第九章 神经系统的功能.ppt

1、1,第十章 神经系统的功能,2,第一节 神经系统功能活动的基本原理,3,一 神经元与神经胶质细胞的功能 Function of neuron and neuroglia,4,（一）神经元的一般结构与功能,一、神经元,形态特点：四个重要部位： 胞体/树突上的受体部位； 产生AP的起始部位； 传导impulse(神经冲动)部位； 递质释放部位。,5,1、分类: 传入神经元 (感觉神经元） 少 传出神经元 （运动神经元） 少 中间神经元 （联络神经元） 多,2.基本功能 接受、整合、传导、储存信息，产生一定的生理 调节和控制效应。有的NC还有内分泌功能。,6,1.神经纤维传导兴奋的特征： （1）完整

2、性： （2） 绝缘性： （3）双向性： （4） 相对不疲劳性：,（二）神经纤维的功能与分类,神经纤维的直径； 有无髓鞘； 温度 机制：局部电流学说,2、神经纤维传导兴奋的速度：,7,3、神经纤维的分类（自学） A. 根据纤维直径分 B. 根据传导速度分： A类、B类、C类 C. 根据信息传送的方向分 D. 根据有无髓鞘分,8,（1） 根据电生理的特性分类 纤维分类来源纤维直径传导速度锋电位时程绝对不应期 初级肌梭传入纤维和支配 1322 70-120 (有髓) 梭外肌的传出纤维 皮肤的触压觉传入纤维 813 3070 0.40.5 0.41.0 支配梭内肌的传出纤维 48 1530 皮肤痛、温

3、度觉传入纤维 14 1230 （有髓）自主神经节前纤维 13 315 1.2 1.2 （无髓） sC 自主神经节后纤维 0.31.3 0.72.3 2.0 2.0 drC 后根中传导痛觉的传入纤维 0.41.2 0.62.0 2.0 2.0,9,（2） 根据nervous fiber直径和来源分类 纤维分类 来源 直径传导速度电生理学 m m/s 分类 a 肌梭的传入纤维 1222 70120 A b 腱器官的传入纤维 12 70 A 皮肤的肌梭感受器传入纤维 （触、压、震动觉） 512 2570 A 皮肤痛、温度觉、肌肉的深部压觉传入纤维 2-5 1025 A 无髓的痛觉、温度、机械感受器传

4、入纤维 0.11.3 1 C,10,1、特点： 双向运输, 顺向轴浆运输：, 逆向轴浆运输,2. 意义： 进行物质交换和运输。,（三）神经纤维的轴浆运输,11,1、神经的营养性作用 A：功能性作用,（四） 神经的营养性作用和支持神经的营养性因子,12,B：营养性作用 （trophic action）,概念： 表现： 机理：,2.支持神经的营养性因子 （neurotrophin, NT）,13,神经生长因子家族: 神经生长因子 （nerve growth factor, NGF） 脑源性神经营养因子 （brain-derived neurotrophic factor, BD-NF） 神经营养因

5、子-3 （neurotrophic-3, NT-3） 神经营养因子-4/5 （neurotrophic-4/5, NT-4/5）等。,14,其它神经营养因子： 成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor,FGF） 上皮生长因子（epidermal growth factor,EGF） 睫状节神经营养因子（ciliary neurophic factor, CNTF） 胶质细胞源性神经营养因子 （glia cell line-derived neurophic factor, GDNF） 胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor, IGF）

6、 血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor, PDGF）,15,二、神经胶质细胞（neuroglial cell）,16,（一）支持和引导神经元的迁移,（二）修复和再生作用,（三）物质代谢和营养作用,（四）绝缘和屏障作用,（五）稳定细胞外的K+ 浓度,（六）参与某些活性物质的代谢,（七）免疫应答,17,二 突触传递,18,一、经典的突触(synapse)传递 （一） 突触的概念与结构,1、突触: 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处所形成的特殊结构。,19,2、分类,轴突一胞体突触 ；,轴突一树突型突触 ；,轴突一轴突型突触,20,（二）

7、突触传递的过程,21,动作电位传到前膜,前膜对钙离子通透性提高,钙离子内流,前膜释放神经递质,递质与后膜受体结合,后膜上某些离子通 道通透性发生改变,某些带电离子 进入突触后膜,后膜的膜电位发生变化,22,（三）突触后神经元的电活动变化,1、突触后电位,兴奋性突触后电位 抑制性突触后电位,23,阈电位,刺激,24,1）、兴奋性突触后电位 (excitatory postsynaptic potential EPSP),概念： 产生：电化学电 的转变过程,25,特点： A 局部去极化 B 没有全或无 C 可以总和 ( 空间、时间 ) D 呈电紧张性扩布(随时间和距离而迅速，不能 连续向远处传播)

