神经系统1五年制

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1、第十章第十章 神经系统神经系统 (nervous system) 林春林春 生理学与病理生理学系生理学与病理生理学系2024/7/301 脑、脊髓脑、脊髓 脑、脊髓之外脑、脊髓之外神经系统神经系统中枢神经系统中枢神经系统 + + 周围神经系统周围神经系统2024/7/302 第一节第一节神经系统功能活动的基本原理神经系统功能活动的基本原理2024/7/303一、神经元(一、神经元(neuron)和神经胶质细胞(和神经胶质细胞(glial cell) 神经细胞:神经细胞:播放:神经元播放:神经元 是神经系统结构和功能的基本单位。是神经系统结构和功能的基本单位。 神经胶质细胞:神经胶质细胞: 对

2、神经元起支持、保护和营养作用,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。并通过再生修复受损的神经组织。2024/7/304(一)神经元(一)神经元(neuron) 1 1、神经元一般结构与功能、神经元一般结构与功能 数量:数量:10101111(中枢)(中枢) 结构:胞体结构:胞体 突起突起 树突树突 轴突轴突播放:神经元播放:神经元 (dendrite) (axon)2024/7/305 轴突轴突u发自神经元胞体的纤细管状结构发自神经元胞体的纤细管状结构u每个神经细胞仅有一条每个神经细胞仅有一条u粗细均一粗细均一u胞体发出轴突的部位:轴丘胞体发出轴突的部位:轴丘u轴突的

3、起始部位:始段轴突的起始部位:始段 (动作电位产生部位)(动作电位产生部位)u其形状由细胞骨架维持其形状由细胞骨架维持u末端分支的膨大:突触小体末端分支的膨大:突触小体u功能功能 : : 轴浆运输、信息传递轴浆运输、信息传递2024/7/306n树突树突u短而粗的树枝状突起短而粗的树枝状突起u其上的指状突起其上的指状突起 : : 树突棘树突棘u存在多种细胞器存在多种细胞器u功能功能 : :接受传入信息接受传入信息u活动的主要形式活动的主要形式 : : 局部电压变化局部电压变化2024/7/3072、神经纤维、神经纤维(nerve fiber) 轴突轴突 感觉神经元的长树突感觉神经元的长树突 轴

4、索外面包有髓鞘或神经膜便成为神经纤维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分为:有髓鞘、无髓鞘神经纤维神经纤维末端称为神经末梢神经纤维末端称为神经末梢都称为轴索都称为轴索1)结构)结构2024/7/308神经纤维与神经的关系图神经纤维与神经的关系图2024/7/3092、神经纤维、神经纤维2 2)功能)功能 兴奋传导(主要)。兴奋传导(主要)。 神经纤维上传导的兴奋或动作电位称神经纤维上传导的兴奋或动作电位称神经冲动神经冲动轴浆运输轴浆运输2024/7/3010 神经纤维传导兴奋的特征神经纤维传导兴奋的特征* *生理完整性生理完整性 绝缘性绝缘性 双

5、向性双向性 相对不疲劳性相对不疲劳性 2024/7/3011轴突轴突髓鞘髓鞘神经神经血管血管成束的神经纤维成束的神经纤维神经纤维的绝缘性神经纤维的绝缘性2024/7/3012 纤维直径:与直径成正比纤维直径:与直径成正比 V(m/s) 6D (总直径,(总直径,m) D = 轴索轴索 + 髓鞘厚度髓鞘厚度 轴索与总直径的比值为轴索与总直径的比值为 0.6, 0.6,速度最快。速度最快。 髓鞘厚度髓鞘厚度 温度:一定范围内升高可加快速度。温度:一定范围内升高可加快速度。 有髓纤维有髓纤维 无髓纤维。无髓纤维。 神经纤维传导兴奋的速度神经纤维传导兴奋的速度2024/7/3013有髓神经的跳跃性传导

6、有髓神经的跳跃性传导2024/7/3014哺乳动物周围神经纤维的类型哺乳动物周围神经纤维的类型传导速度传导速度2024/7/30151 1、定义:、定义:借助轴浆流动而进行的物质运输。借助轴浆流动而进行的物质运输。2、分类:、分类: 顺向轴浆运输顺向轴浆运输(anterograde axoplasmic trasport) 胞体胞体 轴突末梢轴突末梢A A、快速运输:细胞器(如线粒体、囊泡等);、快速运输:细胞器(如线粒体、囊泡等); 速度较快,可达速度较快,可达300-400mm/d; 通过驱动蛋白(通过驱动蛋白(kinesin)实现)实现 神经纤维的轴浆运输神经纤维的轴浆运输2024/7/

7、3016 A:驱动蛋白和动力蛋白分子示意图: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驱动蛋白沿微管运输细胞器的示意图2024/7/3017a: 驱动蛋白驱动蛋白 b:向着远离神经细胞体的方向运输向着远离神经细胞体的方向运输2024/7/30182024/7/3019 B: 慢速轴浆运输:慢速轴浆运输:运输速度慢,为运输速度慢,为1-12mm/d 。轴浆中的可。轴浆中的可溶性成分随微管、微丝等结构不断向前移动溶性成分随微管、微丝等结构不断向前移动而发生的延伸。而发生的延伸。顺向轴浆运输顺向轴浆运输 神经纤维的轴浆运输神经纤维的轴浆运输2024/7/3020 自末梢向胞

8、体的运输。自末梢向胞体的运输。 如神经营养因子、狂犬病病毒、破伤风毒如神经营养因子、狂犬病病毒、破伤风毒素等的运输。素等的运输。 逆向轴浆运输由动力蛋白(逆向轴浆运输由动力蛋白(dynein)完成)完成逆逆向轴浆运输向轴浆运输 (Retrograde axoplasmic trasport) 神经纤维的轴浆运输神经纤维的轴浆运输2024/7/3021Hitching a Ride on “Retrorail”辣根过氧化物酶(辣根过氧化物酶(HRP)2024/7/30223、神经的营养性作用(、神经的营养性作用( trophic action) 神经末梢还经常释放某些神经末梢还经常释放某些营养性

9、因子营养性因子,持续地调整所支配组织的内在代谢活动,影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。一作用称为神经的营养性作用。2024/7/3023 神经的营养性作用神经的营养性作用2024/7/3024(二)神经胶质细胞(二)神经胶质细胞中枢神经系统:中枢神经系统: 数量数量(15)1012星形胶质细胞星形胶质细胞少突胶质细胞少突胶质细胞小胶质细胞小胶质细胞 周围神经系统:周围神经系统:形成轴突髓鞘的施万细胞形成轴突髓鞘的施万细胞脊神经节中的卫星细胞脊神经节中的卫星细胞2024/7/3025星形

10、胶质细胞,用经典星形胶质细胞,用经典的金属浸镀技术的金属浸镀技术( (银染色银染色) )显示。显示。人星形胶质细胞,细胞人星形胶质细胞,细胞培养后用培养后用GFAP抗体荧光抗体荧光免疫方法免疫方法 。GFAP:胶质纤维酸性蛋白胶质纤维酸性蛋白2024/7/30262024/7/30272024/7/3028髓鞘髓鞘少突胶质细胞少突胶质细胞2024/7/3029神经胶质细胞的功能神经胶质细胞的功能 1 1支持支持和引导神经元迁移和引导神经元迁移 2. 隔离作用隔离作用 3. 修复和再生作用修复和再生作用 4免疫应答作用免疫应答作用 5参与脑屏障的形成参与脑屏障的形成 6物质代谢和营养性作用物质代

