神经电信号的传递专家讲座

引言神经元上经过动作电位方式来传导电信号，神经元之间是经过突触进行接触，突触之间存在着突触间隙。神经元怎样将信息经过这个间隙而送到下一个神经元?

神经电信号的传递专家讲座第1页第一节

神经电信号传递概述神经电信号的传递专家讲座第2页1．化学突触结构：

⑴突触小体：

A.小体轴浆内有：线粒体；内含神经递质neurotransmitter大小形态不一样囊泡vesicle

化学性突触(Chemicalsynapse)神经电信号的传递专家讲座第3页神经电信号的传递专家讲座第4页B.前膜：神经电信号的传递专家讲座第5页⑵突触间隙（Synapticcleft）：

宽20nm，与细胞外液相通；神经递

质经此间隙扩散到后膜；存在使神

经递质失活酶类。神经电信号的传递专家讲座第6页

⑶突触后膜（Postsynapticmembrane)：

有与神经递质结合特异受体、化学门控离子通道。后膜对电刺激不敏感（直接电刺激后膜不易产生去极化反应）神经电信号的传递专家讲座第7页2．突触分类：神经电信号的传递专家讲座第8页1．结构特点：⑴结构基础是缝隙连接Gapjunction⑵两个神经元间紧密接触部位膜间距仅为2-3nm；

电突触Electricalsynapse神经电信号的传递专家讲座第9页神经电信号的传递专家讲座第10页⑶膜两侧胞浆内不存在vesicle，两侧膜上有沟通两细胞胞浆水相通道蛋白质，允许带电离子经过；

⑷无突触前、后膜之分，为双向传递；⑸电阻低，传递速度快，几乎不存在潜伏期。神经电信号的传递专家讲座第11页2．功效意义：使许多神经元产生同时性放电或

同时性活动。神经电信号的传递专家讲座第12页非突触性化学传递Non-synaptic

chemicaltransmission

1．非突触性化学传递结构：神经电信号的传递专家讲座第13页神经电信号的传递专家讲座第14页2．非突触性化学传递特点：①不存在特化突触前、后膜结构；②不存在一对一支配关系，一个曲张体可支配多个效应细胞；神经电信号的传递专家讲座第15页③曲张体与效应细胞间离普通大于20nm,远者可达十几μm；递质扩散距离远，耗时长，普通传递时间大于1s；

④递质能否产生效应，取决于效应器细胞有没有对应受体。神经电信号的传递专家讲座第16页一、神经电信号概念1、电突触传递

经过缝隙连接(gapjunction)直接完成细胞间电信息传递2、化学传递

依赖于神经递质(Neurotransmitters)或神经肽(Neuropeptides)作用于突触后膜受体而完成细胞间信息传递电信号化学信号电信号神经电信号的传递专家讲座第17页Currentflowsdifferentlyatelectricalandchemicalsynapses神经电信号的传递专家讲座第18页二、神经电信号传递方式1、按照神经细胞间结构和相对关系突触传递非突触性传递2、对接收信号神经元作用兴奋性传递抑制性传递神经电信号的传递专家讲座第19页第二节化学突触传递神经电信号的传递专家讲座第20页OttoLoewi和迷走素OttoLoewi发觉电刺激神经轴突能够释放化学物，以后研究证实该化学物质就是乙酰胆碱，是一个神经递质。获1936年Nobelprize。电刺激迷走神经心率一、化学突触传递概念神经电信号的传递专家讲座第21页神经元上信息流动（电流形式）从树突传入动作电位抵达胞体，胞体综合多个信息后，产生动作电位沿轴突传出。神经电信号的传递专家讲座第22页

神经元产生动作电位抵达突触，引发突触前膜释放化学物质，化学物质经过突触间隙作用下一个神经元，产生新动作电位。该化学物质被称为神经递质（传递信息物质）。电传导电传导化学传导神经电信号的传递专家讲座第23页神经元之间化学信息传递（化学物质形式）上一个神经元上电信号传递到突触时，突触释放某种化学物质，化学物质扩散，穿过间隙，作用下一个神经元，在下一个神经元上产生新电信号。神经电信号的传递专家讲座第24页二、化学突触传递基本过程神经电信号的传递专家讲座第25页1、突触前过程：

