神经生物学总结

1、星形胶质细胞（astrocytes） 在胶质细胞中体积最大、数量最多在胶质细胞中体积最大、数量最多 常用区分方法：常用区分方法： 免疫细胞化学染色（胶原纤维酸性蛋白，免疫细胞化学染色（胶原纤维酸性蛋白，GFAP） 星形胶质细胞星形胶质细胞无尼氏体无尼氏体 相邻星形胶质细胞之间以及相邻终足之间存相邻星形胶质细胞之间以及相邻终足之间存 在有在有缝隙连接缝隙连接（离子耦联、代谢耦联）（离子耦联、代谢耦联） 星形胶质细胞的主要功能星形胶质细胞的主要功能 支持作用：支持作用： 修复和保护作用修复和保护作用 参与构筑血脑屏障参与构筑血脑屏障 维持神经元周围维持神经元周围K+稳态稳态 影响突触传递影响突触传

2、递 调节神经元糖的供应调节神经元糖的供应 基本知识点： 神经元的轴突和轴丘都没有游离核糖体（尼氏体）和粗面神经元的轴突和轴丘都没有游离核糖体（尼氏体）和粗面 内质网。内质网。 胶质细胞的突起不分树突和轴突；它与神经细胞不同，可胶质细胞的突起不分树突和轴突；它与神经细胞不同，可 终身具有分裂增殖的能力。终身具有分裂增殖的能力。 神经胶质细胞分类：神经胶质细胞分类：周围神经系统包括施万细胞和卫星细周围神经系统包括施万细胞和卫星细 胞；中枢神经系统包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胞；中枢神经系统包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、小 胶质细胞、室管膜细胞等。胶质细胞、室管膜细胞等。 脑毛细血管内皮细胞

3、之间存在脑毛细血管内皮细胞之间存在紧密连接紧密连接，在血脑屏障进行，在血脑屏障进行 的物质交换，不像在周围脏器所见的是通过细胞间隙输送的物质交换，不像在周围脏器所见的是通过细胞间隙输送 的，而是的，而是经细胞经细胞输送的。输送的。 基本知识点 静息膜电位静息膜电位：神经元在静息时，也就是在 没有受到刺激时，其膜内外两侧存在的电 位差，称为静息膜电位 动作电位动作电位：AP是膜两侧电位在RP基础上发 生的一次可扩布的快速而可逆的倒转，是 细胞兴奋的标志。 静息膜电位的机制：离子跨细胞膜不均匀 存在；离子选择性通透；离子跨膜平衡电 位。 电压钳试验证明动作电位与Na+、K+有关 方法：离子置换法；

4、改变Vm；离子通道阻 断。 电压钳原理(voLtage clamp) 只要固定膜电位不变，使膜电容电流为零，则膜 总电流等于离子电流。 在乌贼大纤维内插入两根细铂丝，一根记录电压E，另一根记录电流I。 记录膜电位E输出(如-70 mV)与调定电压V(如-100 mV)通过比较器进行比 较其差值30 mV经放大后进入一个快速电压-电流转换器(FBA)，使V 30 mV的电压转换成电流I，把这个反馈电流I打人膜内，使膜电位立即发 生变化。这样就能够维持膜电压不变。 左图表示在去极化作用 时通过膜的离子电流。 膜左极化56 mV，图中 A为正常海水所记录到 的总离子电流，B为用 氯化胆碱溶液代替海水

5、 中绝大部分NaCl (90 以上)以后所得到的曲 线，主要是IK；C为A减 去B所得到的曲线，应 为INa。 离子置换法离子置换法 离子电流的大小和方向 取决于驱动力。 在电压钳位实验中，不 断改变Vm，Na+电流的 变化有以下三种情况： VmENa 外向外向Ina 反转电位：反转电位：+52mV 动作电位的传导： 是以“局部电流”的形式传导的。 局部电流：在已兴奋的细胞膜和与它相邻的 未兴奋的细胞膜之间，由于电位差的出现而 发生电荷移动，称为局部电流（local current）。 运动方向是：在膜外的正电荷由未兴奋段移 向已兴奋段，而膜内的正电荷由已兴奋段移 向未兴奋段。 结果：造成邻近

