神經(jīng)元神經(jīng)纖維膠質(zhì)細胞突觸傳遞

1、,1）形成感覺－認識世界的基礎；2）調(diào)節(jié)軀體運動和內(nèi)臟活動－對內(nèi)、外環(huán)境的變化做出適應性的反應；3）高級功能（思維、語言、學習和記憶等）－更好地適應環(huán)境和改造環(huán)境,概括講－是起主導作用的調(diào)節(jié)（regulation）系統(tǒng),具體講:,神經(jīng)系統(tǒng)功能？,第一節(jié) 神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的一般功能第二節(jié) 神經(jīng)元的信息傳遞第三節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的感覺功能第四節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運動和姿勢的調(diào)節(jié)第五節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)臟活動、本能行為和情緒的調(diào)節(jié)第六節(jié)

2、 覺醒、睡眠和腦電活動第七節(jié) 腦的高級功能,第一節(jié) 神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的一般功能 Function of Neuron and Neuroglia,中樞神經(jīng)元的數(shù)量：1011個,神經(jīng)膠質(zhì)細胞的數(shù)量：（1-5）×1012個,一、神經(jīng)元 (Neuron),（二）神經(jīng)纖維,（一）神經(jīng)元的基本結構和功能,（三）神經(jīng)的營養(yǎng)作用（五）神經(jīng)營養(yǎng)因子,1．神經(jīng)元的基本結構,,(1)胞體 (soma) 胞核 核周胞質(zhì)

3、(2)突起 (processes) 樹突(Dendrite) 軸突(Axon) * 始段（initial segment),initial segment,（一）神經(jīng)元基本結構和功能,axon hilllock,Synaptic knob,soma,node of Ranvier,軸突axon,,,髓鞘myelin,神經(jīng)纖維nerve fiber,,dendrite,2．神經(jīng)元基本功能—信息處理,① 接受信息；

4、 ② 整合信息； ③ 傳導信息； ④ 輸出信息,（二）神經(jīng)纖維（Nerve fiber） 神經(jīng)纖維組成： 軸索(軸突/感覺神經(jīng)元的長樹突)+髓鞘,1．Nerve fiber傳導興奮的速度,① 纖維直徑：成正比 V (m/s)=6×D (總直徑, μm,有髓纖維)

5、 其中:D=軸索+髓鞘厚度 軸索/總直徑=0.6 最適比例,② 髓鞘厚薄：有髓纖維 > 無髓纖維； * 臨床意義：速度減慢主要反映髓鞘損害,③ 溫度：在一定范圍內(nèi)，溫度↑，速度↑ * 恒溫動物 > 變溫動物； * 冷凍麻醉,2．Nerve fiber 傳導興奮的特征 ⑴ 生理完整性(結構和功能） ⑵ 絕緣性 ⑶ 雙向傳導 ⑷ 相對不疲勞,*

6、 注意和突觸傳遞比較,3.Nerve fiber的分類,按末梢釋放的遞質(zhì)： 膽堿能纖維 colinergic fiber 腎上腺素能纖維 adrenergic fiber,按髓鞘厚?。?有髓纖維 myelinated nerve fiber 無髓纖維 unmyelinated nerve fiber,根據(jù)電生理特性（傳導速度）（傳出）： Aα A

7、β Aγ Aδ B類(有髓)：自主神經(jīng)的節(jié)前纖維 C類(無髓)：自主神經(jīng)的節(jié)后纖維 后根中的痛覺傳入纖維,A類,,,根據(jù)直徑（傳入）：I，II，III，IV,:有髓軀體傳入和傳出纖維,4. 神經(jīng)纖維的軸漿運輸（Axoplasmic transport）,⑴ 順向軸漿運輸 自胞體向軸突末梢的運輸,⑵ 逆向軸漿運輸 自末梢向胞體的運輸,如何證實？,軸漿運輸?shù)淖C實：

8、① 結扎：兩端物質(zhì)堆積;② 追蹤：同位素標記的aa (胞體吸收、合成蛋白質(zhì)、順向運輸)熒光染料，如熒光金,辣根過氧化酶 (HRP，可被順向和逆向運輸) 生物素（biotin),如biocytin; neurobiotin,⑴ 順向軸漿運輸(Anterograde),快速軸漿運輸：囊泡、線粒體 410mm/d * 機制：驅(qū)動蛋白 Kinesin,慢速軸漿運輸：微管、微絲向前延伸,可溶性成分隨此延伸而