神经冲动抵达突触前神经元轴突末梢→突触前膜去极化→电压门控Ca2+通道开放→膜外Ca2+内流入前膜→轴浆内[Ca2+]升高→①降低轴浆粘度；②消除前膜内侧负电荷→促进囊泡向前膜移动、接触、融合、破裂→以出胞作用形式将神经递质释放入间隙。（囊泡膜可再循环利用）神经电信号的传递专家讲座第26页

2、间隙过程：神经递质经过间隙并扩散到后膜。神经电信号的传递专家讲座第27页3、突触后过程：神经递质→作用于后膜上特异性受体或化学门控离子通道→后膜对一些离子通透性改变→带电离子发生跨膜流动→后膜发生去极化或超极化→产生突触后电位Postsynapticpotential。神经电信号的传递专家讲座第28页神经电信号的传递专家讲座第29页总之，在突触传递过程中，突触前末梢去极化是诱发递质释放关键原因；Ca2+是前膜兴奋和递质释放过程耦联因子；囊泡膜再循环利用是突触传递持久进行必要条件。神经电信号的传递专家讲座第30页2、神经递质释放机制（1）突触囊泡循环机制神经电信号的传递专家讲座第31页（2）SNARE假说囊泡膜蛋白（v-SNARE）靶膜蛋白（t-SNARE）神经电信号的传递专家讲座第32页（3）Ca2+依赖性试验证实：神经递质传递，需要胞外Ca2+内流，而且内流量与递质释放量成正比关系；另外，内流Ca2+量与突触前膜动作电位幅度成正比关系。神经电信号的传递专家讲座第33页（4）递质量子式释放(Quantalrelease)Castillo和Katz在两栖类运动终板进行试验：肌肉在平静时，终板膜上可统计到散发小电位波动，大小为0.5~1.0mV→微小终板电位(miniatureend-platepotential,MEPP)—突触前膜自发释放小量神经递质即ACh所引发

细胞外Ca2+↓→终板电位↓但降低到0.5~1.0mV时则出现“全或无”现象神经电信号的传递专家讲座第34页神经电信号的传递专家讲座第35页Neurotransmitterisreleasedinfixedincrements,orquanta神经电信号的传递专家讲座第36页MEPP产生不是一个或两个ACh分子激活一个ACh受体引发，而更可能是大量ACh同时释放结果。递质量子式释放(quantalrelease)理论：递质释放是以“最小包装”形式进行，一次神经冲动在突触前膜引发递质释放总量，应取决于参加释放最小包装数目。神经电信号的传递专家讲座第37页三、突触后电位（一）分类1、按改变方向和对突触后神经元兴奋性影响兴奋性突触后电位（EPSP）抑制性突触后电位（IPSP）2、按突触后电位时间参数特征快突触后电位（f-IPSP）慢突触后电位（s-IPSP）迟慢突触后电位（ls-IPSP）神经电信号的传递专家讲座第38页3、突触传递级数单突触双突触多突触4、突触前神经纤维数量和通路单一突触后电位复合突触后电位神经电信号的传递专家讲座第39页(二)兴奋性突触后电位Excitatorypostsynapticpotential,EPSP

1、兴奋性突触后电位统计神经电信号的传递专家讲座第40页神经电信号的传递专家讲座第41页脊髓前角运动神经元RP=-70mV，电刺激传入纤维后，脊髓前角运动神经元发生去极化，产生EPSP。

随刺激强度增加，EPSP发生总和而逐步增大,当EPSP总和到达阈电位-52mV时，就在轴突始段出现电流密度较大外向电流，从而暴发可扩布性AP。神经电信号的传递专家讲座第42页⑵EPSP产生机制：