11、谢和营养性作用 7稳定细胞外的稳定细胞外的K+浓度浓度 8. 参与某些活性物质的代参与某些活性物质的代谢谢 2024/7/3030二、突触传递二、突触传递 突触的概念是英国神经生理学家突触的概念是英国神经生理学家Sherrington于于1897年提出,年提出, 于于1932年获诺贝尔生理学或医学奖。年获诺贝尔生理学或医学奖。 突触传递:突触传递:突触处的信息传递,包括神经元与神突触处的信息传递,包括神经元与神经元之间,神经元与效应细胞之间(接头)。经元之间,神经元与效应细胞之间(接头)。 突突触触2024/7/303132 英国神经生理学家英国神经生理学家Charles Scott Sher

12、rington1897 年年 提出使用提出使用 突触;突触;脊髓前角脊髓前角运动神经元称为运动传出的最后公路。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。年提出使用运动单位。1893 年就已发现肌肉、肌腱和关节等年就已发现肌肉、肌腱和关节等处具有感觉功能,并提出了本体感觉、处具有感觉功能,并提出了本体感觉、去大脑僵直、牵张反射去大脑僵直、牵张反射 。著名著作著名著作神经系统的整合作用神经系统的整合作用1932 年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖http:/ 结构基础:缝隙连接结构基础:缝隙连接 (一)电突触传递(一)电突触传递2024/7/30351. 两神经元之

13、间的间隙仅为两神经元之间的间隙仅为 2 3 nm2. 不存在突触小泡,靠水相通道蛋白联系不存在突触小泡,靠水相通道蛋白联系3. 传递为双向性传递为双向性4. 电阻低,速度快,无潜伏期电阻低,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电突触传递的功能是促进不同神经元产生 同步性放电。同步性放电。电突触传递特点电突触传递特点2024/7/3036电突触传递电突触传递2024/7/3037电突触电突触-缝隙连接的结构和功能缝隙连接的结构和功能 2024/7/3038结构:结构: 突触前膜、突触前膜、 突触间隙、突触间隙、 突触后膜组成。突触后膜组成。 (二)化学性突触传递(二)化学性

14、突触传递2024/7/3039突触前膜释放突触前膜释放 神经递质神经递质仅作用于突触后膜仅作用于突触后膜 (二)化学性突触传递(二)化学性突触传递1、定向突触传递、定向突触传递2024/7/3040 突触的类型突触的类型2024/7/3041 经典突触的微细结构经典突触的微细结构 突触小体:突触小体: A. 小体轴浆内有:小体轴浆内有: 线粒体;线粒体; 含神经递质的大小、形态不同的囊泡含神经递质的大小、形态不同的囊泡vesicle (突触小泡)。(突触小泡)。B. 突触前膜:约突触前膜:约7.5nm 厚厚2024/7/3042囊泡分类:囊泡分类:小而清亮:小而清亮:含含Ach和氨基酸类递质。

15、和氨基酸类递质。小而有致密中心:小而有致密中心: 含儿茶酚胺类递质含儿茶酚胺类递质大而有致密中心:大而有致密中心: 含神经肽类递质含神经肽类递质2024/7/3043经典突触的微细结构经典突触的微细结构突触间隙(突触间隙(Synaptic cleft):):宽宽20nm,与细胞外液相通。,与细胞外液相通。神经递质经此间隙扩散到后膜。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。存在使神经递质失活的酶类。2024/7/3044突触后膜(突触后膜(Postsynaptic membrane): 约约7.5 nm厚。厚。有与神经递质结合的特异受体(化学有与神经递质结合的特异受体(化学门控离

16、子通道)。门控离子通道)。 后膜对电刺激不敏感(直接电刺激后膜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)不易产生去极化反应)经典突触的微细结构经典突触的微细结构2024/7/3045经典突触的传递过程经典突触的传递过程* *Ca2+Ca2+Na+2024/7/3046电电- -化学化学- -电传递电传递播放:电信号在神经元之间的传递2024/7/30471.1.突触前过程:突触前过程: 神经冲动到达突触前神经元轴突末梢神经冲动到达突触前神经元轴突末梢突触前突触前膜去极化膜去极化前膜上电压门控前膜上电压门控Ca2+ 通道开放通道开放膜外膜外Ca2+内流入前膜内流入前膜轴浆内轴浆内Ca

17、2+瞬时升高瞬时升高触发突触发突触囊泡的出胞触囊泡的出胞末梢递质的量子式释放。末梢递质的量子式释放。然后,轴浆内的然后,轴浆内的Ca2+通过通过Ca2+-Na+交换迅速交换迅速外流,使外流,使Ca2+浓度迅速恢复。浓度迅速恢复。了解:由轴浆内了解:由轴浆内Ca2+浓度瞬时升高触发递质释放的机制浓度瞬时升高触发递质释放的机制2024/7/30482. 2. 间隙过程:间隙过程: 神经递质通过间隙并扩散到后膜神经递质通过间隙并扩散到后膜2024/7/30493.3.突触后过程:突触后过程:神经递质神经递质作用于后膜上特异性受体或化作用于后膜上特异性受体或化学门控离子通道学门控离子通道后膜对某些离子

18、通透性改变后膜对某些离子通透性改变带电离子发生跨膜流动带电离子发生跨膜流动后膜发生去极化或后膜发生去极化或超极化超极化产生产生突触后电位(突触后电位(postsynaptic potential)。2024/7/3050在突触传递过程中,突触前末梢去极化是在突触传递过程中,突触前末梢去极化是诱发递质释放的关键因素;诱发递质释放的关键因素;CaCa2+2+是前膜兴奋和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。用是突触传递持久进行的必要条件。2024/7/3051 2、非定向突触传递、非定向突触传递特点:特点:不存在

19、突触前膜及不存在突触前膜及后膜的结构。后膜的结构。不存在一对一的支不存在一对一的支配关系。配关系。递质传递距离远近递质传递距离远近不等,时间长短不一。不等,时间长短不一。递质的影响取决于递质的影响取决于效应细胞有无相应受效应细胞有无相应受体。体。2024/7/3052(1)影响递质释放的因素:)影响递质释放的因素: 主要是主要是进入神经末梢的进入神经末梢的Ca2+的量的量 3.3.影响化学性突触传递的因素影响化学性突触传递的因素细胞外细胞外Ca2+的升高的升高或或Mg2+的降低的降低突触前末梢动作电位的突触前末梢动作电位的频率或幅度增加频率或幅度增加突触前膜存在受体,激活后可调节突触前膜存在受

20、体,激活后可调节 递质释放量递质释放量2024/7/3053(2)影响已释放递质清除的因素:)影响已释放递质清除的因素: 递质重摄取递质重摄取 递质酶解代谢递质酶解代谢3.3.影响化学性突触传递的因素影响化学性突触传递的因素如如三环类抗抑郁药三环类抗抑郁药抑制脑内抑制脑内NA在突触前膜的在突触前膜的重摄取;重摄取;利血平利血平抑制末梢轴浆内突抑制末梢轴浆内突触囊泡膜对触囊泡膜对NA的重摄取。的重摄取。新斯的明、有机磷农药新斯的明、有机磷农药抑制胆碱酯酶抑制胆碱酯酶2024/7/3054(3)影响受体的因素:)影响受体的因素: 递质释放量:可影响递质释放量:可影响受体与递质亲和力、受体与递质亲和

21、力、受体数量。受体数量。 进入细胞外液的药物、毒素或化学物质进入细胞外液的药物、毒素或化学物质如筒箭毒碱、如筒箭毒碱、- -银环蛇毒。银环蛇毒。3.3.影响化学性突触传递的因素影响化学性突触传递的因素2024/7/30554、突触后电位、突触后电位(1)兴奋性突触后电位)兴奋性突触后电位*(Excitatory postsynaptic potential, EPSP) 突触前膜释放:突触前膜释放: 兴奋性递质兴奋性递质 突触后膜:突触后膜: Na+(主)、(主)、K+ 通透性增大。通透性增大。2024/7/3056记录兴奋性突触后电位(记录兴奋性突触后电位(EPSP)2024/7/3057

