神經(jīng)系統(tǒng)基本原理和活動調(diào)節(jié)

1、神 經(jīng) 系 統(tǒng)基本原理和活動調(diào)節(jié)神 經(jīng) 系 統(tǒng) (Nervous System) * 神經(jīng)系統(tǒng)活動的基本原理 * 神經(jīng)系統(tǒng)的感覺功能 * 神經(jīng)系統(tǒng)對軀體運動的調(diào)節(jié) * 神經(jīng)系統(tǒng)對內(nèi)臟活動的調(diào)節(jié) * 腦電活動與睡眠 覺醒 * 腦的高級功能第一節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)功能活動的基本原理神經(jīng)元(neuron)的結(jié)構(gòu)樹突胞體軸突郎飛結(jié)神經(jīng)元(neuron)功能部位神經(jīng)元的4個功能部位：胞體或樹突膜上的受體部位產(chǎn)生動作電位的起始部位傳導(dǎo)神經(jīng)沖動的纖維部位引起遞質(zhì)釋放的末梢部位神經(jīng)纖維的主要功能 1.神經(jīng)纖維的興奮傳導(dǎo)作用 1) 神經(jīng)纖維傳導(dǎo)興奮的特征 生理完整性 (Physiological integrality

2、 ) 絕緣性 (Insulation) 雙向性 (Bidirection ) 相對不疲勞性 (Relatively indefatigability ) 2)影響神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度的因素： 直徑 傳導(dǎo)速度(m/s)=6*直徑(um) 有無髓鞘 跳躍式傳導(dǎo) 髓鞘厚度 軸索：神經(jīng)纖維直徑：1，傳導(dǎo)最快 溫度 神經(jīng)纖維的軸漿運輸順向軸漿運輸 快速軸漿運輸 遞質(zhì)囊泡，分泌顆粒 慢速軸漿運輸 微管與微絲逆向軸漿運輸3. 神經(jīng)纖維的營養(yǎng)性作用(trophic action ) 神經(jīng)末梢經(jīng)常地釋放某些物質(zhì)，持續(xù)地調(diào)整被支配組織的內(nèi)在代謝活動，影響其持久性的結(jié)構(gòu)、生化和生理的變化，稱神經(jīng)的營養(yǎng)性作用（二）神經(jīng)膠

3、質(zhì)細胞特征 無樹突和軸突之分 細胞間縫隙連接 不產(chǎn)生動作電位 終身具有分裂增值能力功能 支持和引導(dǎo)神經(jīng)元遷移 修復(fù)和再生 免疫應(yīng)答 形成髓鞘和屏障 物質(zhì)代謝和營養(yǎng) 穩(wěn)定細胞外的鉀離子濃度 參與某些活性物質(zhì)的代謝（二）神經(jīng)膠質(zhì)細胞特征 無樹突和軸突之分 細胞間縫隙連接 不產(chǎn)生動作電位 終身具有分裂增值能力功能 支持和引導(dǎo)神經(jīng)元遷移 修復(fù)和再生 免疫應(yīng)答 形成髓鞘和屏障 物質(zhì)代謝和營養(yǎng) 穩(wěn)定細胞外的鉀離子濃度 參與某些活性物質(zhì)的代謝二 突觸傳遞（本章重點）傳遞方式：化學(xué)性突觸傳遞定向突觸非定向突觸電突觸傳遞一、經(jīng)典的突觸傳遞 （一）突觸的分類 分類：軸-胞突觸、軸-樹突觸、軸-軸突觸、樹-樹突觸。