6、未兴奋的细胞膜去极化达阈 电位，出现它自己的动作电位。 影响动作电位传导速度的因素 动作电位去极化的速度和幅度 细胞膜的被动电学性质 膜电容越小，膜电阻越大，则传导速度越快。 （如有髓神经纤维） 纤维直径 直径大，则传导速度大。 动作电位沿神经干传导的特性 u双向性 u绝缘性 u不衰减传播 u相对不疲劳性 u生理完整性 第三章 定义：神经元之间、神经元与效应细胞之 间相互联系和信息传递的特化结构称突触。 按传递信息物质：按传递信息物质： 化学性突触；电突触（缝隙连接）化学性突触；电突触（缝隙连接） 突突 触触 兴兴 奋奋 传传 递递 过过 程程 （ 电电 - - 化化 学学 - - 电电 传传

7、 递）递） AP抵达轴突末梢抵达轴突末梢突触前膜去极化突触前膜去极化 电压门控性电压门控性 Ca离子通道开放离子通道开放 Ca离子内流入离子内流入 突触前膜突触前膜 突触小泡前移突触小泡前移 与前膜融合、破裂与前膜融合、破裂 递质释放入间隙递质释放入间隙 弥散与突触后弥散与突触后 膜特异性受体结合膜特异性受体结合 化学门控性化学门控性 通道开放通道开放 突触后膜对某些突触后膜对某些 离子通透性增加离子通透性增加 突触后膜电位变化突触后膜电位变化 （突触后电位）（突触后电位） （去极化或超极化）（去极化或超极化） 总和效应总和效应 突触后神经元突触后神经元 兴奋或抑制兴奋或抑制 突触传递的特征

8、u单向传递； u突触延搁； u总和； u兴奋节律的改变； u对内环境变化敏感； u易疲劳。 突触后抑制突触后抑制 （postsynaptic inhibitionpostsynaptic inhibition） 神经元信息传递过程中，通过兴奋一个抑制性中间神经元 释放抑制性递质，而引起它的下一级神经元突触后膜产生 IPSP致使其活动发生抑制。 传入侧枝性抑制 协调各种反射活动 。 回返性抑制 使神经元的活动及时终止。 突触后抑制 突触前抑制 （presynaptic inhibitionsynaptic inhibition） 抑制发生在突触前部位，不改变突触后膜兴奋性 而使EPSP受到抑制的

9、方式。由于它的发生大多与 轴突前末梢的持续去极化发生有关，故又称去极 化抑制。 突触后电位 递质与突触后膜上的受体结合后，引起的突触 后膜的电位变化，具有局部电位的性质。 兴奋性突触后电位 （Excitatory PostSynaptic Potential, EPSP） 抑制性突触后电位 (Inhibitory PostSynaptic Potential, IPSP) 第五章 受体 受体（receptor）： 指能与内源性配基（递质、调质，激素等信息 分子）或相应药物与毒物等结合，并产生特定 效应的细胞蛋白质。 3 受体的特性： （1）受体与配体结合的特异性（specificity） （2

10、）受体与配体结合的可逆性（reversibility） （3）受体一般有内源性配体 （4）受体与配体结合的饱和性（saturability） eg. AChR 4 受体的调节： （1）数量调节 （2）反应性调节 （3）受体调节的生化机制 受体磷酸化及脱磷酸化 受体巯基化、及二硫键 膜磷脂甲基化 脱敏/耐受： 增敏/超敏： 协同性变化： 离子通道耦联的受体离子通道耦联的受体 ionic channel-linked receptors 又称为：又称为：ionotropic receptors (促离子型受体促离子型受体) 又称为：又称为：ligand-gated ion channels（配体门

11、控性通道）（配体门控性通道） 作用：介导突触部位的快速信号传递。 类型：4TM 受体：nAChR, GABAAR, Glycine-R, etc; 3TM 受体：Glutamate-R 2TM 受体：ATPR 效应：开放阳/阴离子通道，使突触后膜去极化/超极化。 nAch R的结构特点: (1) 由5个亚单位组成，依次为： (2) 每个亚单位均4次跨膜，N/C端均在细胞外侧 (3) 5个亚单位形成五聚体，围成离子孔道，内径约1mm (4) 亚单位的N端亲水区有Ach结合位点，2分子Ach与 2个亚单位结合后，才能打开离子通道 (5) n Ach R为阳离子通道受体，允许Na+内流和K外 流，正

