神经系统1五年制ppt课件

第十章 神经系统 （nervous system）,1,脑、脊髓 脑、脊髓之外,神经系统,中枢神经系统 + 周围神经系统,2,第一节,神经系统功能活动的基本原理,3,一、神经元（neuron） 和神经胶质细胞（glial cell）,神经细胞：播放：神经元 是神经系统结构和功能的基本单位。 神经胶质细胞： 对神经元起支持、保护和营养作用， 并通过再生修复受损的神经组织。,4,（一）神经元（neuron） 1、神经元一般结构与功能 数量：1011（中枢） 结构：胞体 突起 树突 轴突,播放：神经元,（dendrite）,（axon）,5,轴突 发自神经元胞体的纤细管状结构 每个神经细胞仅有一条 粗细均一 胞体发出轴突的部位：轴丘 轴突的起始部位：始段 （动作电位产生部位） 其形状由细胞骨架维持 末端分支的膨大：突触小体 功能 : 轴浆运输、信息传递,6,树突 短而粗的树枝状突起 其上的指状突起 : 树突棘 存在多种细胞器 功能 :接受传入信息 活动的主要形式 : 局部电压变化,7,2、神经纤维（nerve fiber）, 轴突 感觉神经元的长树突 轴索外面包有髓鞘或神经膜便成为神经纤维 神经纤维分为：有髓鞘、无髓鞘神经纤维 神经纤维末端称为神经末梢,都称为轴索,1）结构,8,神经纤维与神经的关系图,9,2、神经纤维,2）功能 兴奋传导（主要）。 神经纤维上传导的兴奋或动作电位称神经冲动 轴浆运输,10,神经纤维传导兴奋的特征*,生理完整性 绝缘性 双向性 相对不疲劳性,11,轴突,髓鞘,神经,血管,成束的神经纤维,神经纤维的绝缘性,12, 纤维直径：与直径成正比 V(m/s) 6D （总直径，m） D = 轴索 + 髓鞘厚度 轴索与总直径的比值为 0.6,速度最快。 髓鞘厚度 温度：一定范围内升高可加快速度。 有髓纤维 无髓纤维。,神经纤维传导兴奋的速度,13,有髓神经的跳跃性传导,14,哺乳动物周围神经纤维的类型,传导速度,15,1、定义：借助轴浆流动而进行的物质运输。 2、分类： 顺向轴浆运输（anterograde axoplasmic trasport） 胞体 轴突末梢 A、快速运输：细胞器（如线粒体、囊泡等）； 速度较快，可达300-400mm/d； 通过驱动蛋白（kinesin）实现,神经纤维的轴浆运输,16,A：驱动蛋白和动力蛋白分子示意图 B: 驱动蛋白沿微管运输细胞器的示意图,17,a: 驱动蛋白 b:向着远离神经细胞体的方向运输,18,19,B: 慢速轴浆运输： 运输速度慢，为1-12mm/d 。轴浆中的可溶性成分随微管、微丝等结构不断向前移动而发生的延伸。,顺向轴浆运输,神经纤维的轴浆运输,20,自末梢向胞体的运输。 如神经营养因子、狂犬病病毒、破伤风毒素等的运输。 逆向轴浆运输由动力蛋白（dynein）完成,逆向轴浆运输 （Retrograde axoplasmic trasport）,神经纤维的轴浆运输,21,Hitching a Ride on “Retrorail”,辣根过氧化物酶（HRP）,22,3、神经的营养性作用（ trophic action）,神经末梢还经常释放某些营养性因子，持续地调整所支配组织的内在代谢活动，影响其持久性的结构、生化和生理的变化，这一作用称为神经的营养性作用。,23,神经的营养性作用,24,（二）神经胶质细胞 中枢神经系统： 数量（15）1012 星形胶质细胞 少突胶质细胞 小胶质细胞 周围神经系统： 形成轴突髓鞘的施万细胞 脊神经节中的卫星细胞,25,星形胶质细胞，用经典的金属浸镀技术(银染色)显示。,人星形胶质细胞，细胞培养后用GFAP抗体荧光免疫方法 。,GFAP:胶质纤维酸性蛋白,26,27,28,髓鞘,少突胶质细胞,29,神经胶质细胞的功能 1支持和引导神经元迁移 2. 隔离作用 3. 修复和再生作用 4免疫应答作用 5参与脑屏障的形成 6物质代谢和营养性作用 7稳定细胞外的K+浓度 8. 参与某些活性物质的代谢,30,二、突触传递,突触的概念是英国神经生理学家Sherrington于1897年提出， 于1932年获诺贝尔生理学或医学奖。 突触传递：突触处的信息传递，包括神经元与神经元之间，神经元与效应细胞之间（接头）。,突 触,31,32,英国神经生理学家 Charles Scott Sherrington,1897 年 提出使用 突触；脊髓前角 运动神经元称为运动传出的最后公路。 1925 年提出使用运动单位。 1893 年就已发现肌肉、肌腱和关节等 处具有感觉功能，并提出了本体感觉、 去大脑僵直、牵张反射 。 