9、運輸 1-12mm/d,⑵ 逆向軸漿運輸 (Retrograde),機制：動力蛋白 Dynein,神經(jīng)營養(yǎng)因子、狂犬病病毒、破傷風毒素205mm/d,神經(jīng)纖維末梢經(jīng)常釋放某些營養(yǎng)物質(zhì)，持續(xù)調(diào)整被支配組織的內(nèi)在代謝活動，影響其形態(tài)結構、生理和生化的變化，這種作用稱為營養(yǎng)性作用。 如，脊髓前角運動神經(jīng)元病變所支配的肌肉發(fā)生萎縮。* 營養(yǎng)性作用與神經(jīng)沖動無關* 功能性作用？,（三）神經(jīng)的營養(yǎng)作用（trophic action）

10、,（四）神經(jīng)營養(yǎng)因子（Neurotrophin,NT),1. NT的概念： 神經(jīng)所支配的組織和星形膠質(zhì)細胞所產(chǎn)生的具有支持神經(jīng)元生長、發(fā)育、再生和功能完整的蛋白質(zhì)。* 有些神經(jīng)元也可以產(chǎn)生,2. NT的種類： 神經(jīng)生長因子（NGF） 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF） 神經(jīng)營養(yǎng)因子-3（NT-3） 神經(jīng)營養(yǎng)因子4/5（NT-4/5） 神經(jīng)營養(yǎng)因子-6（NT-6）,3.

11、NT的轉(zhuǎn)運： NT作用于神經(jīng)末梢的特異受體→ 被末梢攝取→逆向軸漿運輸→胞體4. 神經(jīng)末梢的NT受體： Trk A （NGF） Trk B （BDNF和NT-4/5） Trk C （NT-3）,5. 神經(jīng)營養(yǎng)因子的臨床應用：,促進損傷后神經(jīng)元的再生，治療神經(jīng)退行性疾病。,二、神經(jīng)膠質(zhì)細胞（Neuroglia）,（二）神經(jīng)膠質(zhì)細胞特性,(一) 神經(jīng)膠質(zhì)細胞的類型,(三) 神經(jīng)膠質(zhì)細胞的功能,1. 在周

12、圍神經(jīng)系統(tǒng)（PNS） 1)施萬細胞 (Schwann’s cell) 構成髓鞘 2)衛(wèi)星細胞(Satellite cell）位于脊神經(jīng)節(jié)中,(一) 神經(jīng)膠質(zhì)細胞的類型,2．在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS） 1)星形膠質(zhì)細胞(Astrocyte) 2)少突膠質(zhì)細胞(Oligodendrocyte) 3)小膠質(zhì)細胞(Microglia),（二）膠質(zhì)細胞

13、特性1、數(shù)量眾多（10-50倍于神經(jīng)元）；2、有突起，但無樹突、軸突之分；3、普遍有縫隙連接，但無化學性突觸；4、有靜息膜電位，但不能產(chǎn)生AP。,(三) 神經(jīng)膠質(zhì)細胞的功能1．支持作用 （Astrocyte ，衛(wèi)星細胞）2．修復和再生作用（小膠質(zhì)細胞，Astrocyte）3．營養(yǎng)和代謝作用（Astrocyte）4．絕緣作用（施萬細胞，少突膠質(zhì)細胞）5．屏障作用（Astrocyte）6．穩(wěn)定胞外K+濃度（Astroc

14、yte：Na+泵，縫隙連接）7．參與遞質(zhì)代謝（Astrocyte攝取Glu,轉(zhuǎn)變成Gln）8. 免疫應答 (Astrocyte與外來抗原結合，呈遞給T淋巴細胞),習題,C類神經(jīng)纖維包括（2001-139） A．自主神經(jīng)節(jié)后纖維　B．自主神經(jīng)節(jié)前纖維　C．后根中的痛覺傳入纖維　D．皮膚觸壓覺傳入纖維,AC,第二節(jié) 神經(jīng)元的信息傳遞,Information Transmission of Neuron,一、突觸傳遞的方式