12、常情况下，内流大于外流量，记录到内向电流 (6) n Ach -R介导快速的兴奋性突触传递。 NMDA受体的结构特点: （1）共有两种类型的亚单位，NR1和NR2；其中NR2又有 多种亚型。 （2）受体为四聚体结构，NR1亚单位必不可少。 （3）是配体门控和电压门控的杂杂 合型合型受体（Mg2阻断作用）。 （4）对CaCa2 2 ， ， Na，K均有通 透性。 （5）甘氨酸辅助激活。 （6）受体活性受Zn2和多胺等多 种物质调控。 4 G受体包括： Rhodopsin-R (视紫红质) GABAB-R mGlu-R, 2 2 神经递质神经递质 （neurotransmitterneurotra

13、nsmitter）定义：）定义： 由突触前神经元合成并在末梢处释放，能特异性作用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上的受体，使突触后神经元于突触后神经元或效应器上的受体，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。或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质。 3 3 递质的鉴定：递质的鉴定： 突触前神经元内具有合成神经递质的前体及酶系统，突触前神经元内具有合成神经递质的前体及酶系统， 能够合成该递质。能够合成该递质。 递质存储于突触小泡，冲动到达时能释放入突触间隙。递质存储于突触小泡，冲动到达时能释放入突触间隙。 能与突触后膜受体结合发挥特定的生理作

14、用。能与突触后膜受体结合发挥特定的生理作用。 存在使该递质失活的酶或其它环节（如重摄取）。存在使该递质失活的酶或其它环节（如重摄取）。 有特异性受体激动剂或拮抗剂，能拟似或阻断递质有特异性受体激动剂或拮抗剂，能拟似或阻断递质 的作用。的作用。 5 5 神经调质神经调质 （neuromodulatorneuromodulator） 在神经元之间，不是直接起信息传递的作用，而是在神经元之间，不是直接起信息传递的作用，而是 调节神经信息传递的效率，增强或削弱递质的效应，调节神经信息传递的效率，增强或削弱递质的效应， 这类化学物质称为。它们所发挥的作用称为调制这类化学物质称为。它们所发挥的作用称为调制

15、 作用。作用。 由神经元产生；由神经元产生； 本身不能直接跨突触进行信息传递；本身不能直接跨突触进行信息传递； 能间接调节递质在突触前神经末梢的释放及其基能间接调节递质在突触前神经末梢的释放及其基 础活动水平。础活动水平。 多巴胺能神经元在脑内的分布和纤维投射多巴胺能神经元在脑内的分布和纤维投射 长纤维通路长纤维通路 黑质纹状体系统 黑质致密部（SNpc）投射到纹状体 中脑边缘皮质系统 中脑腹侧被盖区投射到额叶皮质和 边缘系统 短纤维通路 受受 体体 第二信使第二信使 拮抗剂拮抗剂 通道效应通道效应 递质主要分布递质主要分布 外周：胆碱能外周：胆碱能NfNf 所有自主所有自主N N节前纤维、节

16、前纤维、 大多数副交感大多数副交感N N节后纤节后纤 维、少数交感维、少数交感N N节后纤节后纤 维、汗腺。维、汗腺。 中枢：胆碱能中枢：胆碱能N N元元 脊髓前角运动脊髓前角运动N N元、元、 丘脑后部腹侧的特异感丘脑后部腹侧的特异感 觉投射觉投射N N元、脑干网状元、脑干网状 结构上行激动系统、纹结构上行激动系统、纹 状体、边缘系统等状体、边缘系统等。 筒箭毒筒箭毒 十烃季铵十烃季铵 NaNa+ + 和其和其 他小他小 离子离子 阿阿 托托 品品 筒箭毒筒箭毒 六烃季铵六烃季铵 M M2 2 ( (心心) ) CaCa2+ 2+ IPIP3 3/DG/DG cAMPcAMP IPIP3 3