4、 結(jié)構(gòu): 突觸前膜： 遞質(zhì)、受體 突觸間隙： 水解酶 突觸后膜： 受體、離子通道 軸突軸突式突觸軸突樹突式突觸軸突胞體式突觸突觸后膜突觸間隙突觸前膜突觸前膜髓鞘（三）突觸傳遞的過程：電-化學(xué)-電過程 突觸前神經(jīng)元的生物電變化 神經(jīng)遞質(zhì)的釋放突觸后神經(jīng)元的生物電變化（興奮性或抑制性突觸后電位） Ca2+內(nèi)流突觸傳遞過程突觸囊泡釋放遞質(zhì)的示意圖 突觸前軸突末梢的AP突觸小泡中興奮性遞質(zhì)釋放遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合突觸后膜離子通道開放Na+、 K+通透性EPSPNa+內(nèi)流、 K+外流1.興奮性突觸傳遞Ca2+內(nèi)流：降低軸漿粘度和消除突觸前膜內(nèi)的負電位去極化突觸前軸突末梢的AP突觸小泡中抑制性遞質(zhì)釋放遞

5、質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合突觸后膜離子通道開放Cl-(主) K+通透性IPSPCl-內(nèi)流、 K+外流2.抑制性突觸傳遞Ca2+內(nèi)流：降低軸漿粘度和消除突觸前膜內(nèi)的負電位超極化2動作電位在突觸后神經(jīng)元的產(chǎn)生EPSP與IPSP的產(chǎn)生與比較神經(jīng)軸突的興奮沖動引起突觸前膜釋放遞質(zhì)與相應(yīng)受體結(jié)合引起突觸后膜 突觸后膜去極化 突觸后膜超極化 （EPSP） （IPSP） 興奮性遞質(zhì)抑制性遞質(zhì)Na+、Ca2+通透性提高；尤其是Na+對Cl- 通透性 提高（六）突觸傳遞的調(diào)制 對遞質(zhì)釋放的調(diào)制：Ca2+、自身受體 影響已釋放遞質(zhì)消除的因素 對后膜受體的調(diào)制（上調(diào)、下調(diào)）（七）突觸的可塑性(plasticity) 強直

6、后增強 (posttetanic potentitation)：突觸前胞漿鈣積累 習(xí)慣化 (habituation)/敏感化(sensitization)：突觸前鈣通道失活/cAMP增加，鈣內(nèi)流增加 長時程增強 (long-term potentiation,LTP):突觸后鈣增加（大量）學(xué)習(xí)記憶 長時程抑制 (long-term depression,LTD）：突觸后鈣增加（少量）二、電突觸傳遞 (Electrical synaptic transmission) 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：縫隙連接 gap junction特點：前后膜對稱；雙向性電傳遞； 傳遞速度快，潛伏期極短功能：促進不同神經(jīng)元產(chǎn)生同步

7、性放電 三、接頭傳遞(Junction transmission ) （一）神經(jīng)-骨骼肌接頭傳遞（二）神經(jīng)-平滑肌和神經(jīng)-心肌接頭傳遞 曲張體(varicosity) 非定向突觸傳遞 特點： 1. 沒有特異的突觸結(jié)構(gòu)； 2. 沒有一對一的關(guān)系； 3. 曲張體與效應(yīng)器間距離遠； 4. 傳遞所費時間長； 5. 效應(yīng)取決于接頭后膜 上的受體 接頭后膜電反應(yīng): -興奮性接頭電位 (EJP) -抑制性接頭電位 (IJP) 四、神經(jīng)遞質(zhì)和受體（一）神經(jīng)遞質(zhì)-神經(jīng)傳遞的基礎(chǔ) 1.歷史: Loewi, 蛙心灌流（1921），迷走素AC（1926）；von Euler 去甲腎上腺素（1949） 2. 遞質(zhì)(ne

