The function of nervous system,第十章,神经系统的功能,THIRD MILITARY MEDICAL UNIVERSITY COLLEGE OF BASIC MEDICAL SCIENCES,张 骏 zhangjun.ccgmail.com Tel: 775266 生理学教研室,使用教材： 生理学，人卫出版社，第7版，2008年 参考资料： Guyton & Hall, Medical Physiology, 第10版 推荐网站： 生理学教研室教学网站：192.168.14.20/jswz.asp,Dept Physiology, TMMU,Dept Physiology, TMMU,中枢神经系统：包括脑（主要为大脑、小脑和脑干）和脊髓两个部分。 周围（外周）神经系统：指脑和脊髓以外的神经细胞和神经，其中主要的神经为颅神经和脊神经。,神经系统：包括中枢神经系统和周围（外周）神经系统两个部分。,神经元 突触传递神经元传递信息的方式 反射活动神经系统功能活动的基本形式,本次授课内容,第一节 神经系统功能活动的基本原理,重点： 神经元的结构功能 纤维的传导功能 轴浆运输 神经的营养作用,重点： 突触传递过程 突触后电位 中枢神经递质 难点： 突触后电位的机制,重点： 中枢兴奋传播的特征 中枢抑制 难点： 突触前抑制的机制,神经元和胶质细胞,突触传递,反射活动基本规律,一、神经元(Neuron),(一) 神经元的结构和功能,胞体 树突 轴突 末梢,接受、整合信息 接受、传导信息 传导信息 递质释放,其他功能：神经营养,结构,功能,完整性 绝缘性 双向性 相对不疲劳性,(二) 神经纤维的兴奋传导功能和分类,有髓纤维无髓纤维 与直径呈正比 传导速度(/s)6直径 温度 升高，加快 降低，减慢(低温麻醉),A B C, ,(三)神经纤维的轴浆运输（axoplasmic transport）,Dept Physiology, TMMU,Dept Physiology, TMMU,顺向快速运输的机制：通过一种类似于肌球蛋白的驱动蛋白（kinesin）实现的。,Dept Physiology, TMMU,辣根过氧化物酶（horseradish peroxidase, HRP）可被逆向运输，因而在神经科学研究中可用作示踪剂。,神经末梢释放一些营养因子，可持续调节所支配组织的代谢活动，影响其结构、生化和生理。,（四）神经的营养性作用（trophic action）,Dept Physiology, TMMU,神经营养不足或过剩： 导致所支配组织代谢紊乱,脊髓灰质炎破坏运动神经元 小儿麻痹症,NGF、BDNF、 NT-3、NT-4/5、 NT-6,（五）神经营养因子（neurotrophin, NT）,二、神经胶质细胞,(一)胶质细胞的分类,Dept Physiology, TMMU,支持和引导神经元迁移,（1）,修复和再生作用,（2）,物质代谢和营养性作用,（3）,绝缘和屏障作用,（4）,维持合适的离子浓度,（5）,摄取和分泌神经递质,（6）,(二)胶质细胞的功能,稳定细胞外的K+浓度：星形胶质细胞膜上的钠泵活动可将细胞外过多的K+泵入胞内，并通过缝隙连接将其分散到其他胶质细胞，以维持细胞外合适的K+浓度，有助于神经元电活动的正常进行。当胶质细胞增生而发生疤痕变化时，其泵K+的能力减弱，可导致细胞外高K+，使神经元的兴奋性增高，从而形成局部癫痫病灶。,(一)突触的概念和分类,化学性突触,电突触,三、突触(Synapse)传递,1.突触的概念,2.突触的分类,神经元间紧密接触并进行信息传递的部位。,定向突触 非定向突触,前膜: 突触递质小泡 间隙: 2040nm 后膜: 上有受体,(二) 经典化学突触的传递,1. 突触的微细结构,突触囊泡的类型,小而清亮透明的囊泡：内含乙酰胆碱或氨基酸类递质。 小而具有致密中心的囊泡：内含儿茶酚胺类递质。 大而具有致密中心的囊泡：内含神经肽类递质。,小而清亮的囊泡,大而致密的囊泡,轴-树突触,2. 经典化学突触的分类,按神经元接触部位,轴-轴突触,轴-体突触,按组合形式,蛋白,AP,突触后膜,突触前神经元,突触间隙,突触小泡,电压门控 Ca2+ 通道,Ca2+,Ca2+内流,突触前动作电位,神经递质释放,突触后受体变构 离子通道开放,突触后电位变化,3.突触传递过程,(电化学电),4.突触后电位 (1) 兴奋性突触后电位 Excitatory postsynaptic potential, EPSP,突触前轴突末梢AP,兴奋性递质释放,递质与后膜受体结合,后膜离子通道开放,EPSP,Na+内流 (K+外流),Ca2+内流,去极化,(2)抑制性突触后电位 Inhibitory postsynaptic potential, IPSP,突触前轴突末梢AP,抑制性递质释放,递质与后膜受体结合,后膜离子通道开放,IPSP,Cl-内流 (K+外流),Ca2+内流,超极化,(5)对内环境变化敏感,(3)突触疲劳,(4)突触传递的总和,(2)突触延搁,(1)单向传递,5.突触传递的特点（中枢兴奋传播的特征）,定义：电-化学-电突触传递耗时相对较多的现象。,(突触前突触后),6.影响突触传递的因素,（1）影响递质释放的因素 Ca2，突触前动作电位的频率和幅度、 突触前受体、破伤风毒素、肉毒梭菌毒素 （2）影响已释放递质的清除 利舍平、有机磷农药、新斯的明 （3）影响受体的因素 上调、下调和阻断，筒箭毒,7.