《神经生物学总结》PPT课件.ppt

1、轴突和树突的主要不同点,星形胶质细胞（astrocytes）,在胶质细胞中体积最大、数量最多 常用区分方法： 免疫细胞化学染色（胶原纤维酸性蛋白，GFAP） 星形胶质细胞无尼氏体 相邻星形胶质细胞之间以及相邻终足之间存在有缝隙连接（离子耦联、代谢耦联）,星形胶质细胞的主要功能,支持作用： 修复和保护作用 参与构筑血脑屏障 维持神经元周围K+稳态 影响突触传递 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，可终身具有分裂增殖的能力。 神经胶质细胞分类：周围神经系统包括施万细胞和卫星细胞；中枢神经系统包

2、括星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞、室管膜细胞等。 脑毛细血管内皮细胞之间存在紧密连接，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，而是经细胞输送的。,基本知识点,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：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；改变Vm；离子通道阻断。,电压钳原理(voLtage clamp),只要固定膜电

3、位不变，使膜电容电流为零，则膜总电流等于离子电流。,在鰂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V30 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。

4、,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Ina 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

5、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,双向性 绝缘性 不衰减传播 相对不疲劳性 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： 化学性突触；电突触（缝隙连接）,突触兴奋传递过程（电-化学-电传递）,AP抵达轴突末梢,突触前膜去极化,电压门控性 Ca离子通道开放,Ca离子内流入 突触前膜,突触小泡前移 与前膜融合、破裂,递质释放入间隙,弥散与突触后 膜特异性受体结合,化学门控性 通道开放,突触后膜对某些 离子通透性增加,突触后膜电位变化 （突触后电位） （去极化或

6、超极化）,总和效应,突触后神经元 兴奋或抑制,突触传递的特征,单向传递； 突触延搁； 总和； 兴奋节律的改变； 对内环境变化敏感； 易疲劳。,突触后抑制（postsynaptic 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 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，

7、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）受体与配体结合的可逆性（reversibility） （3）受体

8、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,离子通道耦联的受体,ionic channel-linked receptors 又称为：ionotropic receptors (促离子型受体) 又称为：ligand-gated ion channels（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

9、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

10、。,（3）是配体门控和电压门控的杂合型受体（Mg2阻断作用）。 （4）对Ca2 ， 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。,2 神经递质 （neurotransmitter）定义：,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，使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质。,3 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， 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。 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）。 有特异性

11、受体激动剂或拮抗剂，能拟似或阻断递质 的作用。,5 神经调质 （neuromodulator）,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，这类化学物质称为。它们所发挥的作用称为调制作用。,由神经元产生； 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础活动水平。,多巴胺能神经元在脑内的分布和纤维投射,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 体 第二信使 拮抗剂 通道效应 递质主要分布,外周：胆碱能Nf 所有自主N节前纤

12、维、大多数副交感N节后纤维、少数交感N节后纤维、汗腺。 中枢：胆碱能N元 脊髓前角运动N元、丘脑后部腹侧的特异感觉投射N元、脑干网状结构上行激动系统、纹状体、边缘系统等。,筒箭毒 十烃季铵,Na+ 和其他小离子,阿托品,筒箭毒 六烃季铵,M2 (心),Ca2+,IP3/DG,cAMP,IP3/DG,cAMP,K+,N2 （肌肉型烟碱受体）,N1 （神经元型烟碱受体）,M1,M4 (腺体),M3,N,M,离子通道受体,M5,乙酰胆碱（ACh）,G蛋白耦联受体,神经肽与经典神经递质的比较：,* 分子量的大小不同；200 vs 3000,* 合成部位与方式不同；,* 贮存、释放和失活方式不同。,*

13、神经肽与经典递质共存；,* 神经肽表达具有可塑性。,* 神经肽受体是G蛋白耦联受体（除ANP）。,小分子递质 vs 神经肽,戴尔原则 Dales principle,一个神经原的全部神经末梢均释放同一种神经递质,递质共存（neurotransmitter co-existence）：,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 如：支配唾液腺的副交感：ACh/血管活性肠肽VIP,Dale 原则与递质共存,二、感受器的活动特征,1.感受器的适宜刺激（differential sensitivity ） 2.感受器的换能作用（transduction）