著名著作神经系统的整合作用 1932 年诺贝尔生理学或医学奖,32,电突触（离子电流） 化学突触（神经递质）,定向突触,非定向突触,突触传递分类,根据传递的信息类型分：,突触前后解剖关系,33,电突触,化学突触,34,结构基础：缝隙连接,（一）电突触传递,35,1. 两神经元之间的间隙仅为 2 3 nm 2. 不存在突触小泡，靠水相通道蛋白联系 3. 传递为双向性 4. 电阻低，速度快，无潜伏期 5. 电突触传递的功能是促进不同神经元产生 同步性放电。,电突触传递特点,36,电突触传递,37,电突触-缝隙连接的结构和功能,38,结构： 突触前膜、 突触间隙、 突触后膜组成。,（二）化学性突触传递,39,突触前膜释放 神经递质 仅作用于突触后膜,（二）化学性突触传递,1、定向突触传递,40,突触的类型,41,经典突触的微细结构,突触小体： A. 小体轴浆内有： 线粒体； 含神经递质的大小、形态不同的囊泡vesicle （突触小泡）。 B. 突触前膜：约7.5nm 厚,42,囊泡分类： 小而清亮：含Ach和氨基酸类递质。 小而有致密中心： 含儿茶酚胺类递质 大而有致密中心： 含神经肽类递质,43,经典突触的微细结构,突触间隙（Synaptic cleft）： 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的酶类。,44,突触后膜（Postsynaptic membrane)： 约7.5 nm厚。 有与神经递质结合的特异受体（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）,经典突触的微细结构,45,经典突触的传递过程*,Ca2+,Ca2+,Na+,46,电-化学-电传递,播放： 电信号在神经元之间的传递,47,1.突触前过程： 神经冲动到达突触前神经元轴突末梢突触前膜去极化前膜上电压门控Ca2+ 通道开放膜外Ca2+内流入前膜轴浆内Ca2+瞬时升高触发突触囊泡的出胞末梢递质的量子式释放。 然后，轴浆内的Ca2+通过Ca2+-Na+交换迅速外流，使Ca2+浓度迅速恢复。,了解：由轴浆内Ca2+浓度瞬时升高触发递质释放的机制,48,2. 间隙过程： 神经递质通过间隙并扩散到后膜,49,3.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某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（postsynaptic potential）。,50,在突触传递过程中，突触前末梢去极化是诱发递质释放的关键因素；Ca2+是前膜兴奋和递质释放过程的耦联因子；囊泡膜的再循环利用是突触传递持久进行的必要条件。,51,2、非定向突触传递,特点： 不存在突触前膜及 后膜的结构。 不存在一对一的支配关系。 递质传递距离远近不等，时间长短不一。 递质的影响取决于效应细胞有无相应受体。,52,（1）影响递质释放的因素： 主要是进入神经末梢的Ca2+的量,3.影响化学性突触传递的因素,细胞外Ca2+的升高 或Mg2+的降低,突触前末梢动作电位的频率或幅度增加,突触前膜存在受体，激活后可调节 递质释放量,53,（2）影响已释放递质清除的因素： 递质重摄取 递质酶解代谢,3.影响化学性突触传递的因素,如三环类抗抑郁药 抑制脑内NA在突触前膜的重摄取； 利血平抑制末梢轴浆内突触囊泡膜对NA的重摄取。,新斯的明、有机磷农药 抑制胆碱酯酶,54,（3）影响受体的因素： 递质释放量：可影响受体与递质亲和力、受体数量。 进入细胞外液的药物、毒素或化学物质 如筒箭毒碱、-银环蛇毒。,3.影响化学性突触传递的因素,55,4、突触后电位 （1）兴奋性突触后电位* （Excitatory postsynaptic potential, EPSP） 突触前膜释放： 兴奋性递质 突触后膜： Na+（主）、K+ 通透性增大。,56,记录兴奋性突触后电位（EPSP）,57,脊髓前角运动神经元RP= -70mV，电刺激传入纤维后0.5ms，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发生总和而逐渐增大，当EPSP总和达到阈电位-52mV时，就在轴突始段爆发可扩布性的AP。,记录兴奋性突触后电位（EPSP）,58,突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受体，提高后膜对Na+和K+，尤其是Na+的通透性，导致后膜局部去极化。 