神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能

神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第1頁/共61頁神經(jīng)元靜息電位動作電位突觸和突觸傳遞神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)離子通道受體和第二信使

Dendriticspines第2頁/共61頁第一節(jié)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)一、胞體二、突起三、分類Theaxonandaxoncollaterals第3頁/共61頁Thephospholipidbilayer第4頁/共61頁Classificationofneuronsbasedonthenumberofneurites第5頁/共61頁第6頁/共61頁Classificationofneuronsbasedondendritictreestructure第7頁/共61頁根據(jù)神經(jīng)元釋放遞質(zhì)的不同分類：膽堿能神經(jīng)元腎上腺素能神經(jīng)元多巴胺能神經(jīng)元5－羥色胺能神經(jīng)元第8頁/共61頁第二節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞一、類型1.星形膠質(zhì)細(xì)胞血腦屏障的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、支撐、營養(yǎng)、清潔2.少突膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成髓鞘的主要成分3.小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬、清除病變細(xì)胞4.許旺氏細(xì)胞周圍神經(jīng)系統(tǒng)中形成髓鞘第9頁/共61頁星形膠質(zhì)細(xì)胞astrocyte第10頁/共61頁少突膠質(zhì)細(xì)胞Anoligodendroglialcell第11頁/共61頁第12頁/共61頁1.支持、絕緣、保護和修復(fù)作用2.營養(yǎng)和物質(zhì)代謝作用3.對離子、遞質(zhì)的調(diào)節(jié)和免疫功能二、功能第13頁/共61頁第三節(jié)神經(jīng)元內(nèi)的信息傳遞一、靜息電位二、靜息膜電位的離子學(xué)說三、動作電位Anearlydepictionofanervecell第14頁/共61頁一、靜息電位靜息電位（restingpotential）：神經(jīng)元未受刺激時，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。海馬CA1區(qū)錐體細(xì)胞RP－60mv視網(wǎng)膜上的視桿細(xì)胞RP－30～－40mv大腦皮層的錐體細(xì)胞RP－60～－80mv去極化和超極化由于技術(shù)上的原因，目前我們記錄到的神經(jīng)元靜息電位，大都是從直徑大于20μm的神經(jīng)元中獲得，如魷魚的軸突第15頁/共61頁第16頁/共61頁二、靜息膜電位的離子學(xué)說靜息膜電位產(chǎn)生的基本因素：①細(xì)胞內(nèi)外離子分布的不平衡，②膜上離子通道關(guān)閉和開放對離子產(chǎn)生不同的通透性，③生電性鈉泵的作用，即鈉鉀泵。第17頁/共61頁Thesodium-potassiumpump第18頁/共61頁第19頁/共61頁Structureofthevoltage-gatedsodiumchannel第20頁/共61頁Themovementofionsinfluencedbyanelecetricalfield第21頁/共61頁Electricalcurrentflowacross第22頁/共61頁Electricalcurrentflowacrossamembrane第23頁/共61頁Thedependenceofmembranepotentialonexternalpotassiumconcentration第24頁/共61頁三、動作電位1、動作電位產(chǎn)生的離子機制2、動作電位的傳遞