22、脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元RP= -70mV,电刺激,电刺激传入纤维后传入纤维后0.5ms,脊髓前角运动神经元发生去,脊髓前角运动神经元发生去极化,产生极化,产生EPSP。 随刺激强度增加,随刺激强度增加,EPSP发生总和而逐渐增发生总和而逐渐增大,当大,当EPSP总和达到阈电位总和达到阈电位-52mV时,就在轴时,就在轴突始段爆发可扩布性的突始段爆发可扩布性的AP。记录兴奋性突触后电位(记录兴奋性突触后电位(EPSP)2024/7/3058 突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受体,提高后膜对后膜受体,提高后膜对Na+和和K+,尤其是,尤其是

23、Na+的通透性,导致后膜局部去极化。的通透性,导致后膜局部去极化。Na+通道或通道或Ca2+通道开放,可导致后膜局通道开放,可导致后膜局部去极化。部去极化。EPSP产生产生机制机制* *2024/7/3059EPSP Generation (Na+ Influx)The equil point forNA is about +40 mV2024/7/30604、突触后电位、突触后电位(2)抑制性突触后电位)抑制性突触后电位(Inhibitory postsynaptic potential, IPSP )突触前膜释放:突触前膜释放: 抑制性递质抑制性递质(甘氨酸、(甘氨酸、 -氨基丁酸)氨基丁

24、酸)突触后膜:突触后膜: Cl- 通透性增大通透性增大2024/7/3061抑制性突触后电位抑制性突触后电位(IPSP)伸肌伸肌屈肌屈肌2024/7/3062IPSP Generation (Cl- Influx)The equil point forCl is about 60 mV2024/7/3063突触前神经元突触前神经元( (抑制性中间神经元)末梢释放抑制性中间神经元)末梢释放抑制性递质作用于突触后膜,后膜:抑制性递质作用于突触后膜,后膜:Cl-通道开放,通道开放,Cl-内流,后膜发生超极化;内流,后膜发生超极化;对对K+的通透性增加、的通透性增加、K+外流增加,以及外流增加,以及N

25、a+ 或或Ca2+通道关闭,膜发生超极化。通道关闭,膜发生超极化。IPSP产生产生机制机制* *2024/7/3064EPSP和和IPSP的机制的机制2024/7/3065 EPSP 和和 IPSP均属局部电位均属局部电位 等级性:大小与递质释放量有关;等级性:大小与递质释放量有关; 电紧张扩布:电紧张扩布: 这种作用取决于局部电位与邻这种作用取决于局部电位与邻 近细胞近细胞RP之间的电位差的大小和距离的远近,之间的电位差的大小和距离的远近, 电位差越大,距离越近,电位差越大,距离越近, 影响越大;影响越大; 可叠加性。可叠加性。突触后电位的特点突触后电位的特点2024/7/3066突触后神经

26、元的电活动变化突触后神经元的电活动变化2024/7/30675.5.动作电位在突触后神经元的产生动作电位在突触后神经元的产生同时与多个神经末梢同时与多个神经末梢形成突触的突触后神形成突触的突触后神经元,其膜电位变化经元,其膜电位变化的总趋势取决于同时的总趋势取决于同时所产生的所产生的EPSP和和IPSP的代数和。的代数和。2024/7/30685.5.动作电位在突触后神经元的产生动作电位在突触后神经元的产生运动神经和中间神经元:运动神经和中间神经元:轴突始段。轴突始段。感觉神经元有髓神经:感觉神经元有髓神经:第一个郎飞氏结。第一个郎飞氏结。2024/7/3069 (1 1)概念:)概念:突触的

27、形态和功能可发生较持久改突触的形态和功能可发生较持久改 变的特性或现象。变的特性或现象。 生理学角度:突触传递效率的改变。生理学角度:突触传递效率的改变。 (2 2)形式:)形式: 强直后增强强直后增强 习惯化和敏感化习惯化和敏感化 长时间增强和长时间抑制长时间增强和长时间抑制6.6.突触的可塑性突触的可塑性(synaptic plasticity)2024/7/30701 1、概念:、概念:突触前末梢受到一短串高频刺激(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、或突触后电位增强,其持续时间可数

28、分钟、或 延长延长 1h 及之上。及之上。2 2、机制:、机制:强直刺激使突触前神经元强直刺激使突触前神经元Ca2+积累,积累, 末梢持续释放神经递质,突触后电位增强。末梢持续释放神经递质,突触后电位增强。强直后增强强直后增强(posttetanic potentiation)2024/7/30712024/7/30721、概念:、概念:温和刺激反复作用,使突触减小对温和刺激反复作用,使突触减小对 刺激的反应能力,一般是短时程。刺激的反应能力,一般是短时程。 2、机制:、机制: 突触前膜突触前膜Ca2+通道逐渐失活通道逐渐失活胞内胞内 Ca2 + 前膜递质释放前膜递质释放。习惯化习惯化(hab

29、ituation)2024/7/3073Experiments on invertebrates have revealed the cellular basis of some types of learning 海兔缩腮反射海兔缩腮反射习惯化:习惯化:连续弱刺激喷水管皮肤连续弱刺激喷水管皮肤缩腮反应逐渐减弱。缩腮反应逐渐减弱。2024/7/30742024/7/3075Habituation und Dishabituation bei AplysiaInterstimulus 5 min海兔海兔缩腮反射缩腮反射2024/7/30761、概念:、概念:一次或多次外加的伤害性刺激,可使一次或

30、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,传递效能突触对原有刺激的反应性增强,传递效能。 一般是短时程。一般是短时程。2 2、机制:、机制: 突触前膜突触前膜Ca2+通道开放时间延长通道开放时间延长胞内胞内Ca2 + 前膜递质释放前膜递质释放 。敏感化敏感化(sensitization)2024/7/3077 海兔缩腮反射海兔缩腮反射敏感化:敏感化:强刺激尾部后,再用弱刺激喷水管皮肤强刺激尾部后,再用弱刺激喷水管皮肤 缩腮反应明显增强。缩腮反应明显增强。2024/7/3078Habituation und Dishabituation bei AplysiaInterstimulu

31、s 5 min海兔海兔缩腮反射缩腮反射2024/7/30791、概念:、概念:给突触前纤维一个短暂的高频刺激后,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再给单刺激引起的突触后神经元EPSP明显增大。明显增大。 EPSP表现:表现: 潜伏期短、强度增加几倍且能持续数小时至潜伏期短、强度增加几倍且能持续数小时至几天的现象。几天的现象。 主要存在海马区域主要存在海马区域 :学习与记忆的神经基础:学习与记忆的神经基础长时程增强长时程增强( long-term potentiation,LTP )2024/7/3080LTP的发现:的发现: 1973年年Bliss及及其其合合作作者

32、者,电电刺刺激激麻麻醉醉兔兔的的内内嗅嗅皮皮层层,使使海海马马表表层层的的穿穿通通纤纤维维兴兴奋奋,可可在在齿齿状状回回记记录录到到场场电电位位。先先用用高高频频电电刺刺激激几几秒秒钟钟后后,再再用用单单个个电电刺刺激激,记记录录到到的的部部分分场场电电位位幅幅度度大大大大超超过过原原先先记记录录的的对对照照值值,并并可可持持续续几几小小时时,几几天天。这这一一现现象象称称为为长长时时程程增强效应(增强效应(LTP)。)。2024/7/3081长时程增强长时程增强( long-term potentiation,LTP )2024/7/3082高频高频刺激刺激齿回齿回海马海马Schaffer侧

