生理第九章 神经系统的功能1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 神经系统的功能,Chapter 9 Function of the Nervous System,2,3,第一节 神经系统功能活动的基本原理,第二节 神经系统的感觉功能,第三节 神经系统对躯体运动的调控,第四节 神经系统对内脏活动、本能行为,和情绪的调控,第五节 脑电活动以及与睡眠觉醒,第六节 脑的高级功能,第一节 神经系统功能活动的 基本原理,一、神经元和神经胶质细胞,神经元是神经系统的基本结构和功能单位,数量,形态,10,11,个,形态各异、大小不一。,（一）神经元,6,中枢神经系统中神经元模式图,小脑浦肯野细胞,假单极细胞,双极细胞,多极细胞,基本结构：,胞体,(,Soma,),：,突起：,树突,(,dendrite,),轴突,(,axon,),1.,神经元的一般结构和功能,突触小体,8,树突棘,智障儿童脑内树突棘的数量明显减少，细长。,9,图,-,神经元电镜照片,Axon,Cell body,Dendrites,10,图,-,大脑皮层大锥体细胞,接受信息的部位,AP,产生的部位,传导冲动的部位,递质释放的部位,神经元各部分的功能,:,神经元的基本功能,:,接受、整合、传递信息,2.,神经纤维及其功能,构成,轴突,感觉神经元的长树突,髓鞘,/,神经膜,功能,传导兴奋,轴浆运输,轴索：,分类,有髓鞘,无髓鞘,1,）神经纤维传导兴奋的特征,完整性,绝缘性,双向性,相对不疲劳性,（,1,）神经纤维的兴奋传导,神经冲动的双向传导,2,）影响神经纤维传导速度的因素,直径：,正变,传导速度,(m/s)6,直径,(,m,),轴索直径与总直径最适比例,=0.6,有无髓鞘,温度：,正变,16,动画,-,神经冲动的传导速度比较,无髓鞘,有髓鞘,17,NCV检测及临床意义,诊断神经纤维的疾患和估计神经损伤的预后,主要异常表现,传导速度减慢,和,波幅降低,髓鞘的损害,轴索的损害,哺乳动物周围神经纤维的类型,电生理特性,传导速度,（,m/s,）,直径,(m),来源,来源和直径,A,类,(,有髓,),70-120,12-22,肌梭、腱器官传入纤维,I,梭外肌传出纤维,30-70,8-13,皮肤触压觉传入纤维,II,15-30,4-8,梭内肌传出纤维,12-30,1-4,皮肤痛温觉传入纤维,III,B,类,(,有髓,),3-15,1-3,自主神经节前纤维,C,类,（无髓）,交感,0.7-2.3,0.3-1.3,自主神经节后纤维,后根,0.6-2.0,0.4-1.2,脊后根痛觉传入纤维,IV,传出,纤维,传入,纤维,分类：,（,2,）神经纤维的轴浆运输,借助于轴突内轴浆流动而进行的运输物质。,概念：,特点：,双向、耗能,顺向轴浆运输,:,如：有膜结构的细胞器,逆向轴浆运输,:,如：,NT,、病毒、毒素、,HRP,胞体,逆向运输,轴突末梢,顺向运输,(,快速、慢速,),快速：,驱动蛋白,慢速：微管微丝等不断向前延伸,顺向轴浆运输,:,图：顺向快速轴浆运输模式图,逆向：,辣根过氧化酶（,HRP,）可被逆向运输，神经科学研究可用作示踪剂,22,3.,神经的营养性作用,神经的营养性作用（,trophic action,）,神经的功能性作用,AP,递质释放,支配组织的,功能改变,神经末梢经常释放某些营养因子，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、生化和生理变化。,23,动画,-,神经的功能性作用,24,25,有突起,不分,树突轴突；,细胞间不形成化学性突触，普遍存在,缝隙连接,；,有,RP,不产生,AP,；,终身分裂增殖能力。