Na+通道或Ca2+通道开放，可导致后膜局部去极化。,EPSP产生机制*,59,EPSP Generation （Na+ Influx）,The equil point for NA is about +40 mV,60,4、突触后电位 （2）抑制性突触后电位（Inhibitory postsynaptic potential, IPSP ） 突触前膜释放： 抑制性递质 （甘氨酸、 -氨基丁酸） 突触后膜： Cl- 通透性增大,61,抑制性突触后电位（IPSP）,伸肌,屈肌,62,IPSP Generation (Cl- Influx),The equil point for Cl is about 60 mV,63,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： Cl-通道开放，Cl-内流，后膜发生超极化；对K+的通透性增加、K+外流增加，以及Na+ 或Ca2+通道关闭，膜发生超极化。,IPSP产生机制*,64,EPSP和IPSP的机制,65,EPSP 和 IPSP均属局部电位 等级性：大小与递质释放量有关； 电紧张扩布： 这种作用取决于局部电位与邻 近细胞RP之间的电位差的大小和距离的远近， 电位差越大，距离越近， 影响越大； 可叠加性。,突触后电位的特点,66,突触后神经元的电活动变化,67,5.动作电位在突触后神经元的产生,同时与多个神经末梢形成突触的突触后神经元，其膜电位变化的总趋势取决于同时所产生的EPSP和IPSP的代数和。,68,5.动作电位在突触后神经元的产生,运动神经和中间神经元：轴突始段。 感觉神经元有髓神经： 第一个郎飞氏结。,69,（1）概念：突触的形态和功能可发生较持久改 变的特性或现象。 生理学角度：突触传递效率的改变。 （2）形式： 强直后增强 习惯化和敏感化 长时间增强和长时间抑制,6.突触的可塑性（synaptic plasticity）,70,1、概念：突触前末梢受到一短串高频刺激（ 强直刺激）后，在突触后神经元上产生的 突触后电位增强，其持续时间可数分钟、或 延长 1h 及之上。 2、机制：强直刺激使突触前神经元Ca2+积累， 末梢持续释放神经递质，突触后电位增强。,强直后增强（posttetanic potentiation）,71,72,1、概念：温和刺激反复作用，使突触减小对 刺激的反应能力，一般是短时程。 2、机制： 突触前膜Ca2+通道逐渐失活胞内 Ca2 + 前膜递质释放。,习惯化（habituation）,73,Experiments on invertebrates have revealed the cellular basis of some types of learning,海兔缩腮反射 习惯化：连续弱刺激喷水管皮肤缩腮反应逐渐减弱。,74,75,Habituation und Dishabituation bei Aplysia,Interstimulus 5 min,海兔 缩腮反射,76,1、概念：一次或多次外加的伤害性刺激，可使 突触对原有刺激的反应性增强，传递效能。 一般是短时程。 2、机制： 突触前膜Ca2+通道开放时间延长胞内Ca2 + 前膜递质释放 。,敏感化（sensitization）,77,海兔缩腮反射 敏感化：强刺激尾部后，再用弱刺激喷水管皮肤 缩腮反应明显增强。,78,Habituation und Dishabituation bei Aplysia,Interstimulus 5 min,海兔 缩腮反射,79,1、概念：给突触前纤维一个短暂的高频刺激后， 再给单刺激引起的突触后神经元EPSP明显增大。 EPSP表现： 潜伏期短、强度增加几倍且能持续数小时至 几天的现象。 主要存在海马区域 ：学习与记忆的神经基础,长时程增强（ long-term potentiation，LTP ）,80,LTP的发现： 1973年Bliss及其合作者，电刺激麻醉兔的内嗅皮层，使海马表层的穿通纤维兴奋，可在齿状回记录到场电位。先用高频电刺激几秒钟后，再用单个电刺激，记录到的部分场电位幅度大大超过原先记录的对照值，并可持续几小时，几天。这一现象称为长时程增强效应（LTP）。,81,长时程增强（ long-term potentiation，LTP ）,82,高频刺激,齿回,海马Schaffer侧支LTP产生,83,海马Schaffer侧支LTP产生机制示意图,NMPA,AMPA,AMPA,NMPA,84,海马Schaffer侧支LTP 产生机制： 突触后神经元Ca 2+ 持续数天。