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1、人体解剖生理学人体解剖生理学第三章 神经元与神经冲动Email：Tel：qq：464847943自制人体解剖生理学神经元与神经冲动学习目标学习目标了解神经组织，掌握神经元的结构及种类了解神经组织，掌握神经元的结构及种类掌握神经冲动的发生过程掌握神经冲动的发生过程自制人体解剖生理学神经元与神经冲动神经细胞神经细胞神经细胞神经细胞( (神经元神经元神经元神经元) )神经胶质细胞神经胶质细胞神经胶质细胞神经胶质细胞支持、保护、支持、保护、支持、保护、支持、保护、分隔、营养分隔、营养分隔、营养分隔、营养接受刺激、整合信接受刺激、整合信接受刺激、整合信接受刺激、整合信息和传导冲动息和传导冲动息和传导冲动
2、息和传导冲动神神神神经经经经组组组组织织织织一、神经组织（一、神经组织（nervous tissue）自制人体解剖生理学神经元与神经冲动（一）神经元的结构神神神神经经经经元元元元胞体胞体胞体胞体树突树突轴突轴突突起突起自制人体解剖生理学神经元与神经冲动神神神神经经经经元元元元胞体胞体胞体胞体树突树突轴突轴突突起突起自制人体解剖生理学神经元与神经冲动1.胞体 1)核：大而圆，着色浅，核：大而圆，着色浅，核仁明显；核仁明显； 2)细胞质：含各种细胞器。细胞质：含各种细胞器。另有两种特殊结构。另有两种特殊结构。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动尼氏体尼氏体尼氏体尼氏体(Nissl body)：嗜碱性
3、，：嗜碱性，由发达的粗面内质网和核糖由发达的粗面内质网和核糖体构成。体构成。 具有活跃的蛋白质合成功能，具有活跃的蛋白质合成功能，主要合成更新细胞器所需的主要合成更新细胞器所需的结构蛋白、神经递质合成所结构蛋白、神经递质合成所需的酶类及肽类神经调质。需的酶类及肽类神经调质。 自制人体解剖生理学神经元与神经冲动神经原纤维神经原纤维 神经原纤维神经原纤维神经原纤维神经原纤维(neurofibrilis)(neurofibrilis)： 神经丝集合成束神经丝集合成束神经丝集合成束神经丝集合成束与微管交织排列与微管交织排列与微管交织排列与微管交织排列成网，嗜银。成网，嗜银。成网，嗜银。成网，嗜银。是神
4、经元的细是神经元的细是神经元的细是神经元的细胞骨架；也参与胞骨架；也参与胞骨架；也参与胞骨架；也参与物质运输。物质运输。物质运输。物质运输。 自制人体解剖生理学神经元与神经冲动尼氏体与神经原纤维尼氏体与神经原纤维自制人体解剖生理学神经元与神经冲动2.树突：多个，多呈树状分支，分支上有许多树突棘。多个，多呈树状分支，分支上有许多树突棘。功能：主要是接受刺激。功能：主要是接受刺激。 自制人体解剖生理学神经元与神经冲动树突与树突棘树突与树突棘树突棘树突棘自制人体解剖生理学神经元与神经冲动树突棘及其突触树突棘及其突触自制人体解剖生理学神经元与神经冲动3.轴突： 仅一条，细索状，末端常有分支。仅一条，细
5、索状，末端常有分支。 起始部称轴丘。起始部称轴丘。 轴丘内无尼氏体和高尔基复合体，但轴丘内无尼氏体和高尔基复合体，但含有神经原纤维。含有神经原纤维。 功能：传出神经冲动。功能：传出神经冲动。 自制人体解剖生理学神经元与神经冲动轴轴 突突自制人体解剖生理学神经元与神经冲动（二）神经元的分类 多极神经元多极神经元 双极神经元双极神经元 假单极神经元假单极神经元1.1.根据突起数量：根据突起数量：自制人体解剖生理学神经元与神经冲动 感觉神经元（传入神经元）感觉神经元（传入神经元）感觉神经元（传入神经元）感觉神经元（传入神经元）中间神经元（联络神经元）中间神经元（联络神经元）中间神经元（联络神经元）中