,（二）神经胶质细胞,(neuroglia),1.,胶质细胞的特征,26,2.,胶质细胞的功能,星形胶质细胞,血管周足,神经元,(1),支持和引导神经元迁移；,(2),隔离作用,(3),修复和再生作用；,(4),免疫应答作用；,(5),参与脑屏障的形成；,(6),物质代谢和营养作用；,(7),维持细胞外,K,+,浓度；,(8),参与某些活性物质的代谢。,27,二、突触传递,突触概念：,一个神经元的轴突与另一个神经元的胞体或突起相接触，并传递信息的部位,。,突触传递：,在突触处的信息传递过程。,28,几类重要的突触传递,定向突触,非定向突触,经典的突触,神经骨骼肌接头,神经心肌接头,神经平滑肌接头,突触,化学性突触,电突触,（神经递质）,（局部电流）,29,(一）电突触传递,双向,传递；,电阻低，传递快,（,2,）特点：,（1）结构基础,：,缝隙连接,（,3,）功能：,促进神经元,同步化活动。,30,突触小泡：,小、清亮,-Ach,、,aa,小、心密,-CA,大、心密,-NP,1.定向突触传递,（1）经典突触的微细结构,活化区,突触前膜,图,-,突触微细结构模式图,突触后膜,突触间隙,突触前膜,突触间隙,突触后膜,（二）化学性突触传递,31,突触的分类,轴突,-,树突式突触,轴突,-,胞体式突触,轴突,-,轴突式突触,(2),经典的突触传递过程,N-M,接头处的兴奋传递过程（复习）,电,化学,电,33,突触前神经元,AP,传至末梢,前膜去极化,前膜电压门控钙通道开放，,Ca,2+,内流,囊泡出胞式释放递质,递质与后膜受体结合,后膜离子通透性改变,突触后电位（,PSP,）,?,(2),经典的突触传递过程,34,Ca,2+,AP,动员,;,摆渡,;,着位,;,融合,;,出泡,图,-Ca,2+,触发递质释放过程,35,图,-,突触传递的基本过程,36,2.,非定向突触传递,（,1,）结构基础,曲张体,（非突触性化学传递）,（,2,）特点：,突触前后结构无一对,一的支配关系；,递质扩散的距离较远；,产生效应与否取决于,突触后有无相应受体,。,37,3,.,影响化学性突触传递的因素,1,）影响,递质释放,的因素,2,）影响,已释放递质消除,的因素,3,）影响,受体,的因素,Ca,2+,、,AP,破伤风毒素、肉毒梭菌毒素,三环类抗抑郁药、有机磷农药,筒箭毒碱、,-银环蛇毒,苦笑面容,角弓反张,破伤风毒素阻碍,中枢,递质释放痉挛性麻痹,肉毒梭菌毒素阻滞,N-M,处的递质释放,柔软性麻痹,神经递质的消除方式,三环类抗抑郁药,抑制去甲肾上腺素的重摄取,有机磷农药,抑制胆碱酯酶,40,4.,兴奋性和抑制性突触后电位,1,）兴奋性突触后电位（,EPSP,）,2,）抑制性突触后电位（,IPSP,）,1,）快突触后电位,2,）慢突触后电位,根据突触后电位去极化和超极化方向：,根据突触后电位发生的快慢：,41,概念：,突触后膜在某种神经递质作用下产生的,局部去极化,电位变化。,（,1,）兴奋性突触后电位（,EPSP,）,42,动画,-,兴奋性突触后电位的产生,概念：,突触后膜在某种神经递质作用下产生的,局部超极化,电位变化。,（,2,）抑制性突触后电位（,IPSP,）,44,动画,-,抑制性突触后电位的产生,45,突触前神经元,AP,传至末梢,前膜去极化,前膜电压门控式钙通道开放，,Ca,2+,内流,前膜释放,兴奋性,递质,递质与后膜受体结合,后膜对,Na,+,通透性,，,Na,+,内流,后膜,去极化,(EPSP),EPSP,IPSP,释放,抑制性,递质,Cl,-,内流,后膜,超极化,(IPSP),46,胞体整合,5,.,AP在突触后神经元的产生,始段产生,AP,轴突末梢,抑制,图,-,复杂的神经突触联系,超极化,去极化,47,突触前末梢受一短串高频刺激，引起,PSP,。