,85,给突触前纤维低频刺激，突触传递效率和强度（EPSP）长时程降低。 持续时间更长的LTP和LTD涉及到蛋白合成、突触和树突棘的结构改变。,长时程压抑（ long-term depression，LTD）,86,三、神经递质和受体,87,（一）神经递质（ neurotransmitter） 指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细胞的受体，并使突触后神经元或效应细胞产生一定效应的信息传递物质。,88,（一）神经递质,德国科学家奥托洛伊维 ,89,90,Otto Loewi,Nobel Prize in 1936 Forced to leave Germany in 1938 Became US citizen in 1941 Worked at Woods Hole Institute,b. 1873 (in Frankfurt-on-the-Main, Germany) d. 1961,90,91,德国科学家 Otto Loewei梦中获得一个巧妙的实验设计，首次证明：迷走神经末梢释放的化学物质可抑制心脏的活动；而交感神经末梢释放的化学物质可加速心脏的活动,91,离体双蛙心灌流实验,92,93,哺乳动物神经递质的分类,分类,主要成员,胆碱类： 乙酰胆碱,单胺类： 去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、组胺,氨基酸类： 谷氨酸、门冬氨酸、-氨基丁酸、甘氨酸,肽类 ： P物质和其他速激肽、阿片肽、下丘脑调节肽、ADH、 缩宫素、脑-肠肽、ANP、降钙素基因相关肽、神经 肽Y等,嘌呤类：腺苷、ATP,气体类： NO、CO,脂类：花生四烯酸及衍生物（前列腺素等）、神经活性类固醇,94,经典的神经递质应符合的条件： 突触前神经元有合成递质的前体和酶系统， 能合成该递质。 递质储存突触囊泡，当兴奋冲动抵达末梢时释放 与突触后膜上受体结合，产生特定生理效应 存在使其失活的机制：重摄取或酶解。 有特异的受体激动剂、拮抗剂。,1、递质的鉴定,95,神经元合成和释放的对递质信息传递起调节作用的物质称为神经调质（neuromodulator） 调质所发挥的作用称调制作用（modulation） 例：交感神经末梢释放NE、阿片肽。 阿片肽的调制作用： 作用于- receptor，促进末梢释放NE，加强血管收缩 作用于- receptor，抑制末梢释放NE，抑制血管收缩,2、调质的概念,96,两种或两种以上的递质（包括调质）共存于同一神经元内，这种现象称为递质共存。,3、递质共存（neurotransmitter co-existence）,唾液腺,交感神经,副交感神经,去甲肾上腺素,神经肽,少量粘稠唾液,乙酰胆碱,血管活性肽,大量稀薄唾液,97,1）合成：多在胞浆内进行，需要有关酶 的催化。 2）储存：突触囊泡内。 3）释放：当AP传来，突触前膜去极化，Ca2+由膜外进入，使突触囊泡与突触前膜融合形成融合孔，融合孔孔径扩大，其内递质外排。 进入的Ca2+量与递质的释放量有直接关系,4、递质代谢（metabolism of transmitter）,98,4）结合：与突触后膜受体结合，发挥效应。 5）递质失活与清除： 被酶降解；突触前膜重摄取；弥散入血。 几种神经递质的失活机制,4、递质代谢（metabolism of transmitter）,乙酰胆碱： 酶降解 去甲肾上腺素： 重摄取（主要），酶降解、弥散入血 多巴胺，5-羟色胺：重摄取，酶降解 肽类：酶降解（主要）,99,酪氨酸,多巴,多巴胺,儿茶酚胺氧位甲基移位酶,单胺氧化酶,100,101,定义：是指位于细胞膜上或细胞内能与某些化学物质特异结合并诱发特定生物学效应的特殊生物分子。 与递质结合的受体一般为膜受体，且主要分布于突触后膜上。,（二）受体（ receptor ）,102,受体激动剂：能与受体特异结合，产生特定效应的化学物质。 受体阻断剂：能与受体特异结合，不产生生物效应的化学物质。 配体：激动剂和拮抗剂都称之。,（二）受体（ receptor ）,103,受体的亚型： 胆碱受体：M受体、N受体（N1、N2） 肾上腺素能受体：受体（1、2） 受体（1、2 、3）,（二）受体（ receptor ）,104,突触前受体： 位于突触前膜的受体称为突触前受体。激动后，可抑制或易化突触前末梢递质的释放。,（二）受体（ receptor ）,105,自身受体： 突触前膜受体 被 递质 作用后，或促进 或抑制本递质的释放。 异体受体： 突触前膜受体 被递质 作用后，调节其它递质的释放。