6、间神经元（联络神经元）运动神经元（传出神经元）运动神经元（传出神经元）运动神经元（传出神经元）运动神经元（传出神经元）感觉、运动和中间神经元感觉、运动和中间神经元2. 2.根据功能：根据功能：根据功能：根据功能：自制人体解剖生理学神经元与神经冲动突触（synapse）神经元与神经元之间，或神经元与效应细胞之间传递神经元与神经元之间，或神经元与效应细胞之间传递信息的特化连接结构。信息的特化连接结构。化学突触：以神经递质作化学突触：以神经递质作为传递信息的媒介。为传递信息的媒介。电突触：以电流作为信息电突触：以电流作为信息载体，缝隙连接。载体，缝隙连接。 突突 触触分类：分类：自制人体解剖生理学神
7、经元与神经冲动( (三三) )神经胶质细胞神经胶质细胞(glial cell) 数量为神经元的数量为神经元的1050倍倍自制人体解剖生理学神经元与神经冲动 (1)施万细胞施万细胞(Schwanns cell)，又称神经膜细胞，形成，又称神经膜细胞，形成轴突髓鞘。轴突髓鞘。 1. 1. 周围神经系统：周围神经系统：两种：施万细胞与神经膜细胞。两种：施万细胞与神经膜细胞。两种：施万细胞与神经膜细胞。两种：施万细胞与神经膜细胞。施万细胞在轴索周围形成髓鞘施万细胞在轴索周围形成髓鞘自制人体解剖生理学神经元与神经冲动神经节内的卫星细胞神经节内的卫星细胞(2)卫星细胞卫星细胞(Satellite cell
8、)，又称被囊细胞，在脊神，又称被囊细胞，在脊神经节中。经节中。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动2. 中枢神经系统：中枢神经系统： (1)星形胶质细胞星形胶质细胞(Astroglia) (2)少突胶质细胞少突胶质细胞(Oligodendrocyte) (3)小胶质细胞小胶质细胞(Microglia) (4)其它其它:室管膜细胞，室管膜细胞，Millers细胞细胞等等 自制人体解剖生理学神经元与神经冲动星形胶质细胞：星形胶质细胞：形成血管周足和突起。形成血管周足和突起。星形胶质细胞星形胶质细胞自制人体解剖生理学神经元与神经冲动 小胶质细胞：小胶质细胞：小胶质细胞：小胶质细胞：脑或脊髓受损伤时，可
9、转变为巨脑或脊髓受损伤时，可转变为巨噬细胞，清除变性的神经组织碎片。噬细胞，清除变性的神经组织碎片。小小胶胶质质细细胞胞自制人体解剖生理学神经元与神经冲动少突胶质细胞：少突胶质细胞：可在神经纤维周围形成髓鞘。可在神经纤维周围形成髓鞘。少突胶质细胞少突胶质细胞自制人体解剖生理学神经元与神经冲动 胶质细胞无树突、轴突之分，相邻细胞以缝隙胶质细胞无树突、轴突之分，相邻细胞以缝隙连接相连。连接相连。 功能功能 1.1.支持作用支持作用 2.2.修复和再生作用修复和再生作用 3.3.参与免疫应答反应参与免疫应答反应 4.4.物质代谢和营养性作用物质代谢和营养性作用 5.5.绝缘和屏障作用绝缘和屏障作用
10、6.6.维持细胞间质中合适的维持细胞间质中合适的K K+ +离子浓度离子浓度 7.7.参与神经递质等生物活性物质的代谢参与神经递质等生物活性物质的代谢自制人体解剖生理学神经元与神经冲动（四）神经纤维（四）神经纤维 概述：概述：概述：概述：1. 1. 神经纤维是由神经神经纤维是由神经神经纤维是由神经神经纤维是由神经元的轴突或长树突。元的轴突或长树突。元的轴突或长树突。元的轴突或长树突。2. 2. 分为：分为：分为：分为：有髓神经纤维和无有髓神经纤维和无有髓神经纤维和无有髓神经纤维和无髓神经纤维髓神经纤维髓神经纤维髓神经纤维 。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动郎氏结郎氏结结间体结间体施万细胞核施