,1,）强直后增强,突触前末梢,Ca,2+,末梢持续释放递质,PSP,2,）习惯化和敏感化,6,.,突触的可塑性,习惯化：,重复温和的刺激,-,突触反应逐渐,敏感化：,重复较强的刺激,-,突触反应,突触前末梢,Ca,2+,末梢释放递质,PSP,突触前末梢,Ca,2+,末梢释放递质,PSP,突触的形态和功能可发生较持久改变的特征和现象,-,突触传递效率的改变,48,突触后神经元,Ca,2+,PSP,3,）长时程增强,（,long-term potentiation,LTP,）,4,）长时程抑制,(,LTD,),突触前,N,元短时内受到快速重复刺激，引起快速长时间的,EPSP,。,突触传递效率长时间,49,掌握内容,神经纤维传导兴奋的特征,突触的概念,经典的突触传递过程,突触后电位（,EPSP,和,IPSP,）的概念、机制,50,熟悉内容,神经纤维的轴浆运输概念、分类,神经的营养性作用概念,神经胶质细胞的特征和功能,突触微细结构与分类,非定向突触传递特点,影响突触传递的因素,51,三、神经递质和受体,（一）神经递质(,neurotransmitter,),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的受体，并使突触后神经元或效应器细胞,产生,一定效应的信息传递物质。,52,神经递质分类,分类 家 族 成 员,胆碱类,乙酰胆碱,胺类,多巴胺、NE、E、5,HT、组胺,氨基酸类,谷氨酸、门冬氨酸、甘氨酸、,-GABA,肽类,下丘脑调节肽、ADH、催产素、阿片肽、,脑-肠肽、神经肽Y、心房钠尿肽等,嘌呤类,腺苷、ATP,气体,NO、CO,脂类,PG类,53,1,.,递质的鉴定（经典的递质符合的条件）,递质的合成；,递质的储存和释放；,释放后作用于后膜受体；,递质的失活；,特异的受体激动剂和拮抗剂。,54,2.,调质的概念,（,neuromodulator,）,3.,递质共存现象,(neurotransmitter co-existance),意义,:,协调某些生理过程。,递质共存：,两种或两种以上的递质（包括调质）共存于同一神经元内。,戴尔原则：,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。,对递质的信息传递起调节作用的物质,调质；,调质所发挥的作用,调制作用,55,血管,唾液腺,交感神经,副交感神经,NE,NPY,VIP,ACh,图,-,递质共存现象,NE:,去甲肾上腺素；,NPY:,神经肽,Y,；,ACh,：乙酰胆碱；,VIP,：血管活性肠肽,+,-,56,4,递质的代谢,酶解,ACh,、肽类,重摄取,NE,图,-,递质消除的方式模式图,57,（二）神经系统受体概述,配体,(ligand),拮抗剂,/,阻断剂,(antagonist/blocker),激动剂,(agonist),概念：,细胞膜上或细胞内，能与某些化学物质特异结合并诱发特定生物学效应的特殊生物分子。,58,受体与配体结合的特性：,高特异性,；,高亲和力,；,饱和性,；,可逆性,。,59,1.,受体的亚型,(subtype),如 胆碱能受体:M,1,-M,5,/N,1,N,2,肾上腺素能受体：,1,、,2,/,1,、,2,、,3,2.,突触前受体,/,自身受体,存在于突触前膜，,调控递质释放,NE:,前膜,2,受体,60,G,蛋白耦联受体（促代谢型受体）,离子通道型受体（促离子型受体）,3.,受体的作用机制,4.,受体的浓集,61,5.,受体的调节,膜受体的,数量,和与递质的,亲和力,可发生上调或下调,受体的上调（,up regulation,）,受体的下调（,down