8、,总： EPSP的产生 原因：兴奋性递质的释放 机理：后膜对Na、K通透性增加（尤其是Na） 结果：后膜发生局部去极化 意义：产生扩布性兴奋的前提,26,2）、抑制性突触后电位 (inhibitory postsynaptic potential IPSP),总： IPSP的产生 原因：抑制性递质的释放 机理：后膜对Cl、K通透性增加（主要是是Cl ） 结果：后膜发生局部超极化 意义：突触后神经元兴奋性下降,27,AP传至突触前末梢,Ca+通道开放 内流,抵消电屏障,囊泡内收缩蛋白收缩,突触小泡向前膜靠拢、融合、破裂,释放兴奋性化学递质,与后膜受体结合,重摄取，酶降解,弥散入血液,后膜对Na+

9、、K、通透性,Na+内流K外流，,后膜膜电位(去极化)产生EPSP,总和,突触后神经元始段处转为AP(70mV52mv),神经冲动沿轴突向远处传(突触后神经元兴奋),释放抑制性化学递质,与后膜受体结合,后膜对Cl、K、通透性 Na+、Ca+通道的关闭,后膜膜电位(超极化)，产生IPSP,总和,突触后神经元抑制,28,EPSP IPSP,兴奋性神经元,抑制性神经元,递 质,兴奋性递质,抑制性递质,后 膜 变 化,离子通透性,Na+、K+主要是Na+,Cl-,后膜状态,去极化,超极化,膜电位,降 低,增 大,对突触后神经元的影响,兴 奋,抑 制,突触前N元,29,3）、突触后神经元的兴奋与抑制,动

10、作电位首先突触后神经元在轴突始段产生,（四）、影响突触传递的因素,30,（五）突触传递的可塑性,（六）非定向突触传递和电突触传递,31,（四）中枢兴奋传递的特征 （P292）,1. 单向传递,2. 中枢延搁,3. 总和,4. 兴奋节律的改变,5. 对内环境变化敏感和易疲劳,6、后发放,32,（五）中枢抑制（P2930,分类：,传入侧支性抑制 意义：协调不同中枢的活动,B. 回返性抑制 意义：使神经元的活动随时终止； 使同一中枢内许多神经元的活动同步,1、突触后抑制,33,34,A,B,35,2、 突触前抑制,前抑制常见于感觉传入途径中,调节感觉传入活动,3、 突触前易化,C,A C : EPS

11、P,36,突触后抑制,突触前抑制,抑制性质,去极化抑制,超极化抑制,兴奋性N元,抑制性N元,产生部位,突触前膜,突触后膜,抑制机制,前膜释放兴奋性递质减少，EPSP,前膜释放抑制性递质，产生IPSP,主要存在部位,感觉传入系统,CNS广泛存在(运动传出系统多见),生理意义,调节感觉传入,反射活动协调,突触前N元,突触后膜兴奋性,升高,降低,37,四、神经递质和受体（P282） Neurotransmitter and receptor,（一）神经递质 神经递质、调质（neuromodulator）的概念,（1）neurotransmitter： （2）neuromodulator：,2. 递质

12、共存 （coexistence）,38,3. Neurotransmitter的鉴定（确定标准）和代谢,NC能够合成这种化学物，NC中就必含有此递质的前质与酶系统。 (2)递质贮存在突触小泡中（防止被胞浆中其它酶系统所破坏）。 (3) NC兴奋时，能释放递质，作用于突触后膜或效应器细胞旁，产生相应效应。 (4) 突触部位有使递质失活的机制(由不同的酶来水解或摄取、回收)。 (5) 特异性的受体激动剂或阻断剂能加强或阻断该递质的突触传递作用。,39,（二）受体（receptor） 1.受体及有关的概念： receptor 激动剂(agonist) 拮抗剂(antagonist) 2.受体的特性：

