,电刺激传入纤 维后维后0.5ms0.5ms,脊髓前角运动神经元发生去极化,产生,脊髓前角运动神经元发生去极化,产生 EPSPEPSP。 随刺激强度增加,随刺激强度增加,EPSPEPSP发生总和而逐渐增大发生总和而逐渐增大, ,当当 EPSPEPSP总和达到阈电位总和达到阈电位- -52mV5
18、2mV时,就在轴突始段爆发可时,就在轴突始段爆发可 扩布性的扩布性的APAP。 98 99 EPSPEPSP产生机制:产生机制: 突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受 体,提高后膜对体,提高后膜对NaNa+ +和和K K+ +的通透性,且的通透性,且NaNa+ +內流大于內流大于K K+ + 外流(净內流),导致后膜局部去极化。外流(净內流),导致后膜局部去极化。 NaNa+ +通道或通道或CaCa2+ 2+通道开放,也可导致后膜局部去 通道开放,也可导致后膜局部去 极化。极化。 100 EPSP Generation (Na+ Influx)
19、The equil point for NA is about +40 mV 101 EPSP由对Na+和K+都通透的谷氨酸门控离子通道开放所形成 102 2.2.抑制性突触后电位抑制性突触后电位 突触后膜在某些神经递质作用下产生的局部超突触后膜在某些神经递质作用下产生的局部超 极化电位称为抑制性突触后电位极化电位称为抑制性突触后电位(Inhibitory Inhibitory postsynaptic potential, IPSPpostsynaptic potential, IPSP) 103 1 mV 104 105 IPSPIPSP产生机制:产生机制: 突触前神经元突触前神经元( (
20、抑制性中间神经元抑制性中间神经元) )末梢释放抑末梢释放抑 制性递质作用于突触后膜,后膜制性递质作用于突触后膜,后膜ClCl- -通道开放,通道开放,ClCl- - 内流,后膜发生超极化;对内流,后膜发生超极化;对K K+ +的通透性增加、的通透性增加、K K+ +外外 流增加,以及流增加,以及NaNa+ + 或或CaCa2+ 2+通道关闭,膜发生超极化。 通道关闭,膜发生超极化。 106 产生产生IPSPIPSP的递质:的递质: 甘氨酸(拮抗剂:士的年)甘氨酸(拮抗剂:士的年) - -氨基丁酸(氨基丁酸(GABAGABA) 拮抗剂:拮抗剂: 印防己硷(印防己硷(PicrtoxinPicrto
21、xin) 荷包牡丹硷(荷包牡丹硷(BicucullineBicuculline) 107 IPSP Generation (Cl- Influx) The equil point for Cl is about 60 mV 108 Chem. driving force Elec. driving force 109 (三)突触后神经元动作电位的引发(三)突触后神经元动作电位的引发 产生机制:产生机制: EPSPEPSP总和总和 突触后神经元去极化达到阈电位水平突触后神经元去极化达到阈电位水平 扩布性动作电位(轴突始段)扩布性动作电位(轴突始段) 突触后神经元兴奋突触后神经元兴奋 110 同时
22、与多个神经末梢形成突触的突触后神经元同时与多个神经末梢形成突触的突触后神经元 ,其膜电位变化的总趋势取决于同时所产生的,其膜电位变化的总趋势取决于同时所产生的EPSPEPSP和和 IPSPIPSP的“代数和”。当突触后神经元的膜电位去极化的“代数和”。当突触后神经元的膜电位去极化 达到阈电位水平就引发扩布性动作电位。达到阈电位水平就引发扩布性动作电位。 111 Excitatory postsynaptic potential = EPSPs Inhibitory postsynaptic potentials = IPSPs 112 动作电位并不首先在胞体产生,而是在轴突的动作电位并不首先在
23、胞体产生,而是在轴突的 始段产生。这是因为轴突的始段比较细小,出现跨膜始段产生。这是因为轴突的始段比较细小,出现跨膜 电流的密度较大,因此始段是第一个爆发动作电位的电流的密度较大,因此始段是第一个爆发动作电位的 部位。部位。 113 114 轴突始段是突触整合的 关键部位 115 爆发的动作电位再向两个方向扩布,即沿轴突扩爆发的动作电位再向两个方向扩布,即沿轴突扩 布至末梢和逆向扩布到胞体,从而使整个神经元发生布至末梢和逆向扩布到胞体,从而使整个神经元发生 一次兴奋。逆向兴奋胞体的意义,可能在于清除此次一次兴奋。逆向兴奋胞体的意义,可能在于清除此次 兴奋前不同程度的去极化和超极化,使其状态得到
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