11、万细胞核轴索轴索髓鞘髓鞘有髓神经纤维自制人体解剖生理学神经元与神经冲动二、神经冲动二、神经冲动“地球一小时，熄灯六十分地球一小时，熄灯六十分”“ “地球一小时，身体六十分地球一小时，身体六十分” ”？且慢！且慢！生物电并不那么简单！此电非彼电？自制人体解剖生理学神经元与神经冲动伽伐尼论点：伽伐尼论点：一、一、存在动物电，存在动物电，正是动物电正是动物电引起蛙腿肌肉收缩；二、存在有三种电形式，引起蛙腿肌肉收缩；二、存在有三种电形式，即自然电，如雷电；人工电，如摩擦生电；即自然电，如雷电；人工电，如摩擦生电；还有就是引起蛙腿肌肉收缩的动物电；三、还有就是引起蛙腿肌肉收缩的动物电；三、动物电流由大脑
12、分泌，经神经运送，刺激肌动物电流由大脑分泌，经神经运送，刺激肌肉产生收缩肉产生收缩。时间：时间：1798年年地点：意大利，帕维亚（地点：意大利，帕维亚（pavia）大学大学事件：伽伐尼事件：伽伐尼PK伏打，动物电伏打，动物电 PK 接触论接触论伏打论点：伏打论点：一、是一、是不同金属相接触产生电不同金属相接触产生电，引起肌肉收缩，而不是动物电；二、只存在引起肌肉收缩，而不是动物电；二、只存在一种电形式，即摩擦生电，金属电是摩擦生一种电形式，即摩擦生电，金属电是摩擦生电的一种；三、用不同金属构建成电堆，即电的一种；三、用不同金属构建成电堆，即伏打电堆，可以持续产生电，这就是接触理伏打电堆，可以持
13、续产生电，这就是接触理论的证明。论的证明。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动奇葩两朵，仅表一枝“青蛙活过来了青蛙活过来了”我的一名学生在手持手术刀，我的一名学生在手持手术刀，接触到暴露在外的，从脊骨的接触到暴露在外的，从脊骨的下端通向青蛙腿部的神经的时下端通向青蛙腿部的神经的时候，眼前闪过一道电火花。与候，眼前闪过一道电火花。与此同时，蛙腿立即颤动，腿部此同时，蛙腿立即颤动，腿部踢起，如同剧烈的抽搐一般。踢起，如同剧烈的抽搐一般。居然，蛙腿的肌肉全都在收缩，居然，蛙腿的肌肉全都在收缩，表现为强直性的痉挛。表现为强直性的痉挛。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动伽伐尼想方设法得到一台静电发生器和一
14、只莱顿瓶，分别用于产生和储存伽伐尼想方设法得到一台静电发生器和一只莱顿瓶，分别用于产生和储存静电，想当年，这些可都是高档且昂贵的实验仪器。实验中采用了电刺激，静电，想当年，这些可都是高档且昂贵的实验仪器。实验中采用了电刺激，电火花明显了，蛙腿抽搐强烈了。电火花明显了，蛙腿抽搐强烈了。在一个雷电交加的下午，他把实验搬到屋顶露天阳台上，当他把蛙腿用铜在一个雷电交加的下午，他把实验搬到屋顶露天阳台上，当他把蛙腿用铜钩挂到庭院的铁栏上时，肌肉照样收缩，蛙腿抽搐现象仍然出现。钩挂到庭院的铁栏上时，肌肉照样收缩，蛙腿抽搐现象仍然出现。他找到了一个密封的房间，也就是没有他找到了一个密封的房间，也就是没有“大
15、气电大气电”（atmospheric atmospheric electricityelectricity）了，将蛙腿放在铁板上，用铜丝接触它，结果象以前一样，）了，将蛙腿放在铁板上，用铜丝接触它，结果象以前一样，蛙腿发生了痉挛性收缩。蛙腿发生了痉挛性收缩。由两种不同金属构成的金属弧（由两种不同金属构成的金属弧（metallic arcmetallic arc）。金属弧的一端连着蛙神）。金属弧的一端连着蛙神经，另一端连着肌肉，不出所料，蛙腿肌肉依然收缩。经，另一端连着肌肉，不出所料，蛙腿肌肉依然收缩。他尝试用诸如玻璃、松香、橡胶、石头、干木炭等来代替金属导体进行实他尝试用诸如玻璃、松香、橡胶、