33、支侧支LTP产生产生2024/7/3083海马海马Schaffer侧支侧支LTP产生机制示意图产生机制示意图NMPAAMPAAMPANMPA2024/7/3084海马海马Schaffer侧支侧支LTP 产生机制:产生机制:突触后神经元突触后神经元Ca 2+ 持续数天。持续数天。2024/7/3085 给突触前纤维低频刺激,突触传递效给突触前纤维低频刺激,突触传递效率和强度(率和强度(EPSP)长时程降低。)长时程降低。 持续时间更长的持续时间更长的LTP和和LTD涉及到蛋白合涉及到蛋白合成、突触和树突棘的结构改变。成、突触和树突棘的结构改变。长时程压抑长时程压抑( long-term depr

34、ession,LTD)2024/7/3086 三、神经递质和受体三、神经递质和受体2024/7/3087(一)神经递质(一)神经递质( neurotransmitter) 指由突触前神经元合成并在末梢处释放,能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,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。信息传递物质。 2024/7/3088(一)神经递质(一)神经递质德国科学家奥托德国科学家奥托洛伊维洛伊维http:/ 2024/7/308990Otto LoewinNob

35、el Prize in 1936nForced to leave Germany in 1938nBecame US citizen in 1941nWorked at Woods Hole Instituteb. 1873 (in Frankfurt-on-the-Main, Germany)d. 19612024/7/309091德国科学家德国科学家 Otto LoeweiOtto Loewei梦梦中获得一个巧妙的实验设计,中获得一个巧妙的实验设计,首次证明:迷走神经末梢释首次证明:迷走神经末梢释放的化学物质可抑制心脏的放的化学物质可抑制心脏的活动;而交感神经末梢释放活动;而交感神经末梢释

36、放的化学物质可加速心脏的活的化学物质可加速心脏的活动动2024/7/3091离体双蛙心灌流实验离体双蛙心灌流实验2024/7/30922024/7/3093 哺乳动物神经递质的分类哺乳动物神经递质的分类 分类分类主要成员主要成员胆碱类:胆碱类: 乙酰胆碱乙酰胆碱单胺类:单胺类: 去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、组胺羟色胺、组胺氨基酸类:氨基酸类: 谷氨酸、门冬氨酸、谷氨酸、门冬氨酸、- -氨基丁酸、甘氨酸氨基丁酸、甘氨酸肽类肽类 : P物质和其他速激肽、阿片肽、下丘脑调节肽、物质和其他速激肽、阿片肽、下丘脑调节肽、ADH、 缩宫素、脑缩宫素、脑-肠肽

37、、肠肽、ANP、降钙素基因相关肽、神经、降钙素基因相关肽、神经 肽肽Y等等嘌呤类:腺苷、嘌呤类:腺苷、ATP气体类:气体类: NO、CO脂类:花生四烯酸及衍生物(前列腺素等)、神经活性类固醇脂类:花生四烯酸及衍生物(前列腺素等)、神经活性类固醇2024/7/3094 经典的神经递质应符合的条件: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,突触前神经元有合成递质的前体和酶系统, 能合成该递质。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,产生特定生理效应与突触后膜上受体结合,产生特定生理效应存在使其失

38、活的机制:重摄取或酶解。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。有特异的受体激动剂、拮抗剂。1 1、递质的鉴定、递质的鉴定 2024/7/3095 神经元合成和释放的对递质信息传递起调节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作用的物质称为神经调质神经调质(neuromodulator) 调质所发挥的作用称调质所发挥的作用称调制作用(调制作用(modulation) 例:交感神经末梢释放例:交感神经末梢释放NE、阿片肽。、阿片肽。 阿片肽的调制作用:阿片肽的调制作用: 作用于作用于- receptor,促进末梢释放,促进末梢释放NE,加强血管收缩,加强血管收

39、缩 作用于作用于- receptor,抑制末梢释放,抑制末梢释放NE,抑制血管收缩,抑制血管收缩2 2、调质的概念、调质的概念 2024/7/3096 两种或两种以上的递质(包括调质)共存于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。同一神经元内,这种现象称为递质共存。3、递质共存、递质共存(neurotransmitter co-existence)唾液腺唾液腺交感神经交感神经副交感神经副交感神经去甲肾上腺素去甲肾上腺素神经肽神经肽少量粘稠唾液少量粘稠唾液乙酰胆碱乙酰胆碱血管活性肽血管活性肽大量稀薄唾液大量稀薄唾液2024/7/3097 1)合成:)合成:多在胞

40、浆内进行,需要有关酶多在胞浆内进行,需要有关酶 的催化。的催化。 2)储存:)储存:突触囊泡内。突触囊泡内。 3)释放:)释放:当当AP传来,突触前膜去极化,传来,突触前膜去极化,Ca2+由由膜外进入,使突触囊泡与突触前膜融合形成融合膜外进入,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。孔,融合孔孔径扩大,其内递质外排。 进入的进入的Ca2+量与递质的释放量有直接关系量与递质的释放量有直接关系4、递质代谢、递质代谢(metabolism of transmitter)2024/7/3098 4)结合:)结合:与突触后膜受体结合,发挥效应。与突触后膜受体结合,发挥效应。 5

41、)递质失活与清除:)递质失活与清除: 被酶降解;突触前膜重摄取;弥散入血。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几种神经递质的失活机制4、递质代谢、递质代谢(metabolism of transmitter)乙酰胆碱:乙酰胆碱: 酶降解酶降解去甲肾上腺素:去甲肾上腺素: 重摄取(主要),酶降解、弥散入血重摄取(主要),酶降解、弥散入血多巴胺,多巴胺,5-5-羟色胺:羟色胺:重摄取,酶降解重摄取,酶降解肽类:肽类:酶降解(主要)酶降解(主要)2024/7/3099酪氨酸酪氨酸多巴多巴多巴胺多巴胺儿茶酚胺氧位甲基移位酶儿茶酚胺氧位甲基移位酶单胺氧化酶单胺氧化酶2024/7/

42、301002024/7/30101 定义:定义:是指位于细胞膜上或细胞内能与某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。应的特殊生物分子。 与递质结合的受体一般为膜受体,且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。主要分布于突触后膜上。 (二)受体(二)受体( receptor )2024/7/30102u受体激动剂:受体激动剂:能与受体特异结合,产生特能与受体特异结合,产生特定效应的化学物质。定效应的化学物质。u受体阻断剂:受体阻断剂:能与受体特异结合,能与受体特异结合,不不产生产生生物效应的化学物质。

43、生物效应的化学物质。u配体:配体:激动剂和拮抗剂都称之。激动剂和拮抗剂都称之。(二)受体(二)受体( receptor )2024/7/30103n受体的亚型:受体的亚型: 胆碱受体:胆碱受体:M受体、受体、N受体(受体(N1、N2) 肾上腺素能受体:肾上腺素能受体:受体(受体(1 1、2 2) 受体(受体(1 1、2 2 、3 3)(二)受体(二)受体( receptor )2024/7/30104 突触前受体:突触前受体: 位于突触前膜位于突触前膜的受体称为突触前的受体称为突触前受体。激动后,可受体。激动后,可抑制或易化突触前抑制或易化突触前末梢递质的释放。末梢递质的释放。 (二)受体(二

