神经系统细胞的结构和功能

神经系统细胞的结构和功能第1页/共61页神经元静息电位动作电位突触和突触传递神经递质和神经调质离子通道受体和第二信使

Dendriticspines第2页/共61页第一节神经元的结构一、胞体二、突起三、分类Theaxonandaxoncollaterals第3页/共61页Thephospholipidbilayer第4页/共61页Classificationofneuronsbasedonthenumberofneurites第5页/共61页第6页/共61页Classificationofneuronsbasedondendritictreestructure第7页/共61页根据神经元释放递质的不同分类：胆碱能神经元肾上腺素能神经元多巴胺能神经元5－羟色胺能神经元第8页/共61页第二节神经胶质细胞一、类型1.星形胶质细胞血脑屏障的结构基础、支撑、营养、清洁2.少突胶质细胞构成髓鞘的主要成分3.小胶质细胞吞噬、清除病变细胞4.许旺氏细胞周围神经系统中形成髓鞘第9页/共61页星形胶质细胞astrocyte第10页/共61页少突胶质细胞Anoligodendroglialcell第11页/共61页第12页/共61页1.支持、绝缘、保护和修复作用2.营养和物质代谢作用3.对离子、递质的调节和免疫功能二、功能第13页/共61页第三节神经元内的信息传递一、静息电位二、静息膜电位的离子学说三、动作电位Anearlydepictionofanervecell第14页/共61页一、静息电位静息电位（restingpotential）：神经元未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。海马CA1区锥体细胞RP－60mv视网膜上的视杆细胞RP－30～－40mv大脑皮层的锥体细胞RP－60～－80mv去极化和超极化由于技术上的原因，目前我们记录到的神经元静息电位，大都是从直径大于20μm的神经元中获得，如鱿鱼的轴突第15页/共61页第16页/共61页二、静息膜电位的离子学说静息膜电位产生的基本因素：①细胞内外离子分布的不平衡，②膜上离子通道关闭和开放对离子产生不同的通透性，③生电性钠泵的作用，即钠钾泵。第17页/共61页Thesodium-potassiumpump第18页/共61页第19页/共61页Structureofthevoltage-gatedsodiumchannel第20页/共61页Themovementofionsinfluencedbyanelecetricalfield第21页/共61页Electricalcurrentflowacross第22页/共61页Electricalcurrentflowacrossamembrane第23页/共61页Thedependenceofmembranepotentialonexternalpotassiumconcentration第24页/共61页三、动作电位1、动作电位产生的离子机制2、动作电位的传递

动作电位：刺激达到一定强度，神经元膜电位产生非常短暂的逆转，导致信息沿轴突的传递，该过程叫做动作电位。第25页/共61页Anactionpotential第26页/共61页BRAINFOOD第27页/共61页BRAINFOOD第28页/共61页第29页/共61页动作电位的传递全或无法则频率法则跳跃传道：朗飞氏结节约能量提高传导速度第30页/共61页第四节突触和突触传递一、化学突触二、突触电位和突触整合三、受体和第二信使第31页/共61页SynapticarrangementsintheCNS第32页/共61页一、化学突触突触前膜：又称突触前成分，根据不同细胞类型的连接用不同术语表示，如神经元与神经元之间，神经元与肌肉之间，分别称为突触前终末、终扣、终球、曲张体等。突触小泡，直径40～200nm。突触间隙：宽度因突触类型不同而异，约20nm。突触后膜：又称突触后成分，有多种特异蛋白质（受体蛋白、通道蛋白、使神经递质失活的酶类）。第33页/共61页Theaxonterminalandthesynapse第34页/共61页Thepartsofachemicalsynapse第35页/共61页Chemicalsynapses,asseenwiththeelectronmicroscope第36页/共61页VarioussizesofCNSsynapses第37页/共61页突触的种类轴-树突触轴-体突触轴-轴突触第38页/共61页二、突触后电位和神经整合突触后电位：神经递质激活突触后受体而产生的短暂的去极化或超极化过程。突触后电位的性质由受体的性质决定。第39页/共61页突触后电位1、兴奋性突触后电位（EPSP）钠离子通道开启，钠离子流入，导致去极化2、抑制性突触后电位（IPSP）钾离子通道开启，钾离子流出；或者氯离子通道开启，氯离子流入，导致超极化3、神经整合：时间＋空间第40页/共61页ThegenerationofanEPSP第41页/共61页ThegenerationofanIPSP第42页/共61页神经整合：时间第43页/共61页神经整合：空间第44页/共61页神经整合第45页/共61页突触后电位的终结重摄取酶失活第46页/共61页轴-轴突触轴-轴突触影响突触后终扣释放神经递质的量突触前兴奋突触前抑制第47页/共61页三、受体和第二信使1、受体的分子机制2、神经信号传导中的G蛋白3、钙作为第二信使系统第48页/共61页1、

受体的分子机制组成：①接收部分（receptor），与配体结合；②效应成分（effector），换能作用。特性：①饱和性②特异性或专一性③可逆性第49页/共61页“receptor'seye”viewofneurotransmitterrelease第50页/共61页1、

受体的分子机制受体的类型：促离子型受体：当合适的神经递质与之结合，离子通道打开，如：乙酰胆碱促代谢型受体：与神经递质结合后，引发一系列化学反应，然后开放离子通道：G蛋白偶联型第51页/共61页Similaritiesinthestructureofsubunitsfordifferenttransmitter-gatedionchannels第52页/共61页2、神经信号传导中的G蛋白G蛋白的作用：①介导其他细胞内外信使的作用；②调节离子通道，引起生长、代谢、细胞骨架结构、基因表达的变化；③参与调节神经递质的合成与释放、突触受体敏感性、细胞代谢、分化和生长。第53页/共61页2、神经信号传导中的G蛋白G蛋白即：GTP结合调节蛋白

受体通过GTP（三磷酸鸟苷

）催化激活G蛋白G蛋白偶联受体通过跨膜螺旋结构将信息传递到胞质面效应蛋白：G蛋白调节的效应物酶：腺苷酸环化酶，即cAMP（环腺苷酸

）的酶通道：直接作用或通过第二信使来调节转运蛋白：光传导系统，光感细胞第54页/共61页第二信使多数G蛋白偶联受体能激活反应链，改变一种或数种细胞内小的信号分子的浓度，通过这些小的信号分子进一步将信号下传，如cAMP、Ca2+等，通常将这一类在细胞内传递信号的小分子化合物称为第二信使。第55页/共61页Thecomponentsofasecondmessengercascade第56页/共61页SignalamplificationbyG-protein-coupledsecondmessengercascadesadenylylcyclase：腺苷酸环化酶cAMP：环腺苷酸Kinase:激酶第57页/共61页3、钙作为第二信使系统细胞内游离Ca2+浓度0.1～0.2μmol/L细胞外Ca2+浓度1.8mmol/L通过调节细胞内游离Ca2+浓度来实现第二信使的功能：①Ca2+内流触发神经递质释放；②与其他第二信使、蛋白磷酸化、递质合成和代谢作用相联系发挥作用；③在突触可塑性、发育、学习记忆等神经细胞功能中起重要作用。第58页/共61页胞质Ca2+的调控Ca2+的来源：①细胞外Ca2+内流；②细胞内内质网的钙库。调控途径：①细胞膜上的钙通道：突触前膜②Na+/Ca2+交换器（钠泵）：3Na