8、urotransmitter)和調(diào)質(zhì)(neuromodulator) 3. 遞質(zhì)的共存 Dale原則: 一個神經(jīng)元一種遞質(zhì); 遞質(zhì)共存:一個神經(jīng)元可有二個或以上遞質(zhì)/調(diào)質(zhì) 4. 遞質(zhì)的代謝：合成、儲存、分泌、降解、再攝取和再合成 神經(jīng)遞質(zhì)的鑒定標準突觸前神經(jīng)元存在合成該物質(zhì)的前體和酶能從末梢釋放并引起突觸后神經(jīng)元發(fā)生效應(yīng)人工擬似物作用于突觸后膜能引起相同的反應(yīng)存在對該物質(zhì)的滅活機制有特異的受體激動劑和拮抗劑(二)神經(jīng)遞質(zhì)受體 1.概念：膽堿能受體(N、M)腎上腺素能受體(、)5-HT受體、氨基酸類受體等與離子通道偶聯(lián)受體激活G蛋白和蛋白激酶途徑受體激動劑：能與受體發(fā)生特異性結(jié)合并產(chǎn)生生物效應(yīng)的

9、化學(xué)物質(zhì)。拮抗劑：能與受體發(fā)生特異性結(jié)合不產(chǎn)生生物效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。配體2.受體與配體結(jié)合的特性：特異性；飽和性；可逆性。3.分類：分布部位：突觸前受體、突觸后受體生物效應(yīng)：結(jié)合遞質(zhì)：受體亞型：受體的調(diào)節(jié)：上調(diào)、下調(diào)、內(nèi)化（三）主要的遞質(zhì)與受體 1乙酰膽堿及其受體： 外周神經(jīng)系統(tǒng) (膽堿能纖維，Cholinergic fiber )副交感神經(jīng)的節(jié)后纖維支配汗腺的交感神經(jīng)纖維支配骨骼肌的交感舒血管纖維交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的節(jié)前纖維軀體運動神經(jīng)纖維 中樞神經(jīng)系統(tǒng)（膽堿能神經(jīng)元）Muscarinic action毒蕈堿樣作用（M1-5受體，GPCR，可被阿托品阻斷）Nicotinic action煙堿

10、樣作用（N型受體，離子通道，可被箭毒阻斷）（） Cholinergic receptor (膽堿能受體) 毒蕈堿受體（ muscarinic M受體） 副交感節(jié)后纖維支配的效應(yīng)器膜上 交感神經(jīng)支配的汗腺,骨骼肌血管膜上毒蕈堿作用 ( M 樣作用) 心臟活動抑制 支氣管、胃腸平滑肌、逼尿肌、虹膜環(huán)形肌收縮 消化腺、汗腺分泌增加 骨骼肌血管舒張受體阻斷劑: 阿托品(atropine) 煙堿受體（ nicotinic ， N受體） 神經(jīng)元型煙堿受體:神經(jīng)節(jié)細胞的突觸后膜上和中樞神經(jīng)系統(tǒng)（neuronal-type nicotinic receptor, N1受體） 受體阻斷劑:筒箭毒堿(tubocu

11、rarine), 六烴季胺 肌肉型煙堿受體 :運動終板膜上 (muscle-type nicotinic receptor N2受體 ) 受體阻斷劑:筒箭毒堿(tubocurarine), 十烴季胺 煙堿樣作用 小劑量Ach作用于N：興奮自主神經(jīng)節(jié)后神經(jīng)元，收縮骨骼肌 大劑量Ach作用于N受體：阻斷自主神經(jīng)節(jié)的突觸傳遞 ACh 的失活(inactivation) - 膽堿酯酶acetylcholinesterase的水解 2去甲腎上腺素和腎上腺素及其受體： （）兒茶酚胺類遞質(zhì) 去甲腎上腺素（NA）、腎上腺素（E）、多巴胺（DA） 在外周神經(jīng): 以去甲腎上腺素（NA）作為遞質(zhì)的神經(jīng)纖維，稱為腎上