,突触前受体,106,（二）受体（ receptor ） 受体的作用机制： 主要是G蛋白耦联受体、离子通道型受体两大家族。 受体的浓集： 与突触前膜活化区相对应的突触后膜上有成簇的受体浓集，该部位存在受体的特异结合蛋白。,107,（二）受体（ receptor ） 受体的调节： 膜受体的数量、与递质结合的亲和力是可变。递质分泌不足，受体的数量增加、亲和力逐渐升高称受体的上调。反之，称受体的下调 膜受体数量的增加与膜内受体蛋白转位、膜上受体蛋白的内化有关。 膜受体亲和力改变与受体蛋白的磷酸化、去磷酸化有关。,108,1、乙酰胆碱及受体 胆碱能神经元 中枢：脊髓前角运动神经元、丘脑的特异性感觉 投射神经元、脑干网状结构上行激动系统、纹状体等 胆碱能纤维 外周：所有自主神经节前纤维、大多数副交感节后纤维、少数交感节后纤维、支配骨骼肌的运动纤维,（三）人体内主要的神经递质和受体系统,109,外周胆碱能神经纤维,110,Cholinergic neurons die first in Alzheimer 1) Basal forebrain complex: -Arousal -Sleep-wake cycle 2) Ponto complex: regulate sensory relay nuclei,新皮质,丘脑,脑桥中脑被盖部,内侧隔阂,基底核,海马,111,乙酰胆碱的合成及分解,胆碱乙酰酶,乙酰辅酶A,胆碱,乙酰胆碱,胆碱酯酶,乙酸,胆碱,乙酰胆碱,112,113,乙酰胆碱受体,能与ACh特异结合的受体称为胆碱能受体。 1、能与天然植物中的毒蕈碱结合，称为毒蕈碱受体（muscarinic receptor），简称M受体；有M1M5五种亚型，为G蛋白耦联受体。,MUSCARINE,114,ACh与M受体结合产生的效应称为毒蕈碱样作用（M样作用）。 如心脏活动的抑制、支气管平滑肌收缩、胃肠平滑肌收缩、消化腺分泌增加、汗腺分泌增加、骨骼肌血管舒张等。 M受体的阻断剂是阿托品Atropine。,毒蕈碱受体,115,2、能与天然植物中的烟碱结合，称为烟碱受体（nicotinic receptor），简称N受体。有N1和N2两种离子通道型受体亚型。,NICOTINE,烟碱受体,116,N受体分类： N1型烟碱受体：分布于中枢神经系统和自主神经节突触后膜，又称为神经元型烟碱受体； N2型烟碱受体：分布于骨骼肌终板膜，又称为肌肉型烟碱受体。,烟碱受体,117,ACh与N受体结合所产生的效应称为烟碱样作用（N样作用）。如：兴奋自主神经节节后神经元、引起骨骼肌收缩等。 烟碱受体的阻断剂是筒箭毒碱。 N1型烟碱受体的阻断剂是六烃季铵； N2型烟碱受体的阻断剂是十烃季铵。,烟碱受体,118,119,2、单胺类递质及其受体,单胺类递质包括： 去甲肾上腺素 （norepinephrine, NE 或 noradrenaline, NA） 肾上腺素 （epinephrine, E 或 adrenaline，AD） 多巴胺（dopamin，DA） 5-羟色胺、组胺,儿茶酚胺,120,儿茶酚胺合成,酪氨酸 L-多巴胺 多巴胺（DA） 去甲肾上腺素（NE） 肾上腺素（E）,脱羧酶,羟化酶,苯乙胺-N-甲基转移酶,121,122,在中枢，以NE为递质的神经元称为去甲肾上腺素能神经元，以E为递质的神经元称为肾上腺素能神经元。 在外周，多数交感节后纤维（除支配汗腺和骨骼肌血管的交感胆碱能纤维外）释放的递质是NE。以NE为递质的神经纤维称为肾上腺素能纤维。,（1）去甲肾上腺素、肾上腺素及其受体,123,COMT甲基化,单胺氧化酶,去甲肾上腺素递质的代谢,124,中枢去甲肾上腺素能通路,125,颞叶,下丘脑,蓝斑,小脑,126,能与NE或E结合的受体称为肾上腺素能受体。 受体分型： 型肾上腺素能受体（简称受体），又有1、2受体亚型 型肾上腺素能受体（简称受体）两种。又有1、2和3受体三种亚型。 所有的肾上腺素能受体都属于G蛋白耦联受体。,去甲肾上腺素、肾上腺素受体,127,肾上腺素受体激活信号转导通路,128,NE与受体（主要是1受体）结合所产生的平滑肌效应主要是兴奋性的（血管、妊娠子宫黄体酮的作用以受体为主 、虹膜辐射状肌等的收缩），也有抑制性的（如小肠舒张，为2受体） NE与受体（主要是2受体）结合所产生的平滑肌效应是抑制性的，包括血管、子宫、小肠、支气管等的舒张，但与心肌1受体结合产生的效应却是兴奋性的。 3受体主要分布于脂肪组织，与脂肪分解有关。,肾上腺素能受体效应,129,130,肾上腺素能受体分类及阻断剂,1受体：哌唑嗪,Prazosin,2受体：育亨宾,Phentolamine,对1受体作用强。