神经生理-神经元、突触、递质与受体、反射、突触抑制与易化

第十章神经系统

学习目的和要求：了解反射活动的一般规律，本能行为和情绪反应，脑的高级功能，睡眠觉醒机制。掌握神经元和神经胶质细胞的功能，突触传递和非突触性化学传递原理，中枢抑制的形式与原理，主要神经递质的种类和受体中枢的感觉功能，对躯体运动的调节功能和对内脏活动的调节功能，睡眠的时相。

第十章神经系统

---概述：第一节神经元和神经胶质细胞的一般功能一、神经元1.一般结构与功能--分为胞体和突起两部分;主要功能是接受、整合、传导和输出信息。

神经元第一节神经元和神经胶质细胞的一般功能一、神经元(neuron)2.神经纤维

(nervefiber)

传导兴奋的特征

传导兴奋的速度

神经纤维分类

轴浆运输第一节神经元和神经胶质细胞的一般功能一、神经元2.神经纤维

神经冲动的概念

神经纤维兴奋传导依靠局部电流而完成

兴奋传导的特征

完整性

绝缘性

双向性

相对不疲劳性第一节神经元和神经胶质细胞的一般功能一、神经元2.神经纤维

传导兴奋的速度与神经纤维的直径、有无髓鞘、髓鞘的厚度以及温度高低等有关。

测量兴奋传导速度的意义

有助于诊断神经纤维疾患

有助于估计神经损伤的预后类型功能直径(m)速度(m/s)相当于A

本体感觉,躯体运动12~2270~120Ia、IbA

触-压觉5~1230~70IIA

支配梭内肌(使收缩)3~615~30A

痛、温、触-压觉2~512~30IIIB自主神经节前纤维<33~15sC交感节后纤维0.3~1.30.7~2.3IVdrC痛、温、触-压觉0.4~1.20.5~2.0IV

神经纤维分类

第一节神经元和神经胶质细胞的一般功能一、神经元2.神经纤维

轴浆运输与神经纤维的信息传递以及轴突的生长再生有密切关系。

顺向轴浆运输

*快速轴浆运输：速度约为410mm/d，主要是指含有递质的囊泡等的运输；机制：驱动蛋白与微管结合蛋白结合、解离、再结合

*

慢速轴浆运输：速度约为1

12mm/d，是指细胞内新形成的微管、微丝等结构的向前延伸。

逆向轴浆运输：轴突末梢摄取的神经营养因子和其他化学物质。

NT、某些病毒和毒素、HRP等

轴浆运输3.

神经的营养性作用

概念：与功能性作用区别

现象：切断、损伤后出现神经变性

机制：轴浆运输

意义：脊髓灰质炎(poliomyelitis)

等目前认为，目神经的营养性作用是通过神经末梢经常释放某些营养因子，作用于所支配的组织而完成的。营养因子是借助于轴浆流动由神经元胞体流向末梢的，营养因子的释放与神经冲动无关。4.神经营养性因子

概念：由神经支配组织、神经胶质细胞等产生作用于神经元

本质：蛋白质(protein)

种类：

NGF,BDNF,NT-3,NT-4/5,NT-6CNTF,GDNF,LIF,IGF-I,TGF,etc.

受体(receptor)：TrkA、TrkB、TrkC等二、神经胶质细胞(neuroglia)

1.

种类：

中枢：

星形胶质细胞

少突胶质细胞

小胶质细胞

外周：

施万细胞

卫星细胞毛细血管毛细血管脚板纤维性星形胶质细胞原浆性星形胶质细胞少突胶质细胞小胶质细胞2.

特征

数量：多,10～50倍于神经元

突起：无树突和轴突之分

不形成突触

缝隙连接：丰富

膜受体：有多种神经递质受体

膜电位：随[K+]o而改变,但不产生AP3.

功能

支持作用

修复和再生作用

免疫应答作用

物质代谢和营养作用

绝缘和屏障作用

稳定[K+]o,维持神经元正常电活动

摄取(uptake)和分泌神经递质第二节神经元间的功能联系-突触传递一、经典的突触传递神经元之间的兴奋传递是依靠突触传递完成的。

1.

突触指神经元之间相接触的部位的分类

主要：A-D、A-S、A-A

其他：D-D、D-S、D-A、S-D、S-S、S-A、

串联性突触

交互性突触

混合性突触DendriteSpinesynapseShaftsynapseAxonAxosomaticsynapsesAxodendriticsynapsesAxo-axonicsynapse2.

突触的微细结构

突触前膜

三类突触小泡,其他

突触间隙

宽20~40nm,与细胞外液相通

突触后膜

激活区、受体3.