44、)受体( receptor )2024/7/30105 自身受体:自身受体: 突触前膜受体突触前膜受体 被被 递质递质 作用后,或促进作用后,或促进 或抑制本递质的释放。或抑制本递质的释放。 异体受体:异体受体: 突触前膜受体突触前膜受体 被递质被递质 作用后,调节其它作用后,调节其它递质的释放。递质的释放。 突触前受体突触前受体2024/7/30106(二)受体(二)受体( receptor )n受体的作用机制:受体的作用机制: 主要是主要是G蛋白耦联受体、离子通道型受蛋白耦联受体、离子通道型受体两大家族。体两大家族。n受体的浓集:受体的浓集: 与突触前膜活化区相对应的突触后膜上与突触前膜活

45、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有成簇的受体浓集,该部位存在受体的特异结合蛋白。结合蛋白。2024/7/30107(二)受体(二)受体( receptor )n受体的调节:受体的调节: 膜受体的数量、与递质结合的亲和力是可膜受体的数量、与递质结合的亲和力是可变变。递质分泌不足,受体的数量增加、亲和力。递质分泌不足,受体的数量增加、亲和力逐渐升高称逐渐升高称受体的上调。受体的上调。反之,称反之,称受体的下调受体的下调 膜受体数量的增加与膜内受体蛋白转位、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

46、酸化、膜受体亲和力改变与受体蛋白的磷酸化、去磷酸化有关。去磷酸化有关。2024/7/30108 1、乙酰胆碱及受体、乙酰胆碱及受体 胆碱能神经元胆碱能神经元 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 胆碱能纤维胆碱能纤维 外周:所有自主神经节前纤维、大多数副交感节外周: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(三)人体内主要的神经递质和

47、受体系统2024/7/30109外周胆碱能神经纤维外周胆碱能神经纤维2024/7/30110Cholinergic neuronsdie first in Alzheimer1) Basal forebrain complex:-Arousal-Sleep-wake cycle2) Ponto complex:regulate sensoryrelay nuclei新皮质新皮质 丘脑丘脑 脑桥中脑被盖部脑桥中脑被盖部内侧隔阂内侧隔阂 基底核基底核 海马海马 2024/7/30111乙酰胆碱的合成及分解乙酰胆碱的合成及分解胆碱乙酰酶胆碱乙酰酶乙酰辅酶乙酰辅酶A胆碱胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱胆碱酯酶胆碱

48、酯酶乙酸乙酸胆碱胆碱乙酰胆碱乙酰胆碱2024/7/301122024/7/30113乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体u 能与能与ACh特异结合的受体称为胆碱能受体。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、能与天然植物中的毒蕈碱结合,称为毒蕈毒蕈碱受体碱受体(muscarinic receptor),简称),简称M受体;受体;有有M1M5五种亚型,为五种亚型,为G蛋白耦联受体。蛋白耦联受体。MUSCARINEMUSCARINE2024/7/30114uACh与与M受体结合产生的效应称为毒蕈碱受体结合产生的效应称为毒蕈碱样作用(样作用(M样作用)。样作用)。 如心脏活动的抑制

49、、支气管平滑肌收缩、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。分泌增加、骨骼肌血管舒张等。uM受体的阻断剂是阿托品受体的阻断剂是阿托品Atropine。毒蕈碱毒蕈碱受体受体2024/7/301152、能与天然植物中的烟碱结合,称为烟碱、能与天然植物中的烟碱结合,称为烟碱受体(受体(nicotinic receptor),简称),简称N受体。有受体。有N1和和N2两种离子通道型受体亚型。两种离子通道型受体亚型。 NICOTINE NICOTINE 烟碱受体烟碱受体2024/7/30116nN受体分类:受

50、体分类:N1型烟碱受体:分布于中枢神经系统和型烟碱受体:分布于中枢神经系统和自主神经节突触后膜,又称为神经元型自主神经节突触后膜,又称为神经元型烟碱受体;烟碱受体;N2型烟碱受体:分布于骨骼肌终板膜,型烟碱受体:分布于骨骼肌终板膜,又称为肌肉型烟碱受体。又称为肌肉型烟碱受体。烟碱受体烟碱受体2024/7/30117nACh与与N受体结合所产生的效应称为烟碱样受体结合所产生的效应称为烟碱样作用(作用(N样作用)。如:兴奋自主神经节节样作用)。如:兴奋自主神经节节后神经元、引起骨骼肌收缩等。后神经元、引起骨骼肌收缩等。u烟碱受体的阻断剂是筒箭毒碱。烟碱受体的阻断剂是筒箭毒碱。N1型烟碱受体的阻断剂

51、是六烃季铵;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。型烟碱受体的阻断剂是十烃季铵。烟碱受体烟碱受体2024/7/301182024/7/301192、单胺类递质及其受体、单胺类递质及其受体u 单胺类递质包括:单胺类递质包括: 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 (norepinephrine, NE 或或 noradrenaline, NA) 肾上腺素肾上腺素 (epinephrine, E 或或 adrenaline,AD) 多巴胺多巴胺(dopamin,DA) 5-羟色胺、组胺羟色胺、组胺 儿儿茶茶酚酚胺胺2024/7/30120儿茶酚胺合成儿茶酚胺合成 酪氨酸酪氨酸 L-多

52、巴胺多巴胺 多巴胺(多巴胺(DA) 去甲肾上腺素(去甲肾上腺素(NE) 肾上腺素(肾上腺素(E)脱羧酶脱羧酶羟化酶羟化酶苯乙胺苯乙胺-N-甲基转移酶甲基转移酶 2024/7/301212024/7/30122n 在中枢在中枢,以,以NE为递质的神经元称为为递质的神经元称为去甲肾上腺素能神经元去甲肾上腺素能神经元,以,以E为递质的神为递质的神经元称为经元称为肾上腺素能神经元。肾上腺素能神经元。n 在外周,多数交感节后纤维(除支在外周,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配汗腺和骨骼肌血管的交感胆碱能纤维外)释放的递质是外)释放的递质是NENE。以以NE为递质的神为递质的神经纤

53、维称为经纤维称为肾上腺素能纤维肾上腺素能纤维。(1)去甲肾上腺素、肾上腺素及其受体)去甲肾上腺素、肾上腺素及其受体2024/7/30123COMT甲基化甲基化单胺氧化酶单胺氧化酶去甲肾上腺素递质的代谢去甲肾上腺素递质的代谢2024/7/30124中枢去甲肾上腺素能通路中枢去甲肾上腺素能通路2024/7/30125颞叶颞叶下丘脑下丘脑蓝斑蓝斑小脑小脑2024/7/30126能与能与NE或或E结合的受体称为结合的受体称为肾上腺素能受体。肾上腺素能受体。受体分型:受体分型: 型肾上腺素能受体型肾上腺素能受体(简称(简称 受体),又有受体),又有 1、 2受受体亚型体亚型 型肾上腺素能受体型肾上腺素能

54、受体(简称(简称 受体)两种。又有受体)两种。又有 1、 2和和 3受体三种亚型。受体三种亚型。 所有的肾上腺素能受体都属于所有的肾上腺素能受体都属于G蛋白耦联受体。蛋白耦联受体。去甲肾上腺素、肾上腺素受体去甲肾上腺素、肾上腺素受体2024/7/30127 肾上腺素受体激活信号转导通路肾上腺素受体激活信号转导通路2024/7/30128NE与与 受体(主要是受体(主要是 1受体)结合所产生的平滑肌受体)结合所产生的平滑肌效应主要是兴奋性的(血管、妊娠子宫效应主要是兴奋性的(血管、妊娠子宫黄体酮黄体酮的作用的作用以以受体受体为主为主 、虹膜辐射状肌等的收缩),也有抑制、虹膜辐射状肌等的收缩),也