,受体,Yohimbine,酚妥拉明,131,普萘洛尔（propranolol）：阻断受体，但对1和2受体无选择性。 阿替洛尔（atenolol）和美托洛尔（metoprolol）主要阻断1受体， 丁氧胺（butoxamine）主要阻断2受体。 临床上治疗心绞痛伴有肺通气不畅的患者，应选用1受体拮抗剂，而不能选用非选择性拮抗剂 。,肾上腺素能受体分类及阻断剂,132,3受体激动剂：刺激白色脂肪组织的脂解作用、棕色脂肪组织的产热作用，抗肥胖作用。,肾上腺素能受体分类及阻断剂,西布曲明（sibutramine，商品名曲美）是一种新型减肥药，它是5-HT和去甲肾上腺素再摄取抑制剂，可增加饱腹感，减少摄食，还可激活褐色脂肪的3受体，增加产热。因副作用诱发中风、心脏病机率过大，于2010年10月30日召回，停止销售。,133,DA系统：黑质-纹状体系统、中脑边缘系统和结节-漏斗三个部分。 脑内的DA主要由中脑黑质产生，沿黑质-纹状体投射系统分布，储存于纹状体，其中以尾核的含量最高。 D1D5五种受体亚型，G蛋白耦联受体。 中枢多巴胺系统主要参与对躯体运动、精神情绪活动、垂体内分泌功能以及心血管活动等的调节。,（2）多巴胺（dopamine, DA）及受体,134,VTA and SN in the midbrain SN-Striatum （PD） Reward Drug addiction,中脑边缘多巴胺系统( Mesocorticolimbic dopamine system）,腹侧被盖部（VTA）,额叶,奖赏通路（腹侧被盖部前额叶皮质、伏隔核等）,135,5-羟色胺（serotonin或5-hydroxytryptamine, 5-HT）系统主要存在于中枢。 5-HT能神经元胞体主要集中于低位脑干的中缝核内。 5-羟色胺受体多而复杂，已知有5-HT15-HT7七种受体。 5-HT3受体是离子通道型受体，其余大多数是G蛋白耦联受体。 5-HT在中枢神经系统的功能主要是调节痛觉与镇痛、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌、心血管调节和躯体运动等功能活动。,（3）5-羟色胺及受体,136,色氨酸,5 -羟色氨酸,脱羧酶,137,鼠脑中的5-HT能神经元通路,138,Raphe (seam, ridge) nuclei in the medulla Attention Arousal Sleep-wake cycle Pain Mood/emotion (Depression),新皮质,基底神经节,丘脑,下丘脑,颞叶,中缝核,小脑,脊髓,139,组胺能神经元胞体集中在下丘脑后部的结节乳头核内，纤维几乎到达中枢所有部位。 组胺还存在于肥大细胞、肠嗜铬细胞。,（4）组胺及受体,中枢组胺系统可能与觉醒、性行为、腺垂体激素分泌、血压、饮水、痛觉调节有关。,140,组胺系统有H1、H2和H3三种受体，广泛存在于中枢和周围神经系统。 H3受体为突触前受体，通过G蛋白介导抑制组胺或其他递质的释放。 与H1受体结合后激活磷脂酶C。 与H2受体结合后提高cAMP浓度。,（4）组胺及受体,141,（ 1）兴奋性氨基酸： 主要包括 谷氨酸（glutamic acid，Glu） 门冬氨酸。 谷氨酸受体 促离子型受体 促代谢型受体,3、氨基酸类递质及其受体,142,谷氨酸促离子型受体,K+、Na+,Na+， Na+Ca2+,K+Na+Ca2+,海马密度高,143,Glu受体分子结构,144,糖基化位点,氧化还原位点,甘氨酸,聚胺,细胞浆,NMDA受体,145,146,147,148,（2）抑制性氨基酸： 主要包括 -氨基丁酸和甘氨酸。 -氨基丁酸（-aminobutyric acid, GABA）是脑内主要的抑制性递质 甘氨酸（glycine, Gly）主要分布于脊髓和脑干。,3、氨基酸类递质及其受体,149,谷氨酸脱羧酶,谷氨酸盐,150,151,-氨基丁酸（ GABA）受体,GABA受体可分出GABAA、GABAB和GABAC 三种受体亚型。 GABAA和GABAC属于促离子型受体，耦联氯通道，激活时增加Cl内流。,152,乙醇,苯二氮,巴比妥酸盐,神经甾体,153,-氨基丁酸（ GABA）受体,GABAB受体属于促代谢型受体，分布在突触前、突触后。突触前GABAB受体激活后，可通过相耦联的G蛋白增加 K+外流，减少Ca2+内流而使递质释放减少；突触后GABAB受体激活后，则可通过G蛋白抑制腺苷酸环化酶，激活钾通道，增加K+外流。 在突触后均产生IPSP。