神经生物学ppt课件

1、一一.研讨简史：研讨简史：二二.突触的类型：突触的类型：三三.突触的构造：突触的构造：四四.递质和内源性活性物质递质和内源性活性物质五五.信号在突触间的传送过程及调理：信号在突触间的传送过程及调理：六六.化学性突触的整合功能化学性突触的整合功能七七.突触的可塑性突触的可塑性synapse：神经元之间的联络仅是彼此接触，胞质并神经元之间的联络仅是彼此接触，胞质并不沟通。不沟通。人脑有人脑有1011神经元，神经元，1个神经元大约有个神经元大约有1000个突触。个突触。 是一个神经元的末梢和另一神经元的是一个神经元的末梢和另一神经元的树突或胞体的接触部位。以及神经元与效树突或胞体的接触部位。以及神经

2、元与效应器，感受器细胞与神经元之间信号传送应器，感受器细胞与神经元之间信号传送的接点。的接点。 retina: 1:1 synapse; pyramidal cell: 250 Inhibitory on cell body; 10000 Excitatory on axondendritic synapsesMotor neuron: 2000Purkinje cell: 10 billionl神经原与神经原之间相互接触并传送信神经原与神经原之间相互接触并传送信息的部位。由突触前膜、突触间隙和突息的部位。由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。触后膜构成。l1888,Ramon Y.Cajal,

3、神经元间信息流通的接点l1897,Sherringtong，首先引入SYNAPSE一词l1870,Du Bois Remond，首先推论神经肌肉接头处能够是电传送，也能够是化学传送l1930-1947，电镜技术的运用，证明了化学性突触的构造，使神经元学说得到了普遍成认l1964，Eccles，神经元间依托电传送lDale,神经元间依托化学物质传送；一个神经元的一切末梢释放同一种化学物质l电性突触的发现l1.按接触部位：l轴树性突触，轴体性突触，轴轴性突触l树树性突触，树体性突触，树轴性突触l2.按传送方式：l化学性突触，电性突触，非典型性化学性突触，混合性l3.按信息传送方向：l交互型，串联型

4、，并联型，复合型小球型4.按突触间隙的宽窄和突触囊泡的大小Gray I,间隙30nm，囊泡直径30-60m,兴奋性突触Gray II,间隙20nm，囊泡直径10-30m,抑制性突触5.按传送信息的性质兴奋性突触，释放兴奋性递质，产生兴奋性突触后电位抑制性突触，释放抑制性递质，产生抑制性突触后电位l一化学性突触chemical synapse l1.中枢神经系统内的化学性突触l2. 非典型性化学性突触l3.神经肌肉接头的构造l二电性突触electrical synapsel三混合性突触l一关于神经递质的研讨概略l二鉴定递质的条件l三各经典递质和内源活性物质的合成、储存、释放、灭活l四递质共存和共

5、释放l一化学性突触chemical synapse l 1.中枢内的化学性突触chemical synapsel 2.非突触性化学性传送l 3.神经肌肉接头的构造l二电性突触electrical synapsel三 突触的可塑性Synaptic plasticityl四chemical synapse and electrical synapse diversity(二二)电性突触电性突触 electrical synapse structure： gap junctions; connexons property：abdominal nerve cord Furshpan的实验的实验 螯虾的

6、腹神经索螯虾的腹神经索 内侧巨纤维内侧巨纤维 外侧巨纤维外侧巨纤维与每个腹神经节发出的运与每个腹神经节发出的运动巨纤维腹神经节发出的构成巨突触，电突触为单动巨纤维腹神经节发出的构成巨突触，电突触为单向兴奋性的电突触。突触延搁很小，向兴奋性的电突触。突触延搁很小， 或无或无0.1-0.2ms Electrical synapse：nervous system，cardiac muscle,smooth muscle and liver。 其广泛存在与鱼类，鸟类，哺乳类动物。电镜发现：哺乳类动物的大脑皮层觉得区星状cell,小脑皮层蓝细胞与星状细胞，视网膜程度细胞与双极细胞，嗅球的僧帽细胞均存在着