17、/DG/DG cAMPcAMP KK+ + N N2 2 （肌肉型烟碱受体）（肌肉型烟碱受体） N N1 1 （神经元型烟碱受体）（神经元型烟碱受体） M M1 1 M M4 4 ( (腺体腺体) ) M M3 3 N N M M 离离 子子 通通 道道 受受 体体 M M5 5 乙酰胆碱（乙酰胆碱（AChACh） G G 蛋蛋 白白 耦耦 联联 受受 体体 神经肽与经典神经递质的比较：神经肽与经典神经递质的比较： * * 分子量的大小不同；分子量的大小不同；200 vs 3000200 vs 3000 * * 合成部位与方式不同合成部位与方式不同； * * 贮存、释放和失活方式不同。贮存、释

18、放和失活方式不同。 * * 神经肽与经典递质共存；神经肽与经典递质共存； * * 神经肽表达具有可塑性。神经肽表达具有可塑性。 * * 神经肽受体是神经肽受体是G G蛋白耦联受体（除蛋白耦联受体（除ANPANP）。）。 小分子递质小分子递质 vs vs 神经肽神经肽 戴尔原则戴尔原则 Dales principleDales principle 一个神经原的全部神经末梢均释放同一种神一个神经原的全部神经末梢均释放同一种神 经递质经递质 递质共存（递质共存（neurotransmitter co-existenceneurotransmitter co-existence）：）： 一个神经原内可

19、以存在两种或两种以上的神经一个神经原内可以存在两种或两种以上的神经 递质或调质，末梢可同时释放两种或两种以上的递质或调质，末梢可同时释放两种或两种以上的 递质递质 如：支配唾液腺的副交感：如：支配唾液腺的副交感：ACh/ACh/血管活性肠肽血管活性肠肽 VIPVIP Dale Dale 原则与递质共存原则与递质共存 二、感受器的活动特征二、感受器的活动特征 1.1.感受器的感受器的适宜刺激适宜刺激（differential sensitivity differential sensitivity ） 2.2.感受器的感受器的换能作用换能作用（transductiontransduction）

20、3.3.感受器的感受器的编码作用编码作用（encodingencoding） 4.4.感受器的感受器的适应现象适应现象（adaptationadaptation） 1.1.背柱背柱- -内侧丘系传入通路（精细触压觉）内侧丘系传入通路（精细触压觉） 脊髓背侧束脊髓背侧束（薄束（薄束&楔束）楔束） 同侧上传同侧上传 背柱核（薄束核背柱核（薄束核T7以下以下 &楔束核楔束核T6以上以上） 交叉对侧交叉对侧 内侧丘系内侧丘系 下丘脑（后腹核）下丘脑（后腹核） 皮层皮层 （初级躯体感觉区，（初级躯体感觉区，S1） 内侧丘系 背柱核 背柱 2.2.脊髓丘脑束（痛温觉，粗略触压觉）脊髓丘脑束（痛温觉，粗略触

21、压觉） 交叉对侧交叉对侧 脊髓前外侧系脊髓前外侧系 脊髓丘脑前束脊髓丘脑前束 （触压觉）（触压觉） 脊髓丘脑侧束脊髓丘脑侧束 （痛温觉）（痛温觉） 下丘脑特异感觉接替核下丘脑特异感觉接替核 非特异投射核非特异投射核 初级躯体感觉区初级躯体感觉区 （第一感觉区）（第一感觉区） （SISI区）区）：中央后回：中央后回 1 1，2 2，3a,3b3a,3b 触压觉躯体感觉触压觉躯体感觉 皮质机制皮质机制 1.躯体感觉的皮质定位分布躯体感觉的皮质定位分布 、痛觉信息在中枢的调制、痛觉信息在中枢的调制 在神经系统中不仅有痛觉信息传导在神经系统中不仅有痛觉信息传导 的通道，而且有一个完整的痛觉调制系的通道