13、,配体（ligand）,40,1、特异性 、饱和性、可逆性 2、配体可与数个受体亚型结合 3、受体可存在于突触前膜、后膜 4、可分为G蛋白耦联受体和离子通道型受体,6、 脱敏现象,定义：当受体长时间接触配体后表现受体对配体 的反应性丧失的现象,同源性脱敏 仅丧失对导致脱敏的配体的反应性， 而对其它配体的反应性依然存在,异源性脱敏 对所有配体均无反应性,5、 受体的调节,41,（三）主要的递质和受体系统,1. 乙酰胆碱和胆碱能受体,1）胆碱能纤维分布,42,外周胆碱能受体的分布、生理效应、激动剂和拮抗剂,M Muscarinic receptor） 毒蕈碱受体,分 布,副交感节后Nf 支配的效应

14、器 上(大部分内脏),生 理 效 应,副交感N末梢兴奋的效应 心脏的抑制；内脏平滑肌 收缩（支 气管、胃肠平滑肌， 膀胱逼尿肌， 虹膜环行肌） 消化腺分泌，括约肌舒张； 部分血管舒张（软脑膜、 外生殖器）,交感胆碱能节后Nf支配的效应器上, 骨骼肌血管舒张 汗腺分泌,N Nicotinic receptor,激动剂/阻断剂,Ach、 毒蕈碱,阿托品,受 体,43,N Nicotinic receptor 烟碱受体,植物神经节前f支配的效应器上 （神经元型烟碱 受体 N1）,突触后膜上产生 EPSP 节后神经 元兴奋 肾上腺髓质分泌 Adr,终板膜上 （肌肉型烟碱受体N2）,终板电位骨骼肌收缩,

15、Ach，烟碱 (nicotine),六烃季胺 筒箭毒 十烃季胺 筒箭毒,M1 主要存在于脑内 M2 主要存在于心肌和平滑肌 M4 主要存在于胰腺的腺泡和平滑肌 M3 M5不清,44,2. 儿茶酚胺及其受体, adrenrgic receptor在CNS的分布及其主要功能,分 布 低位脑干，特别是中脑 的网状结构、脑桥、延 髓的网状结构,功 能 特 点 兴奋、抑制因部位而定,45,受 体,1,2,分 布,部分交感神经节后神经纤维支配的效应器上,生 理 效 应,交感神经兴奋效应 血管收缩,子宫平滑肌、 瞳孔开大肌收缩.,突触前膜,调节递质释放量,1,2,心肌细胞膜,心缩力心率心输量,多数内脏、 血

16、管平滑肌,血管舒张；支气管、无孕子宫、胃肠等平滑肌舒张；糖效解增强,阻 断 剂,酚妥拉明（12）、 哌唑秦（ 1）,育亨宾（ 2 ）,心得安12；阿提洛尔，美托洛尔1（主） 丁氧胺2（主）, 外周肾上腺素能受体的分布、生理效应、激动剂和拮抗剂,46, 血管平滑肌上肾上腺素能受体的分布,仅分布1 皮肤粘膜 唾液腺,主要是1 腹腔内脏 （肾、胃肠） 骨骼肌,主要是2 肝脏 冠脉、脑 骨骼肌,47,3、5-HT及其受体 5-HT神经元主要集中 分布在中缝核、纹状 体黑质） 兴奋抑制因部位而定 与睡眠、觉醒、情绪 反应有关 5-HT受体有7种 5-HT15-HT7,48,5. 氨基酸类递质及其受体,

17、谷氨酸 大脑皮质、脊髓 兴奋性递质,-氨基丁酸 大脑皮质的浅层 抑制性递质 小脑皮质浦氏细胞,甘氨酸 脊髓抑制性神经元 抑制性递质 ,4、 多巴胺递质受体系统 分布： 黑质纹状体束（起抑制作用） 中脑边缘前脑 结节漏斗（调节垂体内分泌功能） 受体： D1 D2 D3 D4 D5,49,6、神经肽及其受体 下丘调节性多肽和神经垂体肽 阿片肽（具有吗啡样活性的肽类物质） -内啡肽、脑啡肽(enkephalin)、强啡肽 (dynorphin) 、受体 脑肠肽（胃泌素、胆囊收缩素、血管活性肠肽、 促胰液素） 速激肽,50,8、其他递质： 组织胺 CO pG NO NO (98年生理学和医学诺贝尔奖)

18、,7、嘌呤类及其受体 嘌呤是中枢神经系统的抑制性递质 ATP也是一种神经递质,51,中枢神经元间的联系方式（P291),52,第 三 节 神经系统的感觉分析功能 Sensory Function of Nervous System,刺激,感受器,神经冲动,大脑皮层,换能,感觉传导通路,脊髓、脑干、丘脑,53,（一）、脊髓与脑干 spinal cord and brain stem,浅感觉传导通路(痛、温、轻触觉)先交叉后上行 深感觉传导通路(肌肉、本体感觉、深部压觉) 先上行后交叉 3. 头面部的感觉通路 三叉丘系,一、感觉传导通路,54,（二）、丘脑（thalamus）,2、联络核 conc