7、电突触。Function：in excitable cell:电突触双向快速传送，传送空间减少，那么传送更有效，突触灵敏性添加，有利于机能类似的细胞进展同步活动。低电阻通路还可调理细胞间小分子量物质的转移。而细胞间的化学突触传送易于遭到代谢妨碍的明显影响，而电突触具有较大的耐受力。 in nonexcitable cell:它是和生长代谢的控制，胚胎的发育及分化等景象有关。它可运输某些代谢产物和营养物质。1.中枢内的化学性突触中枢内的化学性突触chemical synapsesMorphology of chemical synapses Presynaptic membrane:vesicl

8、e;dense projections;active zone Synaptic cleft Postsynaptic membrane: Postsynaptic density Excitatory postsynptic potentials (EPSP) Inhibitory postsynptic potentials (IPSP) Similar properties except for their inhibitory or excitatory. EPSP a, recorded from cell body;the activation of several synapse

9、s; b, a short delay of 0.5-1ms between stimulating afferents and the EPSP; c, small and grade(1-8mV) depending on the number of afferent fibres; d, last time depending on different molecules. glumate Na+, K+的膜电导暂时升高的膜电导暂时升高IPSP A, GABAergic synapses B, 后膜对后膜对K+、CI-的离子电导升高。的离子电导升高。EPSP and IPSP 由于突触前

10、末梢释放的递质对于突触后膜通透性由于突触前末梢释放的递质对于突触后膜通透性 的影响不同，的影响不同， 25 sensory neurons -EPSP-10 mv active potential.化学性突触处的兴奋性信息传送过程化学性突触处的兴奋性信息传送过程当神经激动传到轴突末当神经激动传到轴突末膜膜Ca2Ca2通道开放，膜外通道开放，膜外Ca2Ca2向膜内流动向膜内流动突触前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中兴奋性递质释放突触前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中兴奋性递质释放神经递质与突触后膜上的受体结合，受体蛋白分子构型改动神经递质与突触后膜上的受体结合，受体蛋白分子构型改动突触后膜突触后

11、膜NaNa、K K 离子通道开放离子通道开放( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性突触后膜去极化突触后膜去极化兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位EPSPEPSPEPSPEPSP电紧张性扩布至突触后膜周围细胞膜电紧张性扩布至突触后膜周围细胞膜去极化到达阈电位去极化到达阈电位突触后神经元迸发动作电位突触后神经元迸发动作电位化学性突触处的抑制信息传送过程化学性突触处的抑制信息传送过程当神经激动传到轴突末当神经激动传到轴突末膜膜Ca2Ca2通道开放，膜外通道开放，膜外Ca2Ca2向膜内流动向膜内流动突触前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中抑制性递质释放突触前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中抑制性递质

12、释放神经递质与突触后膜上的受体结合，受体蛋白分子构型改动神经递质与突触后膜上的受体结合，受体蛋白分子构型改动突触后膜氯突触后膜氯 离子通道开放，膜对氯通透性离子通道开放，膜对氯通透性突触后膜超极化突触后膜超极化抑制性性突触后电位抑制性性突触后电位IPSPIPSPIPSPIPSP电紧张性扩布至突触后膜周围细胞膜电紧张性扩布至突触后膜周围细胞膜超极化超极化突触后神经元产生抑制突触后神经元产生抑制3.NM3.NM接头处的兴奋传送接头处的兴奋传送 1 1N-MN-M接头接头运动终板的运动终板的 构造：构造：接头终板前接头终板前膜膜接头终板间接头终板间隙隙接头终板后接头终板后膜。膜。接头间隙接头间隙2