12、腺素能纖維(adrenergic fiber) 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)： 腎上腺素能神經(jīng)元（延髓） 功能：參與心血管活動的調(diào)節(jié) 去甲腎上腺素能神經(jīng)元（低位腦干） 功能：心血管活動、情緒、體溫、攝食、覺醒等方面的調(diào)節(jié)（）腎上腺素能受體(GPCR) 受體 : 主要為興奮平滑肌(1受體) 血管、子宮、虹膜輻射肌 但胃腸道運動抑制（舒張） 阻斷劑: 1受體-酚妥拉明,哌唑嗪 2受體-酚妥拉明,育亨賓（多為突觸前受體） 受體 : 主要為抑制平滑肌效應(yīng)(2受體) 2受體:血管,支氣管, 消化道等平滑肌上 1受體:心?。?） 3受體:脂肪組織，與脂肪分解有關(guān) 阻斷劑: 1受體普萘洛爾，阿替洛爾，美托洛爾 2受體-普

13、萘洛爾，丁氧胺 心絞痛伴有肺通氣不暢時，選用1受體拮抗劑，而不選非選擇性拮抗劑NA的失活： 末梢重攝?。ㄖ饕?酶解失活 進入血液循環(huán)交感神經(jīng)、副交感神經(jīng)和運動神經(jīng)神經(jīng)遞質(zhì)分布：交感神經(jīng)副交感神經(jīng)運動神經(jīng)AchAchAchAchNEAch（3）多巴胺及其受體（CNS） 存在部位：黑質(zhì)紋狀體、中腦邊緣系統(tǒng)、結(jié)節(jié)漏斗部 受體：D1-D5，屬GPCR 功能：參與對軀體運動、精神情緒活動、垂體內(nèi)分泌調(diào)節(jié)（4）5-羥色胺及其受體（CNS） 存在部位：胞體集中于低位腦干的中縫核 受體：5-HT15-HT7 ，5-HT3：離子通道型，其他屬GPCR 功能：調(diào)節(jié)痛覺與鎮(zhèn)痛、精神情緒、睡眠、體溫、性行為 和垂體

14、內(nèi)分泌、心血管調(diào)節(jié)和軀體運動（5）組胺及其受體 存在部位：局限，集中在下丘腦后部的結(jié)節(jié)乳頭核內(nèi) 受體：H1-H3，屬GPCR 組胺與H1結(jié)合能激活磷脂酶C 組胺與H2結(jié)合提高細胞內(nèi)cAMP濃度 功能：覺醒、性行為、腺垂體激素分泌、血壓、飲水、痛覺黑質(zhì)紋狀體DA通路運動調(diào)節(jié)Parkinsons disease中腦邊緣葉和中腦皮層通路Memory Motivation/emotional response .Reward and desire .AddictionCan cause hallucinations and schizophrenia if not functioning proper

15、ly 下丘腦垂體通路 Hormonal regulation Maternal behavior (nurturing) Pregnancy Sensory processes中樞多巴胺神經(jīng)通路Raphe nucleiBody temperatureSleepPainMood抑郁癥appetite中樞5-HT神經(jīng)通路6氨基酸類遞質(zhì)及其受體： 興奮性氨基酸： 谷氨酸（Glu）腦和脊髓內(nèi)主要的興奮性遞質(zhì) 門冬氨酸(Asp) 視皮層的錐體細胞、多棘星狀細胞 抑制性氨基酸： -氨基丁酸(GABA) 腦內(nèi)主要的抑制性遞質(zhì) 甘氨酸(Gly) 促離子型受體（氯通道）谷氨酸受體K+K+Glutamate an

16、d LTPestablishment (induction)maintenance (expression)抑制性氨基酸-氨基丁酸(-aminobutyric acid,GABA)受體GABAA 、GABAC ：促離子型受體 激活時增加Cl-內(nèi)流GABAB ：促代謝型受體 通過G蛋白抑制腺苷酸環(huán)化酶，增加K+外流 GABA與受體結(jié)合，使突觸后膜超極化產(chǎn)生IPSP甘氨酸 (glycine Gly)受體：促離子型受體 激活時增加Cl-及其他單價陰離子內(nèi)流,IPSP Gly是Glu興奮NMDA受體所必需的Alcohol decreases glutamate activityCaffeine inh