突触传递的过程

突触前神经元兴奋→突触前膜去极化→

前膜电压门控Ca2+通道开放→Ca2+内流→

轴浆中形成4Ca2+-CaM复合物→CaM

kinase

Ⅱ→

突触蛋白Ⅰ磷酸化并从突触小泡表面解离→突触蛋白Ⅰ对小泡与前膜融合和

释放递质的阻碍作用解除→递质释放→递质在突触间隙扩散并结合于突触后膜受体→后膜某些离子通道通透性↑→

突触后电位4.突触后电位(postsynapticpotential)

兴奋性突触后电位(EPSP)

性质：后膜去极化,局部电位

实例：肌梭传入-脊髓运动神经元突触

机制：某种兴奋性递质→突触后膜受体→Na+、Ca2+通道开放→Na+、Ca2+

内流→局部后膜去极化→总和→AP

抑制性突触后电位(IPSP)

性质：后膜超极化,局部电位

实例：肌梭传入侧支-脊髓运动神经元联系

机制：某种抑制性递质→突触后膜受体→

Cl

通道开放(也可有K+通道开放、Na+、

Ca2+通道关闭)→Cl

内流(也可能有K+外流)→局部后膜超极化抑制性突触后电位(IPSP)5.

AP在突触后神经元的产生

nEPSP+mIPSP(总和)→膜电位去极化

(70mV→52mV)→阈电位→AP

首先产生AP的部位——轴突始段

∵始段较细小,跨膜电流密度较大

始段膜上电压门控Na+通道密度较大

然后传遍整个细胞膜沿轴突→末梢;逆向→胞体6.

突触的调制(modulation)

对递质释放的调节

末梢Ca2+内流

突触前受体(presynapticreceptor)

递质的重摄取(reuptake)和代谢

对后膜受体的调节

上调(upregulation)

下调(downregulation)7.

突触的可塑性(plasticity)

强直后增强(posttetanic

potentiation)

习惯化(habituation)

敏感化(sensitization)

长时程增强(long-termpotentiation,LTP)

长时程抑制(long-termdepression,LTD)二、非定向突触传递

结构基础：曲张体(varicosity)

内含有大量的突触小泡，内含去甲肾上腺素，通过扩散作用到达效应器细胞而发挥作用。

特点：无前膜与后膜之分,支配为1:n

距效应器远(>20nm),费时(>1s)

不一定产生效应

分布：神经-平滑肌和心肌接头中枢单胺类纤维三、电突触传递

结构基础：缝隙连接

结构特点：间隙小、膜不增厚、两侧无囊泡,有原生质相连,有水相孔道

功能特点：允许带电小分子、局部电流通过低电阻、快速、双向传导

分布：广泛,主要在同类神经元之间

意义：有利于神经元的同步化活动四、神经递质和受体

1.

神经递质(neurotransmitter)

概念：神经元合成的某种化学物质末梢释放,作用于受体,产生效应

鉴定：须符合5个基本条件

调质的概念不是在神经元之间起直接传递信息的作用，而是调节信息传递的效率，增强或削弱递质的效应

调质作用的概念

分类(classification)：

以化学性质分：胆碱类、胺类、氨基酸类、肽类、嘌呤类、气体类、脂类等

递质共存(coexistence)：

Dale原则须修正;概念、举例和意义

代谢(metabolism)：

合成、贮存、释放、降解、再摄取

2.

受体(receptor)

概念：分布于细胞膜或细胞内与某些物质特异结合,生产效应

化学本质：带糖链的跨膜蛋白质

激动剂、拮抗剂和配体的概念

亚型:使效应多样化

突触前受体

分类与激活机制

以递质化学性质分类

以受体激活机制分类

化学门控通道

G-蛋白耦联受体

受体的调节

对数量和亲和力的调节上调

下调3.