15、 二、神經(jīng)遞質(zhì)和受體三、反射中樞的活動規(guī)律,神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式-反射,突觸(synapse)：神經(jīng)元之間、神經(jīng)元和其它效應器細胞之間發(fā)生功能性聯(lián)系的特殊結構。,一、突觸傳遞的方式,(二)非定向突觸傳遞 （非突觸性化學傳遞） （ Non-synaptic chemical transmission）,(三)電突觸傳遞 （Electrical synaptic transmission ）,(一)經(jīng)典的突

16、觸傳遞 （Classical synaptic transmission） （定向式突觸傳遞，突觸性化學傳遞）,經(jīng)典突觸的微細結構：,(一)經(jīng)典的突觸傳遞 （classical synaptic transmission）,突觸前膜 (Presynaptic Membrane),突觸后膜 (Postsynaptic Membrane),突觸間隙(Synaptic Cleft),突觸 (Sy

17、napse),,2.經(jīng)典突觸的傳遞過程（電-化學-電）,,EPSP,IPSP,突觸間隙,神經(jīng)沖動到達突觸前神經(jīng)元軸突末梢,突觸前膜去極化,電壓門控Ca2+通道開放、Ca2+內(nèi)流,軸突末梢[Ca2+]↑,囊泡向前膜移動、融合、破裂,遞質(zhì)釋放（出胞）,遞質(zhì)與后膜特異性受體（化學門控通道）結合,后膜對某些離子通透性改變,帶電離子發(fā)生跨膜流動,突觸后電位（EPSP，IPSP）,,,,,,,,,,,,,,膠質(zhì)細胞,,酶解,再攝取,,,突觸

18、前末梢去極化是誘發(fā)遞質(zhì)釋放的關鍵因素； Ca2+是前膜興奮和遞質(zhì)釋放過程的耦聯(lián)因子； 囊泡的再循環(huán)是突觸傳遞持久進行的必要條件。,Ca2+是突觸前膜興奮和遞質(zhì)釋放過程的耦聯(lián)因子，如何證明？,Question 1:,鈣通道阻斷劑無鈣液灌流,神經(jīng)遞質(zhì)釋放↑,鈣內(nèi)流→ [Ca2+]i增高,,機制？,Question 2:,,,Ca2+內(nèi)流,囊泡動員：,CaM復合物形成,CaMKII活化,Synapsin I磷酸化,囊泡游離,↓,↓,↓,

19、↓,膜融合: (SNAREs hypothesis),突觸前膜t-SNAREs,完整SNAREs,囊泡v-SNAREs,﹢,＝,SNAREs復合物的裝配類似合上“拉鏈”,SNAREs復合物的解聚,SNAP（soluble NSF-attachment protein）,NSF （N-ethylmalemidle-sensitive factor） ATP酶，釋放能量用于SNAREs復合物的解聚；,SNAREs復合物三

20、種蛋白均可與SNAP結合，故稱其SNAP受體（SNAP receptors，SNAREs）,與SNAREs復合物結合，促進SNAREs復合物的解聚,胞吐：,Ca2+內(nèi)流達到一定程度→ Synaptotagmin和Ca2+結合→與突觸前膜脂質(zhì)、Syntaxin結合→融合孔的開放→胞吐發(fā)生,* 突觸前神經(jīng)元內(nèi)Ca2+的清除：,3.突觸后電位 (postsynaptic potential, PSP) 興奮性突觸后電位 (E

21、xcitatory postsynaptic potential, EPSP) 抑制性突觸后電位 (Inhibitory postsynaptic potential, IPSP),(1) 興奮性突觸后電位（EPSP）,突觸后膜發(fā)生的短暫的局部去極化。,機制：興奮性遞質(zhì)提高后膜對Na+和K+的通透性，Na+內(nèi)流大于K+外流，導致后膜局部去極化。* Ca2+內(nèi)流也有關,,* K+的通透性增加、Na+ 或Ca2+通道關閉，也