16、石头、干木炭等来代替金属导体进行实验，结果蛙腿并未发生抽动现象。验，结果蛙腿并未发生抽动现象。今天这一电刺激蛙肌收缩实验，早以为今天这一电刺激蛙肌收缩实验，早以为“蛙坐骨神经复合动作电位的测定蛙坐骨神经复合动作电位的测定”所替代，是为最最经典的电生理学实验了。所替代，是为最最经典的电生理学实验了。露天阳台实验露天阳台实验使用金属弧作蛙腿实验使用金属弧作蛙腿实验自制人体解剖生理学神经元与神经冲动神经细胞竟然用一个个非常短促的脉冲电位来传导信号. 瑞曼并把这种短脉冲称为”动作电位”(Action potential) 动作电位是神经系统传递信息和命令的密码。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动自制人
17、体解剖生理学神经元与神经冲动上左上左: : 从鱿鱼做成的菜可以看到其体腔的切面从鱿鱼做成的菜可以看到其体腔的切面, , 周围是肌肉壁周围是肌肉壁, , 中间是空的中间是空的. . 巨大轴突在体壁的中间巨大轴突在体壁的中间, ,腹神经索内腹神经索内. . 下左下左: : 在鱿鱼巨大轴突内放入两根电极在鱿鱼巨大轴突内放入两根电极, , 电流电极电流电极I I和电压电极和电压电极E. E. 电压电极用于探测跨膜的电压电压电极用于探测跨膜的电压, , 通过电压放大器通过电压放大器让跨膜电压与指令电压相比让跨膜电压与指令电压相比. . 相比的差值变为电流相比的差值变为电流, , 由电极向膜内提供电由电极
18、向膜内提供电流流. . 这个电流会改变膜电压这个电流会改变膜电压, , 由于电流放大器的倍数很大由于电流放大器的倍数很大, , 这种轴突和放大这种轴突和放大器的合体的负反馈电路不容许使跨膜电压和指令电压有任何不同器的合体的负反馈电路不容许使跨膜电压和指令电压有任何不同, , 即把跨膜即把跨膜电压钳制在指令电压上电压钳制在指令电压上. . 右上右上: : 霍奇金和赫胥黎霍奇金和赫胥黎, ,两人用一组公式可以准确描两人用一组公式可以准确描述动作电位时钠和钾离子流通的动态过程述动作电位时钠和钾离子流通的动态过程( (右下右下).).自制人体解剖生理学神经元与神经冲动神经冲动的传导机制神经冲动的传导机
19、制神经元的静息电位神经元的静息电位 在没有任何外界刺激干扰时，细胞膜保持一种极化状态，在没有任何外界刺激干扰时，细胞膜保持一种极化状态，也就是在细胞膜内外存在电位差。由于细胞内带负电的蛋白也就是在细胞膜内外存在电位差。由于细胞内带负电的蛋白质，神经元呈现膜内负电位，膜外正电位。质，神经元呈现膜内负电位，膜外正电位。神经元的动作电位神经元的动作电位迅速去极化并于正常极化状态有一点反转的反应迅速去极化并于正常极化状态有一点反转的反应自制人体解剖生理学神经元与神经冲动自制人体解剖生理学神经元与神经冲动静息电位产生的原因静息电位产生的原因 外外外外内内内内NaNa+ +KK+ +膜外膜外膜外膜外NaN
20、a+ +高高高高膜内膜内膜内膜内KK+ +高高高高膜外膜外膜外膜外NaNa+ +向内扩散难向内扩散难向内扩散难向内扩散难膜内膜内膜内膜内KK+ +向外扩散多向外扩散多向外扩散多向外扩散多膜外正电荷多膜外正电荷多膜外正电荷多膜外正电荷多膜内正电荷少膜内正电荷少膜内正电荷少膜内正电荷少内负内负内负内负外正外正外正外正膜膜膜膜对对对对KK+ +通通通通透透透透性大于性大于性大于性大于NaNa+ +负负负负电电电电荷荷荷荷不不不不易扩散易扩散易扩散易扩散n静息电位产生原因静息电位产生原因静息电位产生原因静息电位产生原因自制人体解剖生理学神经元与神经冲动自制人体解剖生理学神经元与神经冲动动作电位产生的机