13、2N-MN-M接头处的兴奋传送过程接头处的兴奋传送过程当神经激动传到轴突末当神经激动传到轴突末膜膜Ca2Ca2通道开放，膜外通道开放，膜外Ca2Ca2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中接头前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中AChACh释放释放( (量子释放量子释放) )AChACh与终板膜上的与终板膜上的N2N2受体结合，受体蛋白分子构型改动受体结合，受体蛋白分子构型改动终板膜对终板膜对NaNa、K K ( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位终板电位EPPEPPEPPEPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化到达阈电位去极化到

14、达阈电位迸发肌细胞膜动作电位迸发肌细胞膜动作电位N-MN-M接头处的兴奋传送过程接头处的兴奋传送过程膜膜Ca2Ca2通道开放，膜外通道开放，膜外Ca2Ca2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡挪动、交融、破裂，接头前膜内囊泡挪动、交融、破裂，囊泡中的囊泡中的AChACh释放释放( (量子释放量子释放) )AChACh与终板膜上的与终板膜上的N2N2受体结合，受体结合，受体蛋白分子构型改动受体蛋白分子构型改动终板膜对终板膜对NaNa、K K ( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性 3N-M接头处的兴奋传送特征: 1是电-化学-电的过程：N末梢APACh受体EPP肌膜AP 2具1对1的关系 4

15、 4影响影响N-MN-M接头处兴奋传送的要素：接头处兴奋传送的要素： 1 1阻断阻断AChACh受体：箭毒和受体：箭毒和银环蛇银环蛇毒，肌松剂驰肌碘。毒，肌松剂驰肌碘。 2 2抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，新斯的明。新斯的明。 3 3本身免疫性疾病：重症肌无力本身免疫性疾病：重症肌无力抗体破坏抗体破坏AChACh受体，肌无力综合征受体，肌无力综合征抗体破坏抗体破坏N N末梢末梢Ca2+Ca2+通道。通道。 4 4接头前膜接头前膜AchAch释放释放：肉毒杆菌：肉毒杆菌中毒。中毒。 5.EPP 5.EPP的特征：无的特征：无“全或无景象；无全或无景象；无不应期；有总

16、和景象；不应期；有总和景象；EPPEPP的大小与的大小与AchAch释放量呈正相关。释放量呈正相关。小终板电位小终板电位miniature end-palet-potential,mEPP) Katz等将微电极刺入蛙骨骼肌终板区等将微电极刺入蛙骨骼肌终板区 进展细胞内记录。可察进展细胞内记录。可察看到一电位变化。随机出现的，约每秒一次的，外形与刺激神看到一电位变化。随机出现的，约每秒一次的，外形与刺激神经诱发经诱发EPP类似，但振幅仅约类似，但振幅仅约0.5mv 的去极化电位。称这种自的去极化电位。称这种自发的去极化变化为小终板电位发的去极化变化为小终板电位(mEPP)。 个别束泡自发释放，个

17、别束泡自发释放，引起微小变化。引起微小变化。 突触前膜处于静息程度时，一个突触小泡在某一个时辰自发突触前膜处于静息程度时，一个突触小泡在某一个时辰自发进展胞吐作用释放其中递质的机率是很低，而且是随机的，但进展胞吐作用释放其中递质的机率是很低，而且是随机的，但当动作电位传到神经末梢突触前膜去极化时，量子释放的机率当动作电位传到神经末梢突触前膜去极化时，量子释放的机率量添加，表现为终板电位的出现量添加，表现为终板电位的出现 . 箭毒碱和胆碱酯酶抑制剂对它们都分别有抑制或加强作用。箭毒碱和胆碱酯酶抑制剂对它们都分别有抑制或加强作用。mEPP是全或无反响，虽其振幅有所动摇。是全或无反响，虽其振幅有所动