22、可使膜發(fā)生超極化。,突觸后膜發(fā)生的超極化。,機制：抑制性遞質(zhì)使突觸后膜Cl-通道開放，,(2) 抑制性突觸后電位（IPSP）,Cl-內(nèi)流，突觸后膜發(fā)生超極化。,4.突觸傳遞的可塑性（synaptic plasticity）,概念：化學性突觸傳遞效能的改變。,（1）強直后增強,機制：突觸前末梢Ca2+濃度持續(xù)增加, 激活CaMPKII, 囊泡動員及遞質(zhì)釋放增加,（2）習慣化,機制：重復刺激使Ca2+通道失活，Ca2+ 內(nèi)流減少，神經(jīng)遞質(zhì)釋

23、放減少。,非傷害性刺激重復作用于機體時，其引起的反射性效應會逐漸減弱。如，海兔縮腮反射,較強的傷害性刺激后，機體對原先弱刺激引起的反應明顯增強的過程。如，海兔縮腮反射,（3）敏感化,機制：突觸前AP時間延長、Ca2+內(nèi)流增加，神經(jīng)遞質(zhì)釋放增多,,（4）長時程增強 (long term potentiation, LTP),突觸前末梢受到強直刺激后，突觸后神經(jīng)元的突觸后電位持續(xù)性增強，長達數(shù)小時或數(shù)天。,長時程增強的機制：（1）突觸后

24、NMDA受體的激活（強直刺激引起的去極化解除了Mg2+對NMDA通道的電壓依賴型阻滯）,（2）細胞內(nèi)Ca2+濃度的增加引起AMPA受體的上調(diào)（甚至有新的蛋白質(zhì)合成和新的突觸形成?。?(二) 非定向突觸傳遞 1．結構基礎-曲張體,2．傳遞特點：① 不存在特化的突觸前、后膜結構；② 不存在一對一的支配關系；③ 遞質(zhì)擴散距離遠（＞20 nm）， 耗時長(大于1s)；④ 能否產(chǎn)生效應，取決于效應器細胞有無相應受體。,（Non-syna

25、ptic chemical transmission）,(三)電突觸傳遞,六聚體水相通道；膜間距2-3nm；兩側結構對稱,(Electrical synaptic transmission),1．結構基礎: 縫隙連接 (Gap junction),2．傳遞特點 ① 雙向傳遞； ② 速度快，幾乎不存在潛伏期。,3．功能意義 同步性活動,二、神經(jīng)遞質(zhì)和受體 Neurotransmitter &a

26、mp; Receptor (一)神經(jīng)遞質(zhì)概述1．神經(jīng)遞質(zhì)的概念：在化學性突觸結構中起信息傳遞作用的化學物質(zhì)。,2．確定神經(jīng)遞質(zhì)的條件：合成（前體物質(zhì)和酶類）貯存（囊泡，NO除外）釋放生物效應（特異性受體）失活（擴散、酶解、膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)移、 前膜再攝?。┩庠葱孕ㄌ禺愋允荏w）激動和拮抗劑（結構類似）,乙酰膽堿的合成、貯存、失活等代謝過程,3．神經(jīng)遞質(zhì)共存,一個神經(jīng)元內(nèi)可以同時存在、末梢也可同時釋放兩種或兩種以上的神經(jīng)遞

27、質(zhì)。,意義： ① 協(xié)調(diào)某些生理過程；② 信息的化學 編碼,4. 受體的概念（Receptor） 位于細胞膜或細胞內(nèi)能與某些化學物質(zhì)（如遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)、激素等）發(fā)生特異性結合并引起生物學效應的特殊生物分子。,* 配體（ligand)： 激動劑（agonist） 拮抗劑（antagonist）,5. 突觸前受體作用：大多數(shù)是抑制前膜遞質(zhì)的進一步釋放，如前膜α2受體。,少數(shù)是易化作用。,* 可樂定Clonidine