,154,甘氨酸受体为促离子型受体，通道开放时允许Cl和其他单价阴离子进入膜内，引起突触后膜超极化，即产生IPSP。 甘氨酸受体可被生物碱 士的宁 阻断。 甘氨酸可结合NMDA受体，产生兴奋，为谷氨酸受体NMDA激活所需。 没有受体激动剂。,甘氨基受体,破伤风致病菌分泌，肌肉持续收缩，痉挛死亡,155,定义：神经肽是指分布于神经系统起递质或 调质作用的肽类物质。 分类： （1）速激肽：P物质、神经激肽A等 （2）阿片肽 ：-内啡肽、脑啡肽、强啡肽,4、神经肽及其受体,156,有、和受体。 均为G蛋白耦联受体，均可cAMP。 受体激活K+电导，引起中枢神经元超极化。 和受体激活 钙通道关闭。,阿片受体,157,（3）下丘脑调节肽和神经垂体肽 下丘脑调节腺垂体功能的肽类激素称 为下丘脑调节肽。 （4）脑-肠肽 脑-肠肽是指在胃肠道和脑内双重分布的肽类物质 。 （5）其他神经肽：缓激肽、ANP、Ang等,神经肽及其受体,158,5、气体分子类递质及其受体,（1）一氧化氮（nitric oxide, NO）： NO不储存于突触囊泡内，不以出胞的形式释放，也不与靶细胞膜上的特异性受体结合。 NO以扩散方式以激活鸟苷酸环化酶而发挥生物学效应。 （2）一氧化碳：作用方式同NO 。,159,精氨酸,鸟苷酸环化酶,160,In the vertebrate brain, a form of learning called long-term potentiation (LTP) involves an increase in the strength of synaptic transmission,161,主要是腺苷和ATP,6、嘌呤类递质及其受体,7、其他可能的递质,前列腺素 、神经活性类固醇,162,四、反射活动的基本规律,（一）反射的分类： 俄国著名生理学家、首届生理学诺贝尔奖获得者巴甫洛夫，将人和高等动物的反射分为： 非条件反射、条件反射,Pavlov （1849-1936）,163,非条件反射 （unconditioned reflex）,生来就有、数量有限、比较固定及形式低级的反射。包括防御反射、食物反射、性反射等。,164,非条件反射,特点： .生来就有，数量有限； .反射弧固定； .无需大脑皮层参与，皮层下中枢即可完成 意义： 使人和动物能够初步适应环境，对个体 生存和种系生存有重要意义。,165,条件反射 （conditioned reflex）,俄国生理学家、心理学家、医师、高级神经活动学说的创始人，高级神经活动生理学的奠基人。条件反射理论的建构者，也是传统心理学领域之外对心理学发展影响最大的人物之一，1904年获诺贝尔生理学或医学奖。,Pavlov （1849-1936）,166,概念：通过后天学习和训练而形成的反射。 是反射活动的高级形式。 特点: . 在非条件反射基础上经训练建立起来 的反射活动，数量无限。 . 反射弧易变，可以建立，也能消退。 . 形成条件反射必须有大脑皮层参与。,条件反射 （conditioned reflex）,167,意义：使人和动物扩大了机体的适应范围，有更大预见性、灵活性，更精确和完善地适应复杂变化的环境。,条件反射 （conditioned reflex）,168,巴甫洛夫主要贡献,1、消化腺的生理机制 2、经典条件反射 3、心脏的神经功能,因为对消化系统的研究 于1904年获诺贝尔生理学或医学奖,169,巴甫洛夫名言,争论是思想的最好触媒 要学会做科学的苦工。其次，要谦虚。第三要有热情。记住，科学需要人的全部生命。 无论什么时候也不要以为自己已经知道了一切，不管人家对你评价多么高，你总有勇气对自己说：“我是个毫无所知的人。” 绝不要陷于骄傲。因为骄傲，你会拒绝别人的忠告和友谊的帮助；因为骄傲，你会在应该同意的场合固执；因为骄傲，你会丧失客观方面的准绳。,170,单突触反射和多突触反射 单突触反射（monosynaptic reflex） 中枢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（polysynaptic reflex） 中枢经过多次突触传递， 如肌紧张、 屈肌反射等。,（二）反射的中枢整合,171,膝跳反射 指在膝半屈和小腿自由下垂时，轻快地叩击膝腱，引起股四头肌收缩，使小腿作急速前踢的反应。此反射属于腱反射，是单突触反射，传入神经纤维直接与传出神经元的胞体联系。冲动由位于股神经内的传出纤维传递至效应器股四头肌的运动终板，从而引起被牵拉的肌肉收缩，使小腿前伸。