14、3.感受器的编码作用（encoding） 4.感受器的适应现象（adaptation）,1.背柱-内侧丘系传入通路（精细触压觉）,脊髓背侧束（薄束&楔束） 同侧上传 背柱核（薄束核T7以下 &楔束核T6以上） 交叉对侧 内侧丘系 下丘脑（后腹核） 皮层 （初级躯体感觉区，S1）,内侧丘系,背柱核,背柱,2.脊髓丘脑束（痛温觉，粗略触压觉）,交叉对侧,脊髓前外侧系,脊髓丘脑前束 （触压觉）,脊髓丘脑侧束 （痛温觉）,下丘脑特异感觉接替核 非特异投射核,初级躯体感觉区 （第一感觉区） （SI区）：中央后回 1，2，3a,3b,触压觉躯体感觉皮质机制,1.躯体感觉的皮质定位分布,、痛觉信息在中枢的调

15、制,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统，目前研究比较深入的有两个系统。,外周传入在脊髓对疼痛的调制 中枢下行调制系统,（三） 眼的近反射调节,晶状体调节 主要调节方式，晶状体变凸，增加折光能力 瞳孔调节 瞳孔缩小 双眼球会聚,1. 晶状体调节,模糊的图像信息,皮层-中脑束,正中核（中脑）,睫状神经节,睫状神经,睫状肌环行肌收缩，悬韧带放松,晶状体变凸，折光能力增加,动眼神经核,视区皮层,2. 瞳孔的调节,视区皮层皮层-中脑束正中核（中脑）动眼神经核睫状神经节瞳孔括约肌收缩瞳孔缩小,正常瞳孔的直径：1.5-8.0 mm,瞳孔近反射(瞳孔调节反射）： 视近物时，可反

16、射地引起两眼瞳孔缩小,3. 双眼会聚,辐辏反射 当双眼注视一个向眼移近的物体时，两眼的视轴可反射性地向鼻侧中线会聚,视区皮层皮层-中脑束（锥体束） 正中核（中脑） 动眼神经核动眼神经内直肌收缩双眼会聚,感光换能的关键细胞,色素上皮 pigment cell 感光细胞 photoreceptor ， cone and rod 双极细胞 bipolar cell 神经细胞 ganglion cell,（二）视杆细胞和视锥细胞分别与晚光觉和昼光觉有关,两种感光细胞在视网膜的分布不同 两个感光系统的会聚程度不同 两种感光细胞在不同动物中的分布不同 两种感光细胞含有的视色素不同,视杆细胞 视锥细胞 分布

17、 视网膜周边部 视网膜中心部,尤其黄斑 光敏感度 高 低 光分辨力 低 高 辨色 无 有 视色素 视紫红质 红绿蓝三种视色素 功能 暗视觉 明视觉,视杆细胞,视杆细胞,色素上皮,色素上皮,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-30-40mV。 外段持续Na+内流 内段Na泵将Na排出 环磷酸鸟苷（cGMP）Na通道开放外段持续Na+内流细胞膜去极化,光照前，视杆细胞外段膜对Na+通透性较大，有相当数量的Na+通道处于开放状态，有持续的Na+内流造成去极化电位,光照时 超极化电位,光量子,视紫红质（受体）,视蛋白分子的变构,传递蛋白（Gt）,磷酸二酯酶,cGMP大量分

18、解,Na+通道开放减少,膜电位向超极化方向改变,视觉通路,视神经视交叉视束外侧膝状体视辐射大脑皮层 初级视皮层（17区）：大脑半球内侧面枕叶皮层的距状沟 上缘：视网膜上半部投射 下缘：视网膜下半部投射 后部：中央凹黄斑区 前部：视网膜周边区 视束中少量纤维到达上丘和顶盖前区。,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：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。 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，这个限度称为最大可听阈 。,行波学说,耳蜗的底部 耳蜗的顶部,行波传播的距离不等,声波的频率不同,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，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 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,电压门控性钙通道的开放,Ca2+的内流,神经递质的释