regulation,）,1.,乙酰胆碱（,ACh,）及其受体,乙酰胆碱,胆碱能神经元,胆碱能纤维,胆碱能敏感神经元,胆碱能受体,胆碱能神经元,胆碱能纤维,胆碱能受体,胆碱能敏感神经元,（三）人体内主要的神经递质和受体系统,63,胆碱能神经元（中枢）,脊髓前角,运动,神经元,丘脑特异,感觉,投射神经元,脑干网状结构上行激动系统,纹状体、边缘系统等,参与神经系统几乎所有功能,64,所有自主神经节前纤维,大多数副交感神经节后纤维,少数交感神经节后纤维,支配骨骼肌的运动神经纤维,胆碱能纤维（外周）,ACh,ACh,ACh,ACh,外周胆碱能及肾上腺素能纤维,ACh,65,（外周）胆碱能受体,毒蕈碱,(M),受体 烟碱,(N),受体,分布,(,外周,),胆碱能节后纤维,支配的效应器,自主神经节,突触后膜（,N,1,）,神经,-,骨骼肌接头终板膜,(N,2,),M-,样作用,副交感神经兴奋效应,自主神经节,神经元兴奋,终板电位,骨骼肌收缩,阻断剂,阿托品,-M,肌肉型,-,十烃季铵,-N,2,神经元型,-,六烃季铵,-N,1,效应,筒箭毒碱,-N,N-,样作用,66,图,-ACh,的促离子型受体和促代谢型受体,M,受体,N,受体,67,节后纤维,支配的效应器,神经,-,骨骼肌接头终板膜,节后纤维,支配的效应器,68,（,1,）去甲肾上腺素,(NE/NA),和肾上腺素,(E/AD),及其受体,以,E,为递质的神经元,肾上腺素能受体（,adrenergic receptor,）,肾上腺素能神经元（,adrenergic neuron,）,能与,NE,或,E,结合的受体,肾上腺素能纤维（,adrenergic fiber,）,以,NE,为递质的神经纤维,去甲肾上腺素能神经元（,noradrenergic neuron,）,以,NE,为递质的神经元,2.,单胺类递质及其受体,69,受体（,1-2,）,分布,效应,阻断剂,多数交感神经节后纤维支配的效应细胞,兴奋性效应,（除小肠平滑肌）,1,受体,(+),；,2,受体（,-,）,3,-,脂肪组织,酚妥拉明,-,普萘洛尔（心得安）,-,（外周）肾上腺素能受体,受体（,1-3,）,70,节后纤维支配的效应细胞,心肌：,血管平滑肌：,+,皮肤胃肠的血管平滑肌：,71,黑质,-,纹状体系统：,中脑,-,边缘系统：,结节,-,漏斗系统：,受体：,D,1,D,5,（,2,）多巴胺及其受体,（,3,）,5-,羟色胺及其受体,受体：,5-HT,1,5-HT,7,（,4,）组胺及其受体,受体：,H,1,，,H,2,，,H,3,72,3.,氨基酸类递质及其受体,（,1,）兴奋性氨基酸及受体,谷氨酸：,门冬氨酸：,促代谢型受体,促离子型受体：,是脑和脊髓内主要的兴奋性递质,锥体细胞和多棘星状细胞,NMDA,、,AMPA,和,KA,（非NMDA),73,图,-,谷氨酸受体,74,（,2,）抑制性氨基酸及受体,-氨基丁酸：,甘氨酸,：,GABA,A,GABA,B,GABA,C,阻断剂：士的宁,是脑内的主要抑制性递质,脊髓和脑干；,75,图,-GABA,A,受体,乙醇,神经甾体,巴比妥类,苯二氮,76,4.,神经肽及其受体,(2,）阿片肽,-,脑内具有吗啡样活性的肽类物质,神经系统内起递质或调质作用的肽类,(1,）速激肽,P,物质,血管收缩血压下降,（,3,）下丘脑调节肽和垂体神经肽,（,4,）脑,-,肠肽（,brain-gut peptide,）,77,分布在神经系统各部位的阿片受体的功能十分复杂,正常功能,-,药物,-,成瘾,-,戒毒等,IMAGE OF GUINEA-PIG BRAINThe red areas represent the highest density of opioid receptors;yellow areas represent moderate density;while blue,purple and white represent low