28、（a2受體激動劑），抑制NE釋放，治療高血壓,(二)外周神經(jīng)遞質(zhì)及其受體 1．AＣh及其受體,⑴ 膽堿能纖維的分布：,軀體運動神經(jīng)纖維（Aa，Ag）；自主神經(jīng)節(jié)前纖維；多數(shù)副交感神經(jīng)的節(jié)后纖維；少數(shù)交感神經(jīng)節(jié)后纖維（汗腺：溫熱性發(fā)汗、骨骼肌舒血管纖維）,膽堿能纖維：,A. 毒蕈堿（M）受體（muscarinic receptor） 分布：a.多數(shù)副交感節(jié)后纖維支配的效應器細胞； b.少數(shù)交感節(jié)后纖維支配的效應

29、器（汗腺和 骨骼肌血管）細胞。 作用（M樣作用）：心肌抑制（M2）、內(nèi)臟平滑肌收縮(M3)、消化腺和汗腺分泌(M3,M4) ↑等 如：有機磷中毒 阻斷劑：阿托品、山莨菪堿 激動劑：毒蕈堿、毛果蕓香堿。,(2) 膽堿能受體：,B. 煙堿（N）受體（nicotinic receptor）分布：神經(jīng)肌接頭終板膜（N2,肌肉型）, 自主神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元突觸后膜(N1，神經(jīng)元型)作用（N樣作用）：骨骼肌和節(jié)后神經(jīng)元興奮

30、 如：有機磷中毒、重癥肌無力（抗煙堿受體抗體）阻斷劑：筒箭毒--阻斷N1和N2受體 六烴季銨--N1受體 十烴季銨--N2受體* 肌肉松弛劑,2．NE及其受體,⑴ 腎上腺素能纖維： 大多數(shù)交感神經(jīng)節(jié)后纖維,（2）腎上腺能受體：,α受體作用：主要使平滑肌興奮（a1），如瞳孔開大、血管收縮、子宮收縮。 也有抑制效應（α2） ，如小腸平滑肌舒張。阻斷劑：酚妥拉明--α

31、1和α2受體 派唑嗪--α1受體 育亨賓--α2受體,β受體作用：一般是抑制（β2），如冠狀血管、支氣管、子宮舒張、小腸舒張。 對心肌則興奮（β1）。,* 心絞痛患者伴有呼吸系統(tǒng)疾病時，應采用---？,阻斷劑：● 普萘洛爾（propranolol，心得安）-β1和β2；● 阿提洛爾(atenolol)和普拉洛爾（practolol，心得寧）-β1；● 丁氧胺 -β2,分布：

32、主要存在于胃腸，胞體位于壁內(nèi)神經(jīng)叢中，接受副交感神經(jīng)節(jié)前纖維的支配。 作用：與胃腸平滑肌舒張有關,3．嘌呤類或肽類遞質(zhì),自主神經(jīng)節(jié)后纖維第三類纖維。是三磷酸腺苷或肽類。,(三)中樞神經(jīng)遞質(zhì)及其受體(Central neurotransmitter & Its receptor),乙酰膽堿（ACh) 膽堿能神經(jīng)元分布廣泛多巴胺（DA）(黑質(zhì)-紋狀體投射）3．去甲腎上腺素 （NA）4．5-羥色胺（5-HT）（中縫核）

33、 5．氨基酸類興奮性：谷氨酸（Glu）、門冬氨酸 抑制性：甘氨酸（Gly，閏細胞）、γ-氨基丁酸（GABA）6. 肽類遞質(zhì)7. 其它,三、反射中樞的活動規(guī)律,反射(reflex)：是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，機體對內(nèi)、外環(huán)境變化所做出的規(guī)律性應答。,反射弧(reflex arc)：實現(xiàn)反射活動的結構基礎，包括？,(一)中樞神經(jīng)元的聯(lián)系方式： 1.單線式 (Divergence)：,意義：準確確定興奮來源,2.