,172,膝跳反射,173,屈肌反射：皮肤受到伤害性刺激时，受刺激一侧的肢体出现屈曲反应，关节的屈 肌收缩而伸肌弛缓。 属于多突触反射。,174,在整体情况下，感觉冲动进入脊髓或脑干后，除了在同一水平与传出神经发生联系并发出传出冲动外，还有上行冲动传导到高级中枢，经过高级中枢的整合，再发出下行冲动来调整反射的传出冲动。,反射的中枢整合,175,（二）中枢神经元的联系方式,单线式联系,辐散式联系,聚合式联系,链锁式联系,环式联系,176,后发放或后放电（after discharge）,环式联系,在环式联系中，即使最初的刺激已经停止，传出通路上冲动发放仍能继续一段时间，这种现象称为后发放或后放电。,177,（五）中枢兴奋传播的特征*,1、单向传播： 在反射活动中，兴奋经化学性突触传递，只能从突触前末梢传向突触后神经元。 2、中枢延搁： 兴奋经中枢传播时往往较慢。 3、兴奋的总和：在反射活动中，需要若干神经纤维的传入冲动同时或几乎同时到达同一中枢，才可能产生传出效应。 存在易化（facilitation）现象。,178,空间总和 （spatial summation）,179,时间总和（temporal summation）,180,（四）中枢兴奋传播的特征*,4、兴奋节律的改变： 反射弧的传入神经和传出神经在兴奋传递过程中的放电频率，往往不同。 5、后发放与反馈： 后发放见环式联系。反馈有正负反馈两种方式。 6、对内环境变化敏感和易疲劳。,181,神经纤维传导和突触传递特征的比较,182,（五）中枢抑制和中枢易化,中枢抑制 突触后抑制* 突触前抑制* 中枢易化 突触后易化 突触前易化,183,突触后抑制* （postsynaptic inhibition）,由抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后神经元产生IPSP而引起。 有两种形式 传入侧支性抑制 回返性抑制,184,传入侧支性抑制* ( afferent collateral inhibition ）,由抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后神经元产生IPSP而引起。 意义：使不同中枢之间的活动协调起来,屈肌 运动神经元,伸肌 运动神经元,185,传入侧支性抑制 ( afferent collateral inhibition ）,186,回返性抑制* ( recurrent inhibition ）,中枢神经元兴奋时，传出冲动沿轴突外传，同时又经轴突侧支兴奋一个抑制性中间神经元，后者释放抑制性递质，反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元。,187,188,回返性抑制* ( recurrent inhibition ）,意义：使发出兴奋的神经元的活动及时终止；使同一中枢内许多神经元之间的活动步调一致,189,突触前抑制* （presynaptic inhibition）,通过某种生理机制改变突触前膜活动，使其兴奋性递质释放减少，造成突触后神经元产生抑制效应。 结构基础：轴突轴突型突触的存在。,190,突触前抑制* （presynaptic inhibition）,191, B末梢兴奋释放GABA激活A末梢上GABAA受体A末梢Cl-电导（通透性）Cl-外流A末梢去极化传到A末梢AP幅值Ca2+内流入A末梢量递质释放突触后EPSP变小神经元C抑制。,突触前抑制产生机制,感觉神经元，交感神经节细胞，内皮细胞，平滑肌、心肌细胞等,192,在某些轴突末梢（如图中A）存在GABAB受体。B末梢释放GABA与GABAB受体结合G蛋白介导A末梢膜上K+通道开放K+外流，膜去极化 Ca2+内流入A末梢数量减少,突触前抑制产生机制,脊髓后角初级感觉传入神经元和交感神经末梢(相当于图中A末梢),193,突触前抑制产生机制,在兴奋性末梢（也如图中的末梢A），通过激活某些促代谢型受体，直接抑制递质释放，而与Ca2+内流无关。,194,特点：是一种去极化抑制；多发生于感觉传入路中；需经两个以上中间神经元多突触传递；产生的潜伏期长（20ms） 、作用持续时间长。 意义：控制从外周传入中枢的感觉信息，对感觉传入的调节具有重要作用。,突触前抑制的特点和意义,195,196,在与突触前抑制相同的结构基础上（轴-轴突触），由于A纤维动作电位时程延长，Ca2+通道开放时间增加，递质释放增加，神经元C的EPSP变大而产生的。,突触前易化 （presynaptic facilitation）,197,198,199,海兔缩鳃反射敏感化的产生,200,