突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受体，提升后膜对Na+和K+，尤其是Na+通透性，造成后膜局部去极化。区分于动作电位主要特征：通道受配基门控,电位大小是一个分级电位,具时间和空间总和作用。*EPSP能够被外源谷氨酸模拟，可被谷氨酸受体阻断剂所取消神经电信号的传递专家讲座第43页

（三）抑制性突触后电位

Inhibitorypostsynapticpotential,IPSP1、抑制性突触后电位统计

神经电信号的传递专家讲座第44页2、IPSP产生机制：突触前神经元(抑制性中间神经元)末梢释放抑制性递质作用于突触后膜，后膜①Cl-通道开放，Cl-内流，膜发生超极化；②对K+通透性增加、K+外流增加，以及Na+或Ca2+通道关闭，膜发生超极化。

图：在胞体抑制性输入引发外向K电流或内向Cl电流，在轴丘处产生一个大超极化电位。神经电信号的传递专家讲座第45页3．突触后电位特点：EPSP和IPSP均属局部电位

①等级性：大小与递质释放量相关；

②电担心扩布：这种作用取决于局

部电位与邻近细胞RP之间电位

差大小和距离远近，电位差.越大，距离越近，影响越大。

③可叠加性神经电信号的传递专家讲座第46页4．EPSP和IPSP在突触后神经元整合

（integration）同时与多个神经末梢形成突触突触后神经元，其电位改变总趋势取决于同时所产生EPSP和IPSP代数和。神经电信号的传递专家讲座第47页（四）突触后抑制Postsynapticinhibition

1、突触后抑制特点：由抑制性中间神经元活动引发；突触后神经元产生IPSP；神经电信号的传递专家讲座第48页2、突触后抑制分类及意义：神经电信号的传递专家讲座第49页①传入侧枝性抑制，又称为交互抑制Afferentcollateralinhibition；Reciprocalinhibition

意义：使不一样中枢之间活动协调起来。

②回返性抑制(recurrentinhibition)

意义：使发出兴奋神经元活动及时终止；使同一中枢内许多神经元之间活动步调一致。神经电信号的传递专家讲座第50页递质释放递质释放过程动作电位→Na+内流→突触前膜去极化→电压门控式钙通道开放→Ca2+内流→囊泡膜同突触前膜融合→泡裂外排→递质释放入突触间隙突触前末梢去极化是诱发递质释放关键原因

引发突触前膜递质释放不是Na+、K+移动本身而是由Ca2+内流时造成膜去极化不伴随离子移动人工去极化也能诱发囊泡释放钙离子进入突触前膜是递质释放过程触发因子神经电信号的传递专家讲座第51页四、化学突触传递细胞电生理特征1、突触电位与膜电阻关系EPSPIPSP2、突触电位与膜电位

翻转电位3、突触电位与离子水平关系4、突触电位与药品关系神经电信号的传递专家讲座第52页五、突触后电位整合1、突触整合方式：总和神经电信号的传递专家讲座第53页2、作用方式线性方式：简单整合非线性方式：短路分流神经电信号的传递专家讲座第54页3、产生部位神经电信号的传递专家讲座第55页牛蛙交感神经细胞s-EPSP作用4、快突触后电位是突触传递基本形式神经电信号的传递专家讲座第56页第四节神经电信号传递调制神经电信号的传递专家讲座第57页一、突触传递调制方式调制突触后机制：突触后动作电位整合突触前机制：神经递质释放突触可塑性：突触前膜重复刺激造成传递效能改变神经电信号的传递专家讲座第58页二、突触传递可塑性短时程长时程神经电信号的传递专家讲座第59页1、短时程改变短串突触前刺激造成突触后电位改变，改变幅度增大者称易化，改变幅度减小者称压抑神经电信号的传递专家讲座第60页2、长时程改变给予重复强直刺激，可产生连续时间更长突触效能改变，包含突触后电位增大长时程增强（LTP）和突触后电位减小长时程压抑（LTD）。神经电信号的传递专家讲座第61页外界刺激引发神经细胞连续活动能够诱导突触传递长时程改变，这一现象称之为长时程突触可塑性，并