34、輻散 (Divergence)：,意義：擴大反應空間范圍,3．聚合(Convergence)：,意義：興奮或抑制在同一神經(jīng)元發(fā)生總和,4．鏈鎖狀(Chain)聯(lián)系: 意義：擴大空間反應范圍,5．環(huán)狀(Loop)聯(lián)系:意義：構成反饋調(diào)節(jié)回路的基礎 正反饋；負反饋,（二）中樞興奮傳播的特征,1.單向傳遞 2.中樞延擱 (Central delay) 又稱

35、突觸延擱 (Synaptic delay) * 反射時,* 易化（facilitation）,3.總和 (Summation),時間總和：同一部位多個EPSP進行先后疊加空間總和：不同部位多個EPSP進行同時疊加,4.興奮節(jié)律的改變 （傳入傳出頻率不一）,5.易疲勞6.對內(nèi)環(huán)境變化敏感 如：酸中毒、低氧、藥物,（三）中樞抑制 1．突觸后抑制 （Postsynaptic inhibition） ⑴ 突觸后

36、抑制的結構基礎及機制：,抑制性中間神經(jīng)元,釋放抑制性遞質(zhì),突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生IPSP,,,,⑵ 突觸后抑制的類型及意義：,使不同中樞的活動得以協(xié)調(diào),傳入側枝性抑制,回返性抑制,同一中樞神經(jīng)元活動及時終止,閏細胞,,2．突觸前抑制 Presynaptic inhibition,⑴ 概念：通過改變突觸前膜活動，使其興奮性遞質(zhì)釋放減少，造成突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生抑制效應。⑵ 結構基礎：軸—軸型突觸,刺激A：神經(jīng)元C上記錄到一個較大的EPSP；刺

37、激B后緊接著刺激A（B+A）：C上記錄的EPSP較單獨刺激A時減少。,（3） 突觸前抑制的過程,,,,,（4）突觸前抑制產(chǎn)生機制：,A末梢去極化,B纖維興奮,釋放GABA,A末梢GABAA受體激活，Cl-外流,傳到A末梢的AP幅度↓,Ca2+內(nèi)流入A末梢量↓,A末梢興奮性遞質(zhì)釋放↓,神經(jīng)元C突觸后EPSP變小,↓,↓,↓,↓,↓,↓,,,,,A末梢上GABAA受體/通道開放,B纖維興奮，釋放GABA,Cl-外流,,,？,Em＞ECl(

38、-65mV, -60mV),Em=ECl (-65mV,-65mV),Em<ECl(-65mV, -70mV),----,--,++++,++,Cl-,Cl-,,,（5）突觸前抑制的特點和意義：① 特點：是一種去極化抑制；多發(fā)生于感覺傳入路中；② 意義：調(diào)制感覺傳入活動,習題,1. 影響突觸前膜遞質(zhì)釋放量的因素有（2001-142）　 A．動作電位的傳導速度　 B．鋒電位的幅度　 C．進入突觸前膜的C

39、a2+的數(shù)量 D．遞質(zhì)小泡的大小 A．突觸前抑制　B．突觸后抑制　 C．二者都是　 D．二者都不是2．超極化抑制是指（2001-121）3．傳入側支性抑制是指（2001-122）,B,B,BC,4. 下列各項中屬于膽堿能神經(jīng)纖維的有 （2002-142）A．a(chǎn) 運動神經(jīng)元傳出纖維　 B.　g 運動神經(jīng)元傳出纖維 C. 骨骼肌交感舒血管節(jié)后纖維　 D．支配汗腺的交感節(jié)后纖維,ABCD

40、,5. 突觸的傳遞特征有（2003-131） A、雙向性 B、總和現(xiàn)象 C、相對不疲勞 D、對內(nèi)環(huán)境改變敏感6. 興奮性突觸后電位的電變化是（2004-18）A.極化 B.去極化 C.超極化 D.反極化 E.復極化,BD,B,A.甘氨酸 B.多巴胺 C.乙酰膽堿 D.5—羥色

41、胺 E. P物質(zhì) 7. 閏細胞軸突末梢釋放的遞質(zhì)是（2004-93）8. 黑質(zhì)-紋狀體通路中的主要遞質(zhì)是（2004-94）9. 在周圍神經(jīng)系統(tǒng)，毒蕈堿受體分布于（2005-18）　　A. 自主神經(jīng)節(jié)　　B. 骨骼肌終板膜　　C. 多數(shù)副交感神經(jīng)支配的效應器　　D. 多數(shù)交感神經(jīng)支配的效應器　　E. 消化管壁內(nèi)神經(jīng)叢所有的神經(jīng)元,A,B,C,10 ．支配小汗腺的自主神經(jīng)和其節(jié)后纖維末梢釋放的遞質(zhì)分別是（20