55、有抑制性的(如小肠舒张,为性的(如小肠舒张,为 2受体)受体) NE与与 受体(主要是受体(主要是 2受体)结合所产生的平滑肌受体)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,但与心肌等的舒张,但与心肌 1受体结合产生的效应却是兴奋受体结合产生的效应却是兴奋性的。性的。 3受体主要分布于脂肪组织受体主要分布于脂肪组织,与脂肪分解有关。,与脂肪分解有关。肾上腺素能受体效应肾上腺素能受体效应2024/7/301292024/7/30130肾上腺素能受体分类及阻断剂肾上腺素能受体分类及阻断剂n 1 1受体:哌唑嗪受体:哌唑嗪 P

56、razosin2 2受体:育亨宾受体:育亨宾Phentolamine对对1 1受体作用强。受体作用强。受受体体Yohimbine酚妥拉明酚妥拉明2024/7/30131普萘洛尔普萘洛尔(propranolol):):阻断阻断 受体,但对受体,但对 1和和 2受受体无选择性。体无选择性。阿替洛尔阿替洛尔(atenolol)和美托洛尔和美托洛尔(metoprolol)主要阻主要阻断断 1受体,受体,丁氧胺(丁氧胺(butoxamine)主要阻断)主要阻断 2受体。受体。n临床上治疗心绞痛伴有肺通气不畅的患者,应临床上治疗心绞痛伴有肺通气不畅的患者,应选用选用1受体拮抗剂,而不能选用非选择性拮抗受体

57、拮抗剂,而不能选用非选择性拮抗剂剂 。肾上腺素能受体分类及阻断剂肾上腺素能受体分类及阻断剂2024/7/30132n 3受体激动剂:刺激白色脂肪组织的脂解受体激动剂: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、棕色脂肪组织的产热作用,抗肥胖作用。作用。肾上腺素能受体分类及阻断剂肾上腺素能受体分类及阻断剂 西布曲明西布曲明(sibutramine,商品名,商品名曲美曲美)是一种)是一种新型减肥药,它是新型减肥药,它是5-HT和去甲肾上腺素再摄取抑制剂,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可增加饱腹感,减少摄食,还可激活褐色脂肪的3受受体,增加

58、产热。因副作用诱发中风、心脏病机率过大,体,增加产热。因副作用诱发中风、心脏病机率过大,于于2010年年10月月30日召回,停止销售。日召回,停止销售。2024/7/30133DA系统:黑质系统:黑质-纹状体系统、中脑边缘系统和结节纹状体系统、中脑边缘系统和结节-漏斗三个部分。漏斗三个部分。脑内的脑内的DA主要由中脑黑质产生,沿黑质主要由中脑黑质产生,沿黑质-纹状体投纹状体投射系统分布,储存于纹状体,其中以尾核的含量最射系统分布,储存于纹状体,其中以尾核的含量最高。高。D1D5五种受体亚型,五种受体亚型,G蛋白耦联受体。蛋白耦联受体。中枢多巴胺系统主要参与对躯体运动、精神情绪活中枢多巴胺系统主

59、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。动、垂体内分泌功能以及心血管活动等的调节。 (2 2)多巴胺)多巴胺(dopamine, DA)及受体及受体2024/7/30134VTA and SNin the midbrainSN-Striatum(PD)RewardDrug addiction中脑边缘多巴胺系统中脑边缘多巴胺系统( Mesocorticolimbic dopamine system)腹侧被盖部(腹侧被盖部(VTA)额叶额叶奖赏通路(腹侧奖赏通路(腹侧被盖部被盖部前额叶前额叶皮质、伏隔核等)皮质、伏隔核等)http:/ 2024/7/30135n5-羟

60、色胺(羟色胺(serotonin或或5-hydroxytryptamine, 5-HT)系统主要存在于中枢。系统主要存在于中枢。n5-HT能神经元胞体主要集中于能神经元胞体主要集中于低位脑干的中缝核内低位脑干的中缝核内。 5-羟色胺受体多而复杂,已知有羟色胺受体多而复杂,已知有5-HT15-HT7七种受七种受体。体。 5-HT3受体是离子通道型受体,其余大多数是受体是离子通道型受体,其余大多数是G蛋白耦联受体。蛋白耦联受体。n5-HT在中枢神经系统的功能主要是调节痛觉与镇痛、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、心血精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂

61、体内分泌、心血管调节和躯体运动等功能管调节和躯体运动等功能活动。活动。 (3)5-羟色胺及受体羟色胺及受体2024/7/30136色氨酸色氨酸 5 -羟色氨酸羟色氨酸 脱羧酶脱羧酶2024/7/30137鼠脑中的鼠脑中的5-HT能神经元通路能神经元通路2024/7/30138Raphe (seam, ridge)nucleiin the medullaAttentionArousalSleep-wake cyclePainMood/emotion(Depression)新皮质新皮质 基底神经节基底神经节 丘脑丘脑 下丘脑下丘脑 颞叶颞叶 中缝核中缝核 小脑小脑 脊髓脊髓 2024/7/3013

62、9n组胺能神经元胞体集中在下丘脑后部的结节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。乳头核内,纤维几乎到达中枢所有部位。n组胺还存在于肥大细胞、肠嗜铬细胞。组胺还存在于肥大细胞、肠嗜铬细胞。 (4)组胺及受体)组胺及受体 中枢组胺系统可能与觉醒、性行为、腺垂体激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。素分泌、血压、饮水、痛觉调节有关。2024/7/30140n组胺系统有组胺系统有H1、H2和和H3三种受体,广泛存三种受体,广泛存在于中枢和周围神经系统。在于中枢和周围神经系统。uH3受体为突触前受体,通过受体为突触前受体,通过G蛋

63、白介导抑蛋白介导抑制组胺或其他递质的释放。制组胺或其他递质的释放。u与与H1受体结合后激活磷脂酶受体结合后激活磷脂酶C。u与与H2受体结合后提高受体结合后提高cAMP浓度。浓度。 (4)组胺及受体)组胺及受体2024/7/30141n( 1)兴奋性氨基酸:)兴奋性氨基酸: 主要包括主要包括 谷氨酸谷氨酸(glutamic acid,Glu) 门冬氨酸。门冬氨酸。 谷氨酸受体谷氨酸受体 促离子型受体促离子型受体 促代谢型受体促代谢型受体 3、氨基酸类递质及其受体、氨基酸类递质及其受体2024/7/30142谷氨酸促离子型受体谷氨酸促离子型受体 K+、Na+Na+,Na+Ca2+K+Na+Ca2+

64、海马密度高海马密度高2024/7/30143Glu受体分子结构受体分子结构2024/7/30144糖基化位点糖基化位点 氧化还原位点氧化还原位点 甘氨酸甘氨酸聚胺聚胺细胞浆细胞浆NMDA受体受体2024/7/301452024/7/301462024/7/30147Glutamate ReceptorsAMPA receptorNMDA receptor2024/7/30148n(2)抑制性氨基酸:)抑制性氨基酸: 主要包括主要包括 -氨基丁酸和甘氨酸。氨基丁酸和甘氨酸。u -氨基丁酸(氨基丁酸( -aminobutyric acid, GABA)是脑内主要的抑制性递质)是脑内主要的抑制性递质

65、u甘氨酸(甘氨酸(glycine, Gly)主要分布于脊髓和)主要分布于脊髓和脑干。脑干。3、氨基酸类递质及其受体、氨基酸类递质及其受体2024/7/30149谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶谷氨酸盐谷氨酸盐 2024/7/301502024/7/30151 -氨基丁酸(氨基丁酸( GABA)受体)受体nGABA受体可分出受体可分出GABAA、GABAB和和GABAC 三种受体亚型。三种受体亚型。 nGABAA和和GABAC属于促离子型受体,耦联氯属于促离子型受体,耦联氯通道,激活时增加通道,激活时增加Cl 内流。内流。2024/7/30152乙醇乙醇 苯二氮苯二氮 巴比妥酸盐巴比妥酸盐 神经甾体神经