突触的可塑性(Plastcity),（1）强直后增强（posttetanic potentiation） 高频刺激后，突触后电位持续增大 （2）习惯化（habituation）和敏感化 (sensitization) （3）长时程增强（long-term potentiation , LTP）和长时程抑制(long-term drepression, LTD),强直后增强（posttetanic potentiation）,连续刺激运动神经元轴突，可使得： 1（蓝框）、骨骼肌细胞的EPP首先出现易化和压抑； 2（红框）、刺激中断之后，单脉冲刺激引起的EPP幅度加大（强直后增强）。,习惯化（habituation）,习惯化和敏感化测试的实验模型：由诺贝尔生理学和医学奖获得者Eric R. Kandel用海兔及其缩腮反射所创立。,敏感化 （sensitization）,一次刺激（伤害性刺激）使突触对原有刺激（非伤害性刺激）的反应增强和延长，传递效率提高的现象。,(三) 非定向突触传递,1. 结构基础 曲张体（varicosity） 递质囊泡 2. 传递过程 经组织液扩散到 临近的效应器上。,1.结构基础 缝隙连接（gap junction） 2.传递过程 电-电 (局部电流方式) 3.传递特征 双向性 速度快 无潜伏期,(四)电突触传递,突触前末梢释放，特异性地作用于突触后神经元或效应器上的受体，引致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质。,(一) 神经递质(Neurotransmitter),神经调质 Neuromodulator 由神经元产生，存在于神经系统，调节信息 传递的效率，改变递质的效应的化学物质。,四、神经递质和受体,Experiment,1921 The idea for the famous heart experiment came to my dreams.,?,Otto Loewis (1873-1961),历史,1998年诺贝尔生理或医学奖授予了三位美国科学家，因为他们发现硝酸甘油及其他有机硝酸酯可释放一氧化氮气体，而后者则能扩张血管平滑肌从而使血管舒张。,Dept Physiology, TMMU,罗伯特F弗奇戈特 路易斯J伊格纳罗 弗里德穆拉德, 突触前合成酶 贮存于囊泡可释放(NO,CO除外) 作用突触后受体发生生理效应 失活酶或重摄取 激动剂和拮抗剂,1. 递质的判断标准,2.递质和调质的分类,* 为一类物质的总称,一个神经元含有两种或以上的神经递质或调质。,3. 递质共存（neurotransmitter co-existence）,递质共存的意义：使神经元可以通过两种递质的释放来协调某种生理活动。,猫唾液腺的神经支配和递质共存现象及其作用： 交感神经所含的NE有促进唾液分泌和减少血供的作用，而神经肽Y（NPY）主要减少血供，两者共同作用可使唾液腺分泌少量而黏稠的唾液。 副交感神经所含的ACh能引起唾液分泌，而血管活性肠肽（VIP）可舒张血管，增加唾液腺的血供，两者共同作用可引起唾液腺分泌大量而稀薄的唾液。,4. 递质的代谢,基本过程 合成、储存、运输、释放、消除 消除方式 降解：酶促降解 重摄取：突触前和胶质细胞(膜转运体),细胞膜或细胞内能与某些化学物质(递质、调质、激素) 特异性结合并产生生物效应的特殊分子。,(二) 受体(Receptor),1. 受体的概念,激动剂(agonist): 能与受体发生特异性结合并产生生物学效应的化学物质。 拮抗剂(antagonist)：与受体发生特异性结合但不产生生物学效应的化学物质。 受体亚型（subtype） 突触前受体（presynaptic receptor） 受体的作用机制：G蛋白耦联受体和离子通道型受体,2. 受体相关概念,G蛋白耦联受体：如多巴胺(DA)受体,FLASH,离子通道型受体：如氨基丁酸(GABA)受体,FLASH,Dept Physiology, TMMU,3.受体的调节:数量和亲和力 受体的上调（up regulation)： 递质分泌不足时 受体的下调(down regulation)： 递质释放过多时 受体的内化（internalization): 受体蛋白内吞入胞,Dept Physiology, TMMU,（三）主要的递质和受体系统 1、乙酰胆碱及其受体,胆碱能神经元：以ACh为递质的神经元 分布：脊髓前角运动神经元、脑干网状结构上行系统,乙酰胆碱,胆碱能纤维：以ACh为递质的神经纤维 分布：运动神经纤维、所有自主神经节前纤维、大多数副交感神经节后纤维,M受体 作用机制 G-蛋白偶联受体，以cAMP，IP3和DG为第二信使 效 应 毒蕈碱样作用 阻 断 剂 阿托品 N受体 亚 型 N1（神经元型烟碱受体）、 N2（肌肉型烟碱受体） 分 布 自主神经突触后膜和神经-肌肉接头的终板 作 用 烟碱样作用 阻断剂 N1受体六烃季铵 N2受体十烃季铵 N1、 N2受体筒箭,Dept Physiology, TMMU,一、中毒原因,Dept Physiology, TMMU,小知识 有机磷类中毒,军事毒剂，化学武器,自杀意图：易于购得,小孩误食：保存不当及易取得,市场上销售品种繁杂,慢性暴露：农业上的大量使用,二、中毒机制 体内有二种AChE，在红细胞上的称为True cholinesterase，在血清中的称为Pseudocholinesterase 1、上述AChE皆可与有机磷结合 2、有机磷与AChE结合，ACh不被水解，造成overactivity,Dept Physiology, TMMU,三、有机磷中毒临床表现,Dept Physiology, TMMU,M受体 过度激活,呼吸系统 胸闷 气促 分泌增加,消化系统 恶心 呕吐 腹痛,外分泌腺 流汗 流泪 流口水,心血管系统 心博过缓 血压下降,泌尿系统 尿频 小便失禁,Dept Physiology, TMMU,N受体 过度激活,