21、理动作电位产生的机理 外外外外内内内内NaNa+ +K K+ +n动作电位产生机理动作电位产生机理动作电位产生机理动作电位产生机理NaNa+ +通道通道通道通道打开打开打开打开NaNa+ +快速扩快速扩快速扩快速扩散进膜内散进膜内散进膜内散进膜内K K+ +快速扩快速扩快速扩快速扩散致膜外散致膜外散致膜外散致膜外刺激刺激刺激刺激去极化去极化去极化去极化反极化反极化反极化反极化K K+ +通道通道通道通道打开打开打开打开NaNa+ +通通通通道关闭道关闭道关闭道关闭复极化复极化复极化复极化内负内负内负内负外正外正外正外正静息电位静息电位静息电位静息电位内负内负内负内负外正外正外正外正静息电位静息
22、电位静息电位静息电位内正内正内正内正外负外负外负外负动作电位动作电位动作电位动作电位自制人体解剖生理学神经元与神经冲动自制人体解剖生理学神经元与神经冲动自制人体解剖生理学神经元与神经冲动几个概念p极化极化: : 在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态，在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态，为极化为极化p去极化去极化: : 细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去极化电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去极化p复极化复极化: : 细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷由内正外负向内负外细胞兴奋后
23、，细胞膜两侧的电荷由内正外负向内负外正转化，为复极化正转化，为复极化p超极化超极化: : 细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为超极化细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为超极化自制人体解剖生理学神经元与神经冲动动作电位的传导特点动作电位的传导特点全或无法则全或无法则不应期不应期跳跃式传导跳跃式传导自制人体解剖生理学神经元与神经冲动19281928年，年，3939岁的英国人埃德加岁的英国人埃德加. .道格拉斯道格拉斯. .艾德里安艾德里安（Edgar Douglas AdrianEdgar Douglas Adrian）决定测试一下自己开发的）决定测试一下自己开发的新仪器：一个阴极射线管和一个
24、毛细静电计。新仪器：一个阴极射线管和一个毛细静电计。艾德里安在艾德里安在一只蟾蜍的视神经上一只蟾蜍的视神经上安装了试验用的安装了试验用的电极电极，一旦有电流信号，电极就会检测到，并经放大器将一旦有电流信号，电极就会检测到，并经放大器将信信号转化为声音号转化为声音。安装完毕后，有趣的事情发生了：喇。安装完毕后，有趣的事情发生了：喇叭中果然传出了有噼里啪啦的噪音！然而令艾德里安叭中果然传出了有噼里啪啦的噪音！然而令艾德里安疑惑的是：当时天色已晚，屋内光线很差昏暗不堪。疑惑的是：当时天色已晚，屋内光线很差昏暗不堪。既然既然缺乏光线刺激，蟾蜍的视神经又是在对什么东西缺乏光线刺激，蟾蜍的视神经又是在对什