66、甾体 2024/7/30153 -氨基丁酸(氨基丁酸( GABA)受体)受体nGABAB受体属于促代谢型受体,分布在突触受体属于促代谢型受体,分布在突触前、突触后。突触前前、突触后。突触前GABAB受体激活后,可受体激活后,可通过相耦联的通过相耦联的G蛋白增加蛋白增加 K+外流,外流,减少减少Ca2+内内流而使递质释放减少流而使递质释放减少;突触后;突触后GABAB受体激受体激活后,则可通过活后,则可通过G蛋白抑制腺苷酸环化酶,激蛋白抑制腺苷酸环化酶,激活钾通道,活钾通道,增加增加K+外流外流。n在突触后均产生在突触后均产生IPSP。 2024/7/30154n甘氨酸受体为促离子型受体,通道开

67、放时允甘氨酸受体为促离子型受体,通道开放时允许许Cl 和其他单价阴离子进入膜内,引起突和其他单价阴离子进入膜内,引起突触后膜超极化,即产生触后膜超极化,即产生IPSP。n甘氨酸受体可被生物碱甘氨酸受体可被生物碱 士的宁士的宁 阻断。阻断。 n甘氨酸可结合甘氨酸可结合NMDA受体,产生兴奋,为谷受体,产生兴奋,为谷氨酸受体氨酸受体NMDA激活所需。激活所需。n没有受体激动剂。没有受体激动剂。甘甘氨基受体氨基受体破伤风致病菌分泌,肌破伤风致病菌分泌,肌肉持续收缩,痉挛死亡肉持续收缩,痉挛死亡2024/7/30155n定义:定义:神经肽是指分布于神经系统起递质或神经肽是指分布于神经系统起递质或 调质

68、作用的肽类物质。调质作用的肽类物质。n分类:分类:n(1)速激肽:)速激肽:P物质、神经激肽物质、神经激肽A等等 n(2)阿片肽)阿片肽 : -内啡肽、脑啡肽、强啡肽内啡肽、脑啡肽、强啡肽4、神经肽及其、神经肽及其受体受体2024/7/30156 有有 、 和和 受体。受体。 均为均为G蛋白耦联受体,均可蛋白耦联受体,均可cAMP。 受体激活受体激活K+电导电导,引起中枢神经,引起中枢神经元超极化。元超极化。 和和 受体激活受体激活 钙通道关闭。钙通道关闭。阿片阿片受体受体2024/7/30157n(3)下丘脑调节肽和神经垂体肽)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下丘脑

69、调节腺垂体功能的肽类激素称 为为下丘脑调节肽。下丘脑调节肽。 n(4)脑)脑-肠肽肠肽 脑脑-肠肽是指在胃肠道和脑内双重分布的肠肽是指在胃肠道和脑内双重分布的肽类物质肽类物质 。n(5)其他神经肽)其他神经肽:缓激肽、:缓激肽、ANP、Ang等等 神经肽及其神经肽及其受体受体2024/7/301585 5、气体分子类递质及其受体、气体分子类递质及其受体(1)一氧化氮()一氧化氮(nitric oxide, NO):): NO不储存于突触囊泡内,不以出胞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的形式释放,也不与靶细胞膜上的特异性受体结合。受体结合。 NO以扩散方式以激活鸟

70、苷酸以扩散方式以激活鸟苷酸环化酶而发挥生物学效应。环化酶而发挥生物学效应。 (2)一氧化碳:)一氧化碳:作用方式同作用方式同NO 。 2024/7/30159精氨酸精氨酸 鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶 2024/7/30160In the vertebrate brain, a form of learning called long-term potentiation (LTP) involves an increase in the strength of synaptic transmission2024/7/30161n主要是腺苷和主要是腺苷和ATP6 6、嘌呤类递质及其受体、嘌呤类递质及

71、其受体7 7、其他可能的递质、其他可能的递质n前列腺素前列腺素 、神经活性类固醇、神经活性类固醇 2024/7/30162四、反射活动的基本规律四、反射活动的基本规律(一)反射的分类:(一)反射的分类: 俄国著名生理学家、首届生理学俄国著名生理学家、首届生理学诺贝尔奖获得者巴甫洛夫,将人和高诺贝尔奖获得者巴甫洛夫,将人和高等动物的反射分为:等动物的反射分为: 非条件反射、条件反射非条件反射、条件反射Pavlov (1849-1936)2024/7/30163非条件反射非条件反射(unconditioned reflex) 生来就有、数量有限、比较固定及形式生来就有、数量有限、比较固定及形式低级

72、的反射。包括防御反射、食物反射、性低级的反射。包括防御反射、食物反射、性反射等。反射等。2024/7/30164非条件反射非条件反射 特点:特点: .生来就有,数量有限;生来就有,数量有限; .反射弧固定;反射弧固定; .无需大脑皮层参与,皮层下中枢即可完成无需大脑皮层参与,皮层下中枢即可完成 意义:意义: 使人和动物能够初步适应环境,对个体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。生存和种系生存有重要意义。2024/7/30165 条件反射条件反射(conditioned reflex)俄国生理学家、心理学家、医师、高俄国生理学家、心理学家、医师、高级神经活动学说的创始人

73、,高级神经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,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。年获诺贝尔生理学或医学奖。Pavlov (1849-1936)2024/7/30166 概念:概念:通过后天学习和训练而形成的反射。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。是反射活动的高级形式。 特点特点: . 在非条件反射基础上经训练建立起来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。的反射活动,数量

74、无限。 . 反射弧易变,可以建立,也能消退。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。形成条件反射必须有大脑皮层参与。 条件反射条件反射(conditioned reflex)2024/7/30167意义:意义:使人和动物扩大了机体的适应范围,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。应复杂变化的环境。条件反射条件反射(conditioned reflex)2024/7/30168巴甫洛夫主要贡献巴甫洛夫主要贡献1、消化腺的生理机制、消化腺的生理机制2、经典条件反射、经典条件反射3、

75、心脏的神经功能、心脏的神经功能因为对消化系统的研究因为对消化系统的研究 于于1904年年获获诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖 2024/7/30169巴甫洛夫名言巴甫洛夫名言争论是思想的最好触媒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。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。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:人家对你评价多么高,你总有勇气对自己说:“我是我是个毫无所知的人。个毫无所知的人。”绝不要陷于

76、骄傲。因为骄傲,你会拒绝别人的忠告和绝不要陷于骄傲。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;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。因为骄傲,你会丧失客观方面的准绳。2024/7/30170 单突触反射和多突触反射单突触反射和多突触反射单突触反射(单突触反射(monosynaptic reflex)中枢只经过一次突触传递。腱中枢只经过一次突触传递。腱反射是反射是 人体内惟一的单突触反射。人体内惟一的单突触反射。 多突触反射(多突触反射(polysynaptic reflex)中枢经过多次突触传递,中枢经过多次突触传

77、递, 如肌如肌紧张、紧张、 屈肌反射等。屈肌反射等。(二)反射的中枢整合(二)反射的中枢整合2024/7/30171膝跳反射膝跳反射指在膝半屈和小腿自由下垂时,指在膝半屈和小腿自由下垂时,轻快地叩击膝腱,引起股四头轻快地叩击膝腱,引起股四头肌收缩,使小腿作急速前踢的肌收缩,使小腿作急速前踢的反应。此反射属于腱反射,是反应。此反射属于腱反射,是单突触反射,传入神经纤维直单突触反射,传入神经纤维直接与传出神经元的胞体联系。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动终板,从而引起被牵拉