density,78,5.,嘌呤类递质及其受体,腺苷,ATP,腺苷在中枢一般起抑制作用；,血管、心肌、膀胱、肠平滑肌的活动,受体：A,1,、A,2A,、A,2B,、A,3,咖啡和茶碱的中枢兴奋作用：,阻断腺苷受体,受体：P2X和P2Y,79,6.,气体类递质,不储存，不释放，不结合,NO,、,CO,精氨酸,血红素,直接结合并激活,80,四、反射活动的基本规律,维持个体生存和,种族延续,低位中枢,简单而固定,先天，物种共有,非条件反射,条件反射,后天获得，有个体差异,复杂且易变,高级中枢,(,大脑皮层,),能高度适应内外环境的变化,项目,形成,反射弧,中枢部位,数量,生理意义,有限,无限,（一）反射的分类,81,单突触反射,（腱反射）,多突触反射,（屈肌反射）,（二）反射的中枢整合,初级水平和高级水平的整合,82,（三）中枢神经元的联系方式,1.,单线式,2.,辐散和聚合式,3.,链锁式和环式,后发放,/,后放电 （,afterdischarge,）,83,图,-,中枢的辐散式和聚合式联系,辐散式,传入,聚合式,传出,84,动画,-,后发放,（,after discharge,:,刺激停止后，传出,N,仍继续发放冲动）,85,（五）中枢兴奋传播的特征,1.,单向传播,2.,中枢延搁（,central delay,）,3.,兴奋的总和,4.,兴奋节律的改变,5.,后发放,6.,对内环境变化敏感、易疲劳,空间总和、时间总和,传入、传出冲动频率不同,神经纤维传导特征？,86,神经元对同一时刻产生的,PSP,有整合作用（代数和）。,突触后神经元,始段产生,AP,轴突末梢,抑制,易化,87,中枢兴奋传布兴奋节律的改变,88,（六）中枢抑制和中枢易化,（,1,）传入侧支性抑制,(,交互抑制,),（,2,）回返性抑制,1.,突触后抑制,概念：,由抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后神经元产生,IPSP,，抑制突触后神经元。,形式：,89,协调不同中枢的活动,（,1,）传入侧支性抑制,(,交互抑制,),兴奋冲动传入,侧支兴奋,抑制性中间,N,元,抑制性中间,N,元释放抑制性递质,抑制另一,N,元,突触后膜产生,IPSP,兴奋一,N,元,突触后膜产生,EPSP,90,调控N元本身,使活动及时终止(同步化),（,2,）回返性抑制,N,元兴奋冲动沿轴突传出,侧支兴奋,抑制性中间,N,元,抑制性中间,N,元,释放抑制性递质,原兴奋的,N,元抑制,突触后膜产生,IPSP,兴奋,N,细胞,突,触,后,膜,产,生,EPSP,91,2.,突触前抑制,结构基础,轴突,-,轴突,-,胞体三联突触,特征,去极化抑制,概念,由于改变突触前膜的活动，最终使突触后,N,元兴奋性降低而引起抑制。,92,先刺激轴,B,轴,B,兴奋释放,-GABA,在此基础上再刺激轴,A,轴,A,产生,AP,幅度,轴,A,Ca,2+,内流量,轴,A,释放递质量,胞,C,EPSP,幅度,机制,轴,A,部分去极化,(Cl,-,电导,),胞,C,不易总和达到阈电位而兴奋,=,胞,C,抑制,93,3.,突触后易化,EPSP,的总和,接近阈电位,易兴奋,94,4.,突触前易化,5-HT,Ca,2+,内流,K,+,通道关闭,突触前,AP,突触后,EPSP,突触前,Ca,2+,流,5-HT,B,内,cAMP,升高,A,内,K,+,通道关闭,轴,A,的,AP,时程延长,Ca,2+,通道开放时间增加,C,内产生,EPSP,变大。,前膜释放递质,EPSP,95,神经递质和受体的概念,调质的概念及作用,递质共存的概念及戴尔原则,外周胆碱能和肾上腺素能递质和受体系统,反射的概念、过程、分类,中枢兴奋传播的特征,突触后抑制的概念、形式、意义,掌握内容,96,递质鉴定的条件,中枢神经递质和受体,突触前抑制、突触易化,受体的分类、亚型及受体的调节,中枢神经元的联系方式及功能特点,熟悉内容,