22、，而且有一个完整的痛觉调制系 统，目前研究比较深入的有两个系统。统，目前研究比较深入的有两个系统。 （三）（三） 眼的近反射调节眼的近反射调节 晶状体调节晶状体调节 主要调节方式，晶状体变凸，增加折光能力主要调节方式，晶状体变凸，增加折光能力 瞳孔调节瞳孔调节 瞳孔缩小瞳孔缩小 双眼球会聚双眼球会聚 1. 1. 晶状体调节晶状体调节 模糊的图像信息模糊的图像信息 皮层皮层- -中脑束中脑束 正中核（中脑）正中核（中脑） 睫状神经节睫状神经节 睫状神经睫状神经 睫状肌环行肌睫状肌环行肌收缩收缩，悬韧带，悬韧带放松放松 晶状体变晶状体变凸，凸，折光能力折光能力增加增加 动眼神经核动眼神经核 视区皮

23、层视区皮层 2. 2. 瞳孔的调节瞳孔的调节 视区皮层视区皮层皮层皮层- -中脑束中脑束正中核（中脑）正中核（中脑）动眼神动眼神 经核经核睫状神经节睫状神经节瞳孔括约肌收缩瞳孔缩小瞳孔括约肌收缩瞳孔缩小 n 正常瞳孔的直径：正常瞳孔的直径：1.5-8.0 mm1.5-8.0 mm 瞳孔近反射瞳孔近反射( (瞳孔调节反射）：瞳孔调节反射）： 视近物时，可反射地引起两眼瞳孔缩小视近物时，可反射地引起两眼瞳孔缩小 3. 3. 双眼会聚双眼会聚 辐辏反射辐辏反射 当双眼注视一个向眼移近的物体时，两眼的视轴可反当双眼注视一个向眼移近的物体时，两眼的视轴可反 射性地向鼻侧中线会聚射性地向鼻侧中线会聚 视区

24、皮层视区皮层皮层皮层- -中脑束（锥体束）中脑束（锥体束） 正中正中 核（中脑）核（中脑） 动眼神经核动眼神经核动眼神经动眼神经内内 直肌收缩直肌收缩双眼会聚双眼会聚 感光换能的关键细胞感光换能的关键细胞 色素上皮色素上皮 pigment cellpigment cell 感光细胞感光细胞 photoreceptorphotoreceptor ， cone and rodcone and rod 双极细胞双极细胞 bipolar cellbipolar cell 神经细胞神经细胞 ganglion cellganglion cell （二）视杆细胞和视锥细胞分别（二）视杆细胞和视锥细胞分别 与

25、晚光觉和昼光觉有关与晚光觉和昼光觉有关 1. 两种感光细胞在视网膜的分布不同两种感光细胞在视网膜的分布不同 2. 两个感光系统的会聚程度不同两个感光系统的会聚程度不同 3. 两种感光细胞在不同动物中的分布不同两种感光细胞在不同动物中的分布不同 4. 两种感光细胞含有的视色素不同两种感光细胞含有的视色素不同 视杆细胞视杆细胞 视锥细胞视锥细胞 分布分布 视网膜周边部视网膜周边部 视网膜中心部视网膜中心部,尤其黄斑尤其黄斑 光敏感度光敏感度 高高 低低 光分辨力光分辨力 低低 高高 辨色辨色 无无 有有 视色素视色素 视紫红质视紫红质 红绿蓝三种视色素红绿蓝三种视色素 功能功能 暗视觉暗视觉 明视

26、觉明视觉 视杆细胞视杆细胞 视杆细胞视杆细胞 色素上皮色素上皮 色素上皮色素上皮 视杆细胞视杆细胞 2.视杆细胞的感受器电位 未光照时，视杆细胞的静息电位未光照时，视杆细胞的静息电位-30- 40mV。 外段持续外段持续Na+内流内流 内段内段Na泵将泵将Na排出排出 环磷酸鸟苷（环磷酸鸟苷（cGMP）NaNa通道开放通道开放外段外段 持续持续Na+内流内流细胞膜去极化细胞膜去极化 光照前，视杆细胞外段膜光照前，视杆细胞外段膜 对对NaNa+ +通透性较大，有相当数通透性较大，有相当数 量的量的NaNa+ +通道通道处于开放状态，处于开放状态， 有持续的有持续的NaNa+ +内流造成内流造成去