17、ibits GABA releasePCPangel dust increases glutamate activityCaffeine increases glutamate activityAlcohol increases GABA activityTranquilizers increase GABA activityBalance between glutamate/GABA7. 肽類遞質(zhì)及其受體 P物質(zhì)和其它速激肽 阿片肽(opioid peptides)鎮(zhèn)痛、成癮 下丘腦調(diào)節(jié)肽和神經(jīng)垂體肽 腦-腸肽(brain-gut peptide) 降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin g

18、ene-related peptide) 神經(jīng)肽Y(neuropeptide Y,NPY)8. 嘌呤類遞質(zhì)及其受體 腺苷抑制性中樞調(diào)質(zhì) 腺苷受體（P1），分布于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng) ATP受體：嘌呤核苷酸受體（P2）分布于外周神經(jīng)系統(tǒng) P2Y P2U P2X P2Z G蛋白耦聯(lián)受體 化學(xué)門控通道9. 氣體類遞質(zhì):一氧化氮 一氧化碳Hou S, Heinemann SH, Hoshi T. Physiology (Bethesda). 2009 Feb;24:26-35. H2SH2SDrug actions on synaptic transmissionStop the chemical re

19、actions that create neurotransmitters. Empty neurotransmitters from the vesicles where theyre normally stored and protected from breakdown by enzymes. Block neurotransmitters from entering or leaving vesicles. Bind to receptors in place of neurotransmitters. Prevent neurotransmitters from returning

20、to their sending neuron (the reuptake system). Interfere with second messengers, the chemical and electrical changes that take place in a receiving neuron.三 神 經(jīng) 反 射(reflex)一. Reflex and Reflex arc 1反射的概念和分類：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，機體對內(nèi)外環(huán)境變化所作出的規(guī)律性應(yīng)答。 非條件反射：生來就有 無需大腦皮層的參與 條件反射：學(xué)習(xí)訓(xùn)練獲得 中樞部位：大腦皮層2反射弧的組成 反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和基本單位

21、：反射弧 組成：感受器-傳入神經(jīng)-神經(jīng)中樞 -傳出神經(jīng)-效應(yīng)器3反射的基本過程單突觸反射和多突觸反射單突觸反射單細胞線路多突觸反射二. 中樞神經(jīng)元的聯(lián)系方式1.Single line connection單線式聯(lián)系2. Divergence-輻散式聯(lián)系 Convergence-聚合式聯(lián)系3. Chain circuit-鏈鎖狀聯(lián)系（擴大作用空間 Recurrent circuit-環(huán)狀聯(lián)系單線式聯(lián)系；B. 輻散式聯(lián)系； C. 聚合式聯(lián)系；D. 鏈鎖式聯(lián)系； E. 環(huán)式聯(lián)系 正反饋負反饋后發(fā)放：最初的刺激已經(jīng)停止，傳出通路上沖動發(fā)放仍能繼續(xù)一段時間五、中樞興奮傳布的特征（化學(xué)性突觸 ）1單向傳布

22、one way conduction -限定了信息只能沿指定線路運行2中樞延擱central delay （也稱突觸延擱） 興奮通過一個突觸所需的時間為0.30.5 ms3總和與易化 單根纖維傳入沖動只引起EPSP，不引起 外傳性動作電位4興奮節(jié)律的改變： 傳入神經(jīng)與傳出神經(jīng)放電頻率可不同 總和效應(yīng)、神經(jīng)元自身狀態(tài)、中間神經(jīng)元的接替5. 后發(fā)放(after discharge) 環(huán)狀聯(lián)系反射通路6對內(nèi)環(huán)境變化敏感和易疲勞（五）中樞的抑制和易化 1中樞抑制 (inhibition)突觸后抑制 由抑制性中間神經(jīng)元興奮并釋放抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，使突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生IPSP。 突觸前抑制 通過改變突觸前膜電位使突觸后神經(jīng)元興奮性降低的抑制稱為突觸前抑制disfacilitation （EPSP減少、幅度降低） （1）突觸后抑