主要的神经递质和受体系统

乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)及其受体

胆碱能纤维躯体运动神经纤维所有自主神经节前纤维多数副交感节后纤维少数交感节后纤维：骨骼肌血管和汗腺

胆碱能受体

M受体：G-蛋白耦联受体

N受体：化学门控通道外周神经系统胆碱能受体的分布与拮抗剂

胆碱能神经元和胆碱能敏感神经元受体分布拮抗剂M受体自主神经效应器阿托品N1受体自主神经节箭毒、六烃季铵N2受体骨骼肌终板膜箭毒、十烃季铵（1）毒蕈碱受体这类受体广泛存在于大多数副交感节后纤维、少数交感节后纤维所支配的效应器细胞膜上。当乙酰胆碱作用于这些受体时，可产生一系列自主神经节后胆碱能纤维兴奋的效应，称为毒蕈碱样作用（M样作用），包括心脏活动的抑制、支气管平滑肌的收缩、胃肠平滑肌的收缩、膀胱逼尿肌的收缩、虹膜环行肌的收缩、消化腺分泌的增加，以及汗腺分泌的增加和骨骼肌血管的舒张等。（2）烟碱受体这类受体存在于所有自主神经节神经元的突触后膜和神经－肌接头的终板膜上。当乙酰胆碱与这类受体结合后就产生兴奋性突触后电位和终板电位，兴奋自主神经节的神经元，也能引起骨骼肌收缩。这些效应可被从烟草叶上提取的烟碱所模拟，因此这些作用称为烟碱样作用（N样作用），其相应的受体称为烟碱受体（N受体）。

去甲肾上腺素及其受体

(noradrenaline,NAornorepinephrine,NE)

肾上腺素能纤维多数交感节后纤维：除骨骼肌血管、汗腺外

肾上腺素能受体：都是G-蛋白耦联受体

受体：

1、

2受体

受体：

1、

2、

3受体外周神经系统肾上腺素能受体的分布与拮抗剂

肾上腺素能神经元及其敏感神经元

1受体多数交感效应器(兴奋)酚妥拉明、哌唑嗪

2受体突触前受体(调节递质释放)酚妥拉明、育亨宾

1受体心肌(兴奋)普萘洛尔、普拉洛尔

2受体多数交感效应器(抑制)普萘洛尔、丁氧胺

肾上腺素及其受体

(adrenaline,Adrorepinephrine,E)

肾上腺素能神经元仅分布于中枢,主要位于延髓

C1：延髓头端腹外侧

C2：延髓背侧,第Ⅳ脑室底迷走背核处

C3：延髓中缝背侧,舌下神经起始部内侧

肾上腺素能受体：同去甲肾上腺素受体

多巴胺(dopamine,DA)及其受体

多巴胺能神经元主要分布于中枢：黑质-纹状体通路——参与运动调节中脑边缘系统——参与精神活动结节-漏斗通路——参与神经内分泌调节

受体：都是G-蛋白耦联受体

D1、D2、D3、D4、D5（二）中枢神经递质中枢神经系统内递质的种类很多，主要有乙酰胆碱、单胺类、氨基酸类和肽类四大类。1.乙酰胆碱乙酰胆碱在中枢神经系统的分布极为广泛，如在脊髓前角运动神经元，包括其轴突发出到闰绍细胞的侧支，丘脑后部腹侧的特异性感觉投射神经元，脑干网状结构上行激动系统的各个环节、纹状体、边缘系统的梨状区、杏仁核和海马等部位都有乙酰胆碱递质的存在。中枢胆碱能系统几乎参与了神经系统所有的功能，包括感觉与运动、学习与记忆、觉醒与睡眠、内脏活动以及情绪等多方面的调节活动。

5-羟色胺及其受体(5-hydroxytryptamine,5-HT)

5-羟色胺能神经元

主要集中于低位脑干中缝核内

受体亚型：14种,5-HT1-7,

多G-蛋白耦联受体

5-HT1A(部分是突触前受体)、1B、1D、1E、1F、

5-HT2A、2B、2C、5-HT3(离子通道)、5-HT4、

5-HT5A、5B、5-HT6、5-HT72.单胺类单胺类递质包括去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺（dopamine，DA）和5-羟色胺，它们分别组成不同的递质系统。以肾上腺素为递质的肾上腺素能神经元主要分布在延髓，参与血压调节。去甲肾上腺素能神经元主要位于低位脑干，尤其是中脑网状结构、脑桥的蓝斑以及延髓网状结构的腹外侧部分，其纤维投射分为上行、下行和支配低位脑干三部分。去甲肾上腺素有维持脑电和行为觉醒、维持血压、体温、情绪以及某些神经内分泌功能的重要作用。多巴胺能神经元主要存在于脑内的三个部位，分别发出纤维形成投射通路：（1）中脑黑质的DA能神经元，形成黑质－纹状体投射，对纹状体内胆碱能神经元起抑制作用；（2）中脑脚间核头端背侧部的DA能神经元，形成中脑-边缘系统通路；（3）下丘脑弓状核的DA能神经元，形成结节-漏斗部通路。因此DA能系统的生理功能主要与调节躯体运动、精神活动和内分泌功能等有关。5-羟色胺能神经元主要位于低位脑干近中线区的中缝核内，其纤维投射也可分为上行、下行和支配低位脑干三部分，其功能是主要调节痛觉、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌等功能活动。3.氨基酸类谷氨酸（glutamate）、门冬氨酸(aspartate)、