18、摇。 多个小泡多个小泡 100-300个个(200, ACh)同步释放同步释放EPP 终板电位终板电位是部分电位。是部分电位。 acetylchlinergic neuron acetylchlinergic neuron：mEPPmEPP是由一固定量是由一固定量的的AchAch乙酰胆碱分子约乙酰胆碱分子约1 1万个引起假设干条通道同万个引起假设干条通道同步开放而产生的，此单位量的步开放而产生的，此单位量的AchAch被称为量子。递质被称为量子。递质的量子式释放称为量子释放的量子式释放称为量子释放(quantal release)(quantal release) mEPP mEPP便是由一个

19、量子的便是由一个量子的AchAch所引起的电位变化。所引起的电位变化。一个量子一个量子 = = 一个囊泡一个囊泡. . 多个小泡多个小泡 100-300 100-300个个(200, ACh)(200, ACh)同步释放产生终同步释放产生终板电位板电位end-palet-potentialend-palet-potential， EPP EPP。 终板终板电位是部分电位。电位是部分电位。 EPP EPP不是全或无反响，其振幅随着末梢释放的的不是全或无反响，其振幅随着末梢释放的的AchAch量延续改动。量延续改动。 EPP EPP是同步发放的是同步发放的mEPPmEPP构成的构成的. . 小结小

20、结*. The neuromuscular junction 神经神经-肌肉传送肌肉传送 1. One to one 2. excitation 3. ACh acetycholine and its receptor 传送过程传送过程: impulse travelling terminal ACh release and diffuse cleft postsynaptic receptor ion to flowNatrium and potassium-end-plate potential (EPP ) initiating the impulse response of the m

21、uscle contraction EPP; mEPP(miniature); quantal release; synaptic plasticity chemical synapse 1. chemical synapse in CNS, central synapses 2. Nondirected synapse: (chemically addressed synapse ): postganglionic fiber of autonomic nerve system and receptor: (varicosity) 3. The neuromuscular junction

22、神经神经-肌肉传送肌肉传送 EPP; mEPP; quantal release; synaptic plasticity 4. Loligo giant axonCalcium channel, CaMCalmodulin , synaptic delay 在激动到达突触前终末约在激动到达突触前终末约0.50.9ms后，脊髓运动后，脊髓运动神经元的去极化才开场。这段时间称为突触延搁神经元的去极化才开场。这段时间称为突触延搁. Synaptic plasticity: chemical synapse, 容易受环境要素的影响，特别是传送才干受它们曾经进展过的传送活动的影响。Synaptic p

23、lasticity。 当突触前末梢受一个短串刺激时，虽然每个刺激都引起递质释放，但后来的刺激引起的递质释放要比前面刺激引起的为多。 突触传送效率由于活动而发生的短时间或长时间的添加LTP或减弱LTD景象，可塑性来自突触前和后两方面的调控。2. Loligo giant axon1). 递质 释放量和突触前动作电位振幅成正比。2). 钙离子内流是递质 释放的重要环节, 和突触延搁有关. 并和囊泡(突触)的各个环节相关.(mobilization, targeting,docking, fusion, exocytosis) Calcium channel, CaMCalmodulin synap

24、tic delay: 在激动到达突触前终末约0.50.9ms后，脊髓运动神经元的去极化才开场。这段时间称为突触延搁.3*.chemical synapse in CNS, central synapses Integration Coordination FunctionClassification:I，axonadendrite axoncell body axonaxon II， Gray I Gray II fig III, Directed synapse: The neuromuscular junction Nondirected synapse: (chemically addr

25、essed synapse ): postganglionic fiber of autonomic nerve system and receptor:(varicosity)Typical example:Connection synapse: postganglionic fiber of autonomic nerve system and receptor:(varicosity)Presynaptic: releasing neuropeptides or amineIts Terminal:a number of branch; a string of beads; varico

26、sity. no active zone;no one to one; 400nm; overlap in different cell; its special receptor on receptor (organs)； penetrating or permeating innervation(action of autonomic nervous system on its organs) synapse diversitychemical synapse1接触点两边的内膜面超微构造和细胞器通常是不对称接触点两边的内膜面超微构造和细胞器通常是不对称的。的。2经过较宽的突触裂隙有细胞内的