19、eption： function：参与感觉联系 characteristic： 点对点投射,1、感觉接替核 conception function：机体所有特定的感觉冲动(除嗅觉外) 传向大脑皮层，诱发大脑皮层产生特定的感觉。 characteristic：点对点投射,55,丘脑细胞群分类：, 感觉接替核 联络核 髓板内的核群,56,3、内髓板内核群 conception： function维持大脑皮层的兴奋(觉醒)状态 characteristic：弥散性投射 脑干网状上行激动系统：,（三）、感觉投射系统（丘脑一皮层投射） 1.特异投射系统 2.非特异投射系统,57,非特异投射系统功能： 维

20、持与改变大脑皮层的兴奋状态,A 切断特异投射系统纤维，而不损伤非特异投射系统的猫，处于觉醒状态； A 为脑电图 B 切断非特异投射系统的猫，处于昏睡状态。 B 为脑电图,58,特异性投射系统,非特异性投射系统,传入冲动,接受各种特定的传入冲动 (冲动带有特异性),接受脑干网状结构上行冲动 (冲动无特异性),传入神经,三级神经元传送,多级神经元、多突触传送,投射部位,皮层特定感觉区域 主要终止在第四层,弥散性投射到大脑皮层的各层,定位关系,与皮层有点对点的投射关系,无点对点的投射关系,功能,产生各种感觉，激发传出冲动,改变皮层兴奋性，维持觉醒，是产生感觉的基础,丘脑换元部位,感觉接替核、联络核,

21、中线核群,相 互 关 系,是非特异性传入冲动的来源,是特异性投射系统的功能基础,59,（四）、大脑皮层的感觉分析功能 （自学） 1. NC数量大，联系复杂； 新皮层分化程度高， 分为六层 ； 3. 有明确的功能定位 ； 4. 感觉柱,60,二、躯体感觉的中枢分析,1、触压觉 1）皮肤不同部位敏感性不同 2）在内侧丘系、前外侧系两条通路上行 2、本体感觉 1）定义： 2）作用：参与机体平衡感觉的形成 3、温度觉 4、痛觉 1）定义：,体表痛 深部痛（慢痛；定位不准确；可伴自主神经反应）,61,三、内脏感觉的中枢分析,1、内脏痛得特点 1）定位不准确 2）发生缓慢、持续时间长 3）中空器官上的感受

22、器对扩张性、牵拉性刺激敏感 4）可引起不愉快的情绪活动,2、牵涉痛 1）定义： 2）机制 汇聚学说 易化学说,62,第 四 节 神经系统对姿势和运动的调节 Motor Function of Nervous System,63,一、运动神经元和运动单位 (一)脊髓和脑干的运动神经元 1. 运动神经元：,支配梭外肌，组成运动单位（motor unit） 运动反射的最后“公路”（final common path）：,2.运动神经元 支配梭内肌, 兴奋性较高，调节肌梭对刺激的敏感性。,64,二、姿势的中枢调节,65,（一）脊髓的调节功能,定义：与高位中枢离断的脊髓，暂时丧失反射活动的 能力，进入无

23、反应状态。,表现：1）断面以下肌张力消失；血管扩张，血压下降； 发汗反射停止不出汗；大小便潴留 2）一段时间后，一些以脊髓为基本中枢的反 射活动可逐渐恢复（屈肌反射发汗排泄）,1、脊休克,产生原因：离断的脊髓突然失去高位中枢（从大脑皮层 到低位脑干）对脊髓的控制作用 意义：脊髓可完成一些简单的反射,66,2）牵张反射,定义：受神经支配的肌肉在被外力牵拉时所产生的对抗牵 拉的反射性收缩,分类：,腱反射快速牵拉肌腱时产生的牵张反射 反射特点：效应器为快肌纤维成分，能带动 肢体位移。,反射意义：通过检查腱反射了解神经系统的功能状态,2、脊髓对姿势的调节 1）屈肌反射与对侧伸肌反射,67,68,B.