25、么东西做出反应呢？做出反应呢？难道是机器出了问题？难道是机器出了问题？众所周知，蟾蜍有一对定焦的大眼睛，它们对静止的物件并不在意，众所周知，蟾蜍有一对定焦的大眼睛，它们对静止的物件并不在意，但对活动的的物体却十分敏感。艾德里安在安置好电极后，继续在但对活动的的物体却十分敏感。艾德里安在安置好电极后，继续在房内来回走动，而正是他自己的走动使屋内光线发生了明暗变化，房内来回走动，而正是他自己的走动使屋内光线发生了明暗变化，蟾蜍的眼睛灵敏地捕捉到了这一变化，它的视神经自然也就放电不蟾蜍的眼睛灵敏地捕捉到了这一变化，它的视神经自然也就放电不停了。艾德里安试着停下来，蟾蜍视神经的放电也就停止了停了。艾德
26、里安试着停下来，蟾蜍视神经的放电也就停止了。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动艾德里安将蛙肌解剖为极小的单位，小到这块蛙肌只有一个感受艾德里安将蛙肌解剖为极小的单位，小到这块蛙肌只有一个感受器和一根神经纤维。只有如此，艾德里安才能够精确测量神经冲器和一根神经纤维。只有如此，艾德里安才能够精确测量神经冲动传导时的电流变化。一切就绪后，艾德里安开始刺激这块蛙肌，动传导时的电流变化。一切就绪后，艾德里安开始刺激这块蛙肌，不出所料，连接在蛙肌上的神经纤维开始出现电流信号。然而不不出所料，连接在蛙肌上的神经纤维开始出现电流信号。然而不管刺激的强度是大是小，神经纤维所检测到的电流信号的强度却管刺激的强度是
27、大是小，神经纤维所检测到的电流信号的强度却没有任何变化，区别仅仅在于，强度大的刺激会增加神经纤维电没有任何变化，区别仅仅在于，强度大的刺激会增加神经纤维电流信号的频率，而刺激强度若过于轻微，神经纤维将如同睡着了流信号的频率，而刺激强度若过于轻微，神经纤维将如同睡着了一般，检测不到任何反应。一般，检测不到任何反应。艾德里安认为，神经冲动的产生和传导应该是一个艾德里安认为，神经冲动的产生和传导应该是一个“全全”或或“无无”的过程的过程。要使神经细胞产生兴奋，必须对其施以一个高于某阈要使神经细胞产生兴奋，必须对其施以一个高于某阈值的刺激。冲动一旦产生，电流信号的强度将是相同的，不同的值的刺激。冲动一
28、旦产生，电流信号的强度将是相同的，不同的只是信号的频率。只是信号的频率。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动在口头语中，我们常常以在口头语中，我们常常以“神经神经比较大条比较大条”来自嘲或评价别人，来自嘲或评价别人，意为此人比较大大咧咧，粗线条，意为此人比较大大咧咧，粗线条，性格较为直爽，对刺激不甚敏感。性格较为直爽，对刺激不甚敏感。其实，如果以生理学的角度来较其实，如果以生理学的角度来较真的话，真的话，“神经大条神经大条”可远不是可远不是那么回事。恰恰相反，对个体而那么回事。恰恰相反，对个体而言，言，“大条大条”的神经更敏感，其的神经更敏感，其反应速度要远远超过纤细的神经，反应速度要远远超过纤
29、细的神经，这是怎么回事呢？这是怎么回事呢？两人将神经纤维分为两人将神经纤维分为A A、B B、C C三三类。类。A A类纤维最粗，传导速度可类纤维最粗，传导速度可达达5-1005-100米米/s/s，C C类纤维最细，传类纤维最细，传导速度在导速度在2 2米米/s/s以下。依据功能以下。依据功能的不同，神经纤维高度分化，不的不同，神经纤维高度分化，不同种类的纤维传递不同种类的信同种类的纤维传递不同种类的信息。例如，肌肉的感觉以及触觉息。例如，肌肉的感觉以及触觉由快纤维传递，而痛觉等往往由由快纤维传递，而痛觉等往往由较细的神经纤维慢速传递。较细的神经纤维慢速传递。自制人体解剖生理学神经元与神经冲动动作电位的传导动作电位的传导自制人体解剖生理学神经元与神经冲动自制人体解剖生理学神经元与神经冲动