27、低电阻分路，但细胞经过较宽的突触裂隙有细胞内的低电阻分路，但细胞之间的电阻无变化。之间的电阻无变化。3突触前膜的动作电位对后膜电位影响很少。突触前膜的动作电位对后膜电位影响很少。 4经常有自发性的递质量子化释放，引起后膜的微小电经常有自发性的递质量子化释放，引起后膜的微小电位。位。 electrical synapse 1接触点两边的内膜面超微构造和细胞器通常是对称的，接触点两边的内膜面超微构造和细胞器通常是对称的，无内膜面和细胞器的特化。无内膜面和细胞器的特化。2有狭窄的突触裂隙，减少分流，细胞间存在低电阻通有狭窄的突触裂隙，减少分流，细胞间存在低电阻通路。路。3突触前的动作电位是突触传送的

28、直接要素。突触前的动作电位是突触传送的直接要素。4.不存在类似的情况。不存在类似的情况。 synapse diversitychemical synapse5突触前动作电位在突触前动作电位在Ca2的协同下引起大量囊泡同步的协同下引起大量囊泡同步地释放递质。地释放递质。 6递质释放后引起突触后膜部分的、非传导性的等级性递质释放后引起突触后膜部分的、非传导性的等级性电位，该电位可以总和，而且后膜电位变化时，突触后电电位，该电位可以总和，而且后膜电位变化时，突触后电位可以倒相。位可以倒相。 7部分兴奋性突触后电位到达一定值时，可导致突触后部分兴奋性突触后电位到达一定值时，可导致突触后动作电位；假设在

29、遏止性突触，遏止性突触后电位那么使动作电位；假设在遏止性突触，遏止性突触后电位那么使突触后不易发生激动。突触后不易发生激动。8突触后膜受体与递质结合，导致膜通透性改动产生突突触后膜受体与递质结合，导致膜通透性改动产生突触后电位。触后电位。 electrical synapse5.无这种情况发生。无这种情况发生。 6突触前动作电位引起类似的反响也可以跨过突触后膜，突触前动作电位引起类似的反响也可以跨过突触后膜，但后膜电位改动时，突触后电位不会倒相。但后膜电位改动时，突触后电位不会倒相。 7兴奋性突触后电位到达一定值也可导致突触后激动的兴奋性突触后电位到达一定值也可导致突触后激动的产生。产生。8无

30、这种改动无这种改动 synapse diversity chemical synapse9突触前，后膜含递质水解酶与其他的存在与突触前、突触前，后膜含递质水解酶与其他的存在与突触前、后膜使递质失活的机制。后膜使递质失活的机制。 10突触前、后膜的变化可受化学要素的影响突触前、后膜的变化可受化学要素的影响 11跨突触的突触传导是单向的跨突触的突触传导是单向的 12经过时空的总和，部分的后突触电位有整协作用经过时空的总和，部分的后突触电位有整协作用 13传送受温度变化的影响较大传送受温度变化的影响较大 electrical synapse9不存在这种变化不存在这种变化 10不存在类似的情况。不存在

31、类似的情况。 11多数情况是双向，偶尔也是单向传导多数情况是双向，偶尔也是单向传导 12类似，但许多是类似，但许多是1比比1的，很少整合性的，很少整合性 13传送受温度变化较小传送受温度变化较小 c. Transmitter synthesis and release p 53The neuron as a secretory cell1). neurons and secretions2) synthesis in the perikaryon video a, Co-translational Insertion b, The Golgi body and post-translation

32、al modification3) Transport Along the axonExocytosis and endocytosis the synaptic terminal refilling or recycle p57 Inactivation or degradation p61 transport and diffusionsensory neurons, interneurons , motor neurons The nervous system provides rapid control and coordination of body functions through both vol