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1、第二章 神经系统细胞的结构和功能,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,Dendritic spines,第一节 神经元的结构,一、胞体 二、突起 三、分类,The axon and axon collaterals,The phospholipid bilayer,Classification of neurons based on the number of neurites,Classification of neurons based on dendritic tree structure,根据神经元释放递质的不同分类： 胆碱能神经元
2、 肾上腺素能神经元 多巴胺能神经元 5羟色胺能神经元,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,星形胶质细胞 astrocyte,少突胶质细胞 An oligodendroglial cell,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,An early depiction of a
3、nerve cell,一、 静息电位,静息电位（resting potential）：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 3040mv 大脑皮层的锥体细胞RP 6080mv 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20m的神经元中获得，如鱿鱼的轴突,二、静息膜电位的离子学说,静息膜电位产生的基本因素： 细胞内外离子分布的不平衡， 膜上离子通道关闭和开放对离子产生不同的通透性， 生电性钠泵的作用，即钠钾泵。,The sodium-potassium pump,Structure o
4、f the voltage-gated sodium channel,The movement of ions influenced by an elecetrical field,Electrical current flow across,Electrical current flow across a membrane,The dependence of membrane potential on external potassium concentration,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
5、信息沿轴突的传递，该过程叫做动作电位。,An action potential,BRAIN FOOD,BRAIN FOOD,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,Synaptic arrangements in the CNS,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40200nm。 突触间隙：宽度因突触类型不同而异，约20nm。 突触后
6、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）。,The axon terminal and the synapse,The parts of a chemical synapse,Chemical synapses,as seen with the electron microscope,Various sizes of CNS synapses,突触的种类,轴-树突触 轴-体突触 轴-轴突触,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。,突触后电位,1、兴奋性突触后电位
7、（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,The generation of an EPSP,The generation of an IPSP,神经整合：时间,神经整合：空间,神经整合,突触后电位的终结,重摄取 酶失活,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,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,1、 受体的分子机制,组成： 接收部分（receptor），与配体
8、结合； 效应成分（effector），换能作用。 特性： 饱和性 特异性或专一性 可逆性,“receptors eye” view of neurotransmitter release,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,Similarities in the structure of subunits for different transmitter-gatedion channels,2、 神经信号传导中的G蛋白,G蛋白的作用： 介导其
9、他细胞内外信使的作用； 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； 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。,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
10、，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。,The components of a second messenger cascade,Signal amplification by G-protein-coupled second messenger cascades,adenylyl cyclase：腺苷酸环化酶 cAMP：环腺苷酸 Kinase:激酶,3、 钙作为第二信使系统,细胞内游离Ca2+浓度 0.10.2 mol/L 细胞外Ca2+浓度1.8 mmol/L 通过调节细胞内游离Ca2+浓度 来实现第二信使的功能： Ca2+内流触发神经递质释放； 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； 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。,胞质Ca2+的调控,Ca2+的来源： 细胞外Ca2+内流； 细胞内内质网的钙库。 调控途径： 细胞膜上的钙通道：突触前膜 Na+ /Ca2+交换器（钠泵）：3 Na+流入，1Ca2+流出 Ca2+依赖ATP酶（钙泵）：将ATP水解的能量把胞内Ca2+逆浓度泵出细胞外。,美国耶鲁大学医学院霍华德-赖斯穆森教授说：“钙能够把得于细胞表面的信号传递给细胞内各过程，从而在动物的细胞里起着一种几乎是全能的离子信使的作用。钙离子作为细胞内的调节剂而充当第二信使的作用”。,