78、的肌肉收缩,使小腿前伸肉收缩,使小腿前伸。 2024/7/30172膝跳反射膝跳反射2024/7/30173屈肌反射:屈肌反射:皮肤受到伤害性刺激时,受刺激一侧的皮肤受到伤害性刺激时,受刺激一侧的肢体出现屈曲反应,关节的屈肢体出现屈曲反应,关节的屈 肌收缩而伸肌弛缓。肌收缩而伸肌弛缓。属于多突触反射。属于多突触反射。2024/7/30174 在整体情况下,感觉冲动进入脊髓或在整体情况下,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,再导到高级中枢

79、,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。发出下行冲动来调整反射的传出冲动。反射的中枢整合反射的中枢整合2024/7/30175(二)中枢神经元的联系方式(二)中枢神经元的联系方式单线式联系单线式联系辐散式联系辐散式联系聚合式联系聚合式联系链锁式联系链锁式联系环式联系环式联系2024/7/30176后发放或后放电(后发放或后放电(after discharge)环式联系环式联系 在环式联系中,即在环式联系中,即使最初的刺激已经停止,使最初的刺激已经停止,传出通路上冲动发放仍传出通路上冲动发放仍能继续一段时间,这种能继续一段时间,这种现象称为现象称为后发放或后放后发放或后放电。电

80、。2024/7/30177(五)中枢兴奋传播的特征(五)中枢兴奋传播的特征*1、单向传播:、单向传播: 在反射活动中,兴奋经化学性在反射活动中,兴奋经化学性突触传递,只能从突触前末梢传向突触后突触传递,只能从突触前末梢传向突触后神经元。神经元。2、中枢延搁:中枢延搁: 兴奋经中枢传播时往往较慢。兴奋经中枢传播时往往较慢。3、兴奋的总和:、兴奋的总和:在反射活动中,需要若干神在反射活动中,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。一中枢,才可能产生传出效应。 存在存在易化(易化(facilitation)现象)现象。2024/7

81、/30178空间总和空间总和(spatial summation)2024/7/30179时间总和(时间总和(temporal summation)2024/7/30180(四)中枢兴奋传播的特征(四)中枢兴奋传播的特征*4、兴奋节律的改变:、兴奋节律的改变: 反射弧的传入神经和传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,往出神经在兴奋传递过程中的放电频率,往往不同。往不同。5、后发放与反馈:、后发放与反馈: 后发放见环式联系。反馈后发放见环式联系。反馈有正负反馈两种方式。有正负反馈两种方式。 6、对内环境变化敏感和易疲劳。、对内环境变化敏感和易疲劳。2024/7/30181神经纤

82、维传导和突触传递特征神经纤维传导和突触传递特征的比较的比较神经纤维传导神经纤维传导突触传递突触传递传导方向传导方向双向双向单向单向时间延搁时间延搁无无有有电位变化电位变化全或无全或无总和、节律改变总和、节律改变后后 发发 放放无无有有完完 整整 性性要求要求要求要求疲劳疲劳相对不易相对不易相对容易相对容易环境因素影响环境因素影响绝绝 缘缘 性性易受影响易受影响2024/7/30182(五)中枢抑制和中枢易化(五)中枢抑制和中枢易化 中枢抑制中枢抑制 突触后抑制突触后抑制* 突触前抑制突触前抑制*中枢易化中枢易化 突触后易化突触后易化 突触前易化突触前易化2024/7/30183突触后抑制突触后

83、抑制*(postsynaptic inhibition)n由抑制性中间神经元释放抑制性递质,使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突触后神经元产生IPSP而引起。而引起。n有两种形式有两种形式 传入侧支性抑制传入侧支性抑制 回返性抑制回返性抑制 2024/7/30184传入侧支性抑制传入侧支性抑制*( afferent collateral inhibition )n由抑制性中间神经元由抑制性中间神经元释放抑制性递质,使释放抑制性递质,使突触后神经元产生突触后神经元产生IPSP而引起。而引起。n意义:使不同中枢之意义:使不同中枢之间的活动协调起来间的活动协调起来屈肌屈肌运动神经

84、元运动神经元伸肌伸肌运动神经元运动神经元2024/7/30185传入侧支性抑制传入侧支性抑制( afferent collateral inhibition )2024/7/30186回返性抑制回返性抑制*( recurrent inhibition )n中枢神经元兴奋时,传出冲动沿轴突外传,同中枢神经元兴奋时,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,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。奋的神经元及同一中枢的其他神经元。2024/7/301872024/7

85、/30188回返性抑制回返性抑制*( recurrent inhibition )n意义:使发出兴奋意义:使发出兴奋的神经元的活动及的神经元的活动及时终止;使同一中时终止;使同一中枢内许多神经元之枢内许多神经元之间的活动步调一致间的活动步调一致2024/7/30189突触前抑制突触前抑制*(presynaptic inhibition)n通过某种生理机制改变突触前膜活动,使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,造成突触后神经其兴奋性递质释放减少,造成突触后神经元产生抑制效应。元产生抑制效应。n结构基础:结构基础:轴突轴突轴突型突触轴突型突触的存在。的存在。2024/7/30

86、190突触前抑制突触前抑制*(presynaptic inhibition)2024/7/30191 B末梢兴奋末梢兴奋释放释放GABA激激活活A末梢上末梢上GABAA受体受体A末末梢梢Cl-电导(通透性)电导(通透性)Cl-外外流流A末梢去极化末梢去极化传到传到A末末梢梢AP幅值幅值Ca2+内流入内流入A末末梢量梢量递质释放递质释放突触后突触后EPSP变小变小神经元神经元C抑制。抑制。突触前抑制产生机制突触前抑制产生机制感觉神经元,交感神经节细胞,感觉神经元,交感神经节细胞,内皮细胞,平滑肌、心肌细胞等内皮细胞,平滑肌、心肌细胞等2024/7/30192在某些轴突末梢(如图中在某些轴突末梢(

87、如图中A)存在存在GABAB受体。受体。B末梢释放末梢释放GABA与与GABAB受体结合受体结合G蛋白介导蛋白介导A末梢膜上末梢膜上K+通道通道开放开放K+外流,膜去极化外流,膜去极化 Ca2+内流入内流入A末梢数量减少末梢数量减少突触前抑制产生机制突触前抑制产生机制脊髓后角初级感觉传入神经元和脊髓后角初级感觉传入神经元和交感神经末梢交感神经末梢(相当于图中相当于图中A末梢末梢)2024/7/30193突触前抑制产生机制突触前抑制产生机制在兴奋性末梢(也如图在兴奋性末梢(也如图中的末梢中的末梢A A),通过激),通过激活某些促代谢型受体,活某些促代谢型受体,直接抑制递质释放,而直接抑制递质释放

88、,而与与CaCa2+2+内流无关。内流无关。2024/7/30194n 特点:特点:是一种去极化抑制;多发生于感觉是一种去极化抑制;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(触传递;产生的潜伏期长(20ms) 、作用、作用持续时间长。持续时间长。 n意义:意义:控制从外周传入中枢的感觉信息,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。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突触前抑制的特点和意义2024/7/301952024/7/30196n在与突触前抑制相同的结构基础上(轴在与突触前抑制相同的结构基础上(轴-轴突轴突触),由于触),由于A纤维动作电位时程延长,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,神经元通道开放时间增加,递质释放增加,神经元C的的EPSP变大而产生的。变大而产生的。 突触前易化突触前易化(presynaptic facilitation)2024/7/301972024/7/301982024/7/30199海兔缩鳃反射敏感化的产生海兔缩鳃反射敏感化的产生2024/7/30200谢谢观赏!谢谢观赏!

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