－氨基丁酸(

-aminobutyric，GABA)和甘氨酸(glycine)是作为神经递质在起作用，前两种为兴奋性递质，在中枢神经系统分布广泛，尤以大脑皮层和脊髓背侧部等部位含量较高；后两种为抑制性递质,主要分布于脊髓与脑干中。

组胺(histamine)及其受体

组胺能神经元主要分布于下丘脑后部结节乳头核纤维投射至中枢几乎所有部位

受体：H1、H2、H3受体

均G-蛋白耦联受体,多数H3为突触前受体参与觉醒、性行为、腺垂体分泌、血压、饮水、痛觉等

氨基酸类递质及其受体

兴奋性氨基酸

谷氨酸(glutamate)、门冬氨酸(aspartate)

谷氨酸能神经元：分布广泛,大脑皮层和脊髓背侧相对为多受体：促代谢型受体：11种促离子型受体：KA、AMPA、NMDA

抑制性氨基酸

*

-氨基丁酸(-aminobutyricacid,GABA)

GABA能神经元：分布广泛,大脑皮层和小脑皮层浦氏细胞多受体：促代谢型受体：GABAB受体促离子型受体：GABAA受体(Cl

通道)

*

甘氨酸(glycine)：神经元主要位于脊髓受体：Cl

通道,可为士的宁阻断

肽类递质及其受体

P物质和其他速激肽：哺乳动物有6个成员受体均为G-蛋白耦联受体基因多肽产物受体SP/NKA

P物质NK-1

神经激肽A

神经肽KNK-2

神经肽

神经激肽A(3-10)NKB

神经激肽BNK-3

阿片肽(opioidpeptides)

包括：

-内啡肽

脑啡肽

甲硫氨酸脑啡肽

氨酸脑啡肽

强啡肽

受体：

、

、

受体,都是G-蛋白耦联受体

下丘脑调节肽(HRP)和神经垂体肽

如TRH、CRH、SST、OXT、VP等生长抑素受体：SSTR1~SSTR5

都是G-蛋白耦联受体

脑-肠肽(brain-gutpeptides)

如CCK-4、CCK-8、VIP、胃泌素、神经降压素、甘丙肽、胃泌素释放肽等

CCK受体：CCK-A、CCK-B受体

降钙素基因相关肽包括：CGRP

、CGRP

神经肽Y(neuropeptideY,NPY)

存在于脑内和自主神经系统常与NA共存,能增强NA的缩血管作用

在下丘脑增进食欲,促进摄食行为

嘌呤类递质及其受体

分布：中枢和外周

包括：腺苷(adenosine)、ATP、ADP

腺苷受体：均G-蛋白耦联受体

A1、A2A、A2B、A3受体

ATP受体：P2Y、P2U受体,G-蛋白耦联受体

P2X1-3、P2Z受体,离子通道

ADP受体：P2T受体,可能离子通道

其他可能的递质

一氧化氮(nitricoxide,NO)

分布于外周和中枢与一氧化氮合酶(NOS)伴行直接结合并激活鸟苷酸环化酶(GC)

一氧化碳(carbonmonoxide,CO)

与NO相似,也通过激活GC而起作用

前列腺素(prostaglandin,PG)

脑匀浆神经末梢碎片中分离到神经细胞膜上可能存在PG转运体

神经活性类固醇(neuroactivesteroid)

脑内能产生有活性的神经类固醇脑内有类固醇激素受体

五、反射活动的一般规律

1.反射(reflex)

反射的概念指在中枢神经系统的参与下，机体对刺激产生的规律性应答。神经系统活动的基本方式

反射的分类：非条件反射和条件反射反射分类获得数量形式非条件反射先天有限固定、低级条件反射后天无限可变、高级2.

反射弧(reflexarc)的组成和反射的基本过程

→感受器→传入神经元→中枢→传出神经元

→效应器→

反射活动依赖于结构和功能的完整性

反射中枢的概念,范围可以相差很大

整体情况下,多级水平整合,更具适应性

某些情况下,传出效应由内分泌腺参与3.中枢神经元的联系(connection)方式

单线式联系

辐散式联系可扩大作用空间范围,多见于传入通路

聚合式联系可引起突触后电位整合,多见于传出通路

链锁状联系可扩大空间范围

环状联系可构成正、负反馈,及时终止或产生后放4.单突触反射和多突触反射

单突触反射

反射弧只经过一次突触传递腱反射是人体内惟一的单突触反射

多突触反射

反射弧经过多次突触传递如肌紧张、屈肌反射等5.

局部回路神经元和局部神经元回路

局部回路神经元

特点：数量多、分布广、进化高,