27、极化去极化 电位电位 光照时光照时 超极化电位超极化电位 光量子光量子 视紫红质（受体）视紫红质（受体） 视蛋白分子的变构视蛋白分子的变构 传递蛋白（传递蛋白（GtGt） 磷酸二酯酶磷酸二酯酶 cGMPcGMP大量分解大量分解 NaNa+ +通道开放通道开放减少减少 膜电位向膜电位向超极化超极化方向改变方向改变 视觉通路 视神经视神经视交叉视交叉视束视束外侧膝状体外侧膝状体视视 辐射辐射大脑皮层大脑皮层 初级视皮层（初级视皮层（1717区）：大脑半球内侧面枕区）：大脑半球内侧面枕 叶皮层的距状沟叶皮层的距状沟 上缘：视网膜上半部投射上缘：视网膜上半部投射 下缘：视网膜下半部投射下缘：视网膜下半

28、部投射 后部：中央凹黄斑区后部：中央凹黄斑区 前部：视网膜周边区前部：视网膜周边区 视束中少量纤维到达上丘和顶盖前区。视束中少量纤维到达上丘和顶盖前区。 二.人耳对不同频率声波刺激的听 阈和最大可听阈是不同的 听阈听阈：对于每一种频率的声波，都有一个刚能引起：对于每一种频率的声波，都有一个刚能引起 听觉的最小强度。听觉的最小强度。 当强度增加到某一限度时，它引起的将不单是当强度增加到某一限度时，它引起的将不单是 听觉，同时还会引起鼓膜的疼痛感觉，这个限度称听觉，同时还会引起鼓膜的疼痛感觉，这个限度称 为为最大可听阈最大可听阈 。 行波学说行波学说 耳蜗的底部耳蜗的底部 耳蜗的顶部耳蜗的顶部 行

29、波传播的距离不等行波传播的距离不等 声波的频率不同声波的频率不同 行波最大振幅出现的位置不同行波最大振幅出现的位置不同 声波频率越低，行波传播的距离越远，声波频率越低，行波传播的距离越远， 最大振幅出现的部位靠近耳蜗的顶部，最大振幅出现的部位靠近耳蜗的顶部， 反之，最大振幅出现的部位越靠近耳反之，最大振幅出现的部位越靠近耳 蜗的底部。蜗的底部。 （三）毛细胞顶端的纤毛弯曲时 可使机械能转换成生物电变化 毛细胞去极化毛细胞去极化 电压门控性钙通道的开放电压门控性钙通道的开放 CaCa2+ 2+的内流 的内流 神经递质的释放神经递质的释放 螺旋神经节的神经元螺旋神经节的神经元 听神经动作电位的发放

30、可对声音听神经动作电位的发放可对声音 的特征进行编码的特征进行编码 1.声音频率的分析及编码：声音频率的分析及编码： 部位编码：不同频率的声音兴奋基底膜上部位编码：不同频率的声音兴奋基底膜上 不同位置的毛细胞。不同位置的毛细胞。 频率编码：不同频率的声音引起听神经发频率编码：不同频率的声音引起听神经发 放不同的冲动频率。放不同的冲动频率。 2.声音强度与复合声的分析及编码声音强度与复合声的分析及编码 声音强度增大，单根神经纤维声音强度增大，单根神经纤维AP的频率的频率 和纤维数目增多和纤维数目增多 运动单位指一个运动单位指一个运动神运动神 经元和它所支配的所有肌经元和它所支配的所有肌 纤维。纤

31、维。 运动神经元池指支配同一运动神经元池指支配同一 块肌肉的所有块肌肉的所有运动神经运动神经 元。元。 二、脊髓运动功能的抑制作用 突触前抑制 (presynaptic inhibition) 交互性抑制 突触后抑制 (reciprocal inhibition) (postsynaptic inhibition) 回返性抑制 (recurrent inhibition) 大脑皮层大脑皮层 基底神经节基底神经节 小脑小脑 脊髓脊髓 脑干脑干 运动神经元运动神经元 产生和引发随意运动产生和引发随意运动 调节姿势调节姿势 协调不同肌群的活动协调不同肌群的活动 大脑皮层的随意运动调控 由主观意识支配而产生的骨骼肌运动称为随意运动由主观意识支配而产生的骨骼肌运动称为随意运动 一、一、随意运动的产生和协调随意运动的产生和协调 运动的起源运动的起源: :大脑皮层联络区；大脑皮层联络区； 运动的设计运动的设计: : 大脑皮层