24、肌紧张缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张发射,反射表现：受牵拉肌肉持续轻度的收缩，从而产生一定 的肌张力。,反射意义：是维持躯体姿势的最基本反射,69,3）反射机制,反射弧： 感受器肌梭 传入纤维a 类 类 中枢神经元 神经元 传出纤维传出纤维 传出纤维 效应器 梭内肌 梭外肌,70,腱反射 肌紧张,相同点：,均属牵张反射，反射弧相似，感受器均为肌梭,刺激方式,快速牵拉肌腱 缓慢持续牵拉肌腱,效应器,快肌纤维 慢肌纤维,收缩方式,同步性收缩 持续交替的收缩,收缩效果,产生短暂而大的张力 产生持续而小的张力,反射特点,单突触反射 多突触反射,生理意义,检查反射的强弱 可了 解神经系统的机能状态,维持姿

25、势最基本的反射活 动，是姿势反射的基础,不 同 点,71,72,肌 梭,腱 器 官,与梭外肌的关系 并 联 串 联,感受器 长度感受器 张力感受器,等长收缩,等张收缩,M被动牵拉,对运动的NC 起兴奋作用 抑制作用,梭外肌,传入冲动不变 传入冲动 传入冲动 传入冲动不变 传入冲动 传入冲动,73,二、脑干对肌紧张和姿势的调节,1、脑干内对肌紧张调节作用分为：,抑制区 延髓网状结构腹内侧,易化区 延髓网状结构背外侧脑桥被盖和中脑中央 灰质及被盖,易化区活动强于抑制区，但易化区活动受脑干外抑制区的 抑制而使易化、抑制活动趋于平衡,74,75,抑 制 区 脑干网状结构的腹内侧 （范围小） 抑制牵张反

26、射 大脑皮质运动区，小脑 前叶 蚓部，纹状体下行 的冲动都 能增加抑制区 的活动。,易 化 区 脑干中央区域 （范围大， 作用约强于抑制区） 增强牵张反射 有内源性节律 下丘脑，丘脑中线核群， 前庭核，小脑前叶等高级 中枢可增强易化区的活动。,76,2、去大脑僵直 1）概念：在中脑上、下丘之间切断脑干后，动物出现抗 重力肌（伸肌）的肌紧张亢进，表现为四肢伸直，坚硬如柱， 头尾昂起，脊柱挺硬。 2）机制： 高位中枢对抑制区的作用减弱 易化区活动相对增强 3）分类：,僵直 僵直,77, rigidity和rigidity,高位中枢(包括脑干易化S),网状脊髓束,运动NC活动,肌梭传入活动,运动NC

27、活动,伸肌紧张亢进, ridigity,经典去大脑僵直属僵直,前庭脊髓束,运动NC 活动,伸肌紧张亢进,rigidity,78,3 脑干对姿势的调节,状态反射 翻正反射,三、躯体运动的中枢调节,79,（二）大脑皮层传出通路,通过皮质脊髓束（前束内侧）和皮质脑干束与脊髓运动前角神经元、头面部神经元构成突触联系，完成头面部及躯干四肢的肌肉运动（随意运动），另外还于精细肌肉运动和技巧性活动有关.,除此，皮层发出的不经过延髓锥体的下行传导系统（锥体外系）经下行与基底核、丘脑、脑桥、小脑、脑干网状结构的多次换元后控制脊髓前角运动元的活动,功能：调节肌紧张，协调肌群间的活动，维持正常姿态,（一）大脑皮层运

28、动区,80,运动传导通路受损： 软瘫：随意运动消失，牵张反射减退或消失 硬瘫：随意运动消失，牵张反射亢进 巴宾斯基征：,81,（二）、基底神经节的运动调节功能,1、结构 尾核、壳核、苍白球、丘脑底核、黑质和红核,苍白球是纤维联系的中心,（二）功能： 稳定随意运动 控制肌紧张 处理本体感觉传入信息,（三）与基底神经节有关的疾病,82, 表现：运动 肌紧张 原因与病变部位：中脑黑质的 多巴胺能神经元功能被破坏, 表现：运动 肌紧张 病变部位与原因： 纹状 体内胆碱能神经元和 氨基丁酸能神经元被破坏,1、震颤麻痹（paralysis agitans）,2 舞蹈病（charea / Huntingtons disease）,83,四、小脑（自学）,古小脑（前庭小脑）维持身体姿势平 衡 旧小脑（脊髓小脑）调节肌紧张 新小脑（皮层小脑）协调随意运动,84,第五节 神经系统对内脏活动的调节,一、自主神经系统的功能 (一)、交感