動作電位：刺激達(dá)到一定強度，神經(jīng)元膜電位產(chǎn)生非常短暫的逆轉(zhuǎn)，導(dǎo)致信息沿軸突的傳遞，該過程叫做動作電位。第25頁/共61頁Anactionpotential第26頁/共61頁BRAINFOOD第27頁/共61頁BRAINFOOD第28頁/共61頁第29頁/共61頁動作電位的傳遞全或無法則頻率法則跳躍傳道：朗飛氏結(jié)節(jié)約能量提高傳導(dǎo)速度第30頁/共61頁第四節(jié)突觸和突觸傳遞一、化學(xué)突觸二、突觸電位和突觸整合三、受體和第二信使第31頁/共61頁SynapticarrangementsintheCNS第32頁/共61頁一、化學(xué)突觸突觸前膜：又稱突觸前成分，根據(jù)不同細(xì)胞類型的連接用不同術(shù)語表示，如神經(jīng)元與神經(jīng)元之間，神經(jīng)元與肌肉之間，分別稱為突觸前終末、終扣、終球、曲張體等。突觸小泡，直徑40～200nm。突觸間隙：寬度因突觸類型不同而異，約20nm。突觸后膜：又稱突觸后成分，有多種特異蛋白質(zhì)（受體蛋白、通道蛋白、使神經(jīng)遞質(zhì)失活的酶類）。第33頁/共61頁Theaxonterminalandthesynapse第34頁/共61頁Thepartsofachemicalsynapse第35頁/共61頁Chemicalsynapses,asseenwiththeelectronmicroscope第36頁/共61頁VarioussizesofCNSsynapses第37頁/共61頁突觸的種類軸-樹突觸軸-體突觸軸-軸突觸第38頁/共61頁二、突觸后電位和神經(jīng)整合突觸后電位：神經(jīng)遞質(zhì)激活突觸后受體而產(chǎn)生的短暫的去極化或超極化過程。突觸后電位的性質(zhì)由受體的性質(zhì)決定。第39頁/共61頁突觸后電位1、興奮性突觸后電位（EPSP）鈉離子通道開啟，鈉離子流入，導(dǎo)致去極化2、抑制性突觸后電位（IPSP）鉀離子通道開啟，鉀離子流出；或者氯離子通道開啟，氯離子流入，導(dǎo)致超極化3、神經(jīng)整合：時間＋空間第40頁/共61頁ThegenerationofanEPSP第41頁/共61頁ThegenerationofanIPSP第42頁/共61頁神經(jīng)整合：時間第43頁/共61頁神經(jīng)整合：空間第44頁/共61頁神經(jīng)整合第45頁/共61頁突觸后電位的終結(jié)重攝取酶失活第46頁/共61頁軸-軸突觸軸-軸突觸影響突觸后終扣釋放神經(jīng)遞質(zhì)的量突觸前興奮突觸前抑制第47頁/共61頁三、受體和第二信使1、受體的分子機制2、神經(jīng)信號傳導(dǎo)中的G蛋白3、鈣作為第二信使系統(tǒng)第48頁/共61頁1、

受體的分子機制組成：①接收部分（receptor），與配體結(jié)合；②效應(yīng)成分（effector），換能作用。特性：①飽和性②特異性或?qū)Ｒ恍寓劭赡嫘缘?9頁/共61頁“receptor'seye”viewofneurotransmitterrelease第50頁/共61頁1、

受體的分子機制受體的類型：促離子型受體：當(dāng)合適的神經(jīng)遞質(zhì)與之結(jié)合，離子通道打開，如：乙酰膽堿促代謝型受體：與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合后，引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng)，然后開放離子通道：G蛋白偶聯(lián)型第51頁/共61頁Similaritiesinthestructureofsubunitsfordifferenttransmitter-gatedionchannels第52頁/共61頁2、神經(jīng)信號傳導(dǎo)中的G蛋白G蛋白的作用：①介導(dǎo)其他細(xì)胞內(nèi)外信使的作用；②調(diào)節(jié)離子通道，引起生長、代謝、細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)的變化；③參與調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放、突觸受體敏感性、細(xì)胞代謝、分化和生長。第53頁/共61頁2、神經(jīng)信號傳導(dǎo)中的G蛋白G蛋白即：GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白

受體通過GTP（三磷酸鳥苷

）催化激活G蛋白G蛋白偶聯(lián)受體通過跨膜螺旋結(jié)構(gòu)將信息傳遞到胞質(zhì)面效應(yīng)蛋白：G蛋白調(diào)節(jié)的效應(yīng)物酶：腺苷酸環(huán)化酶，即cAMP（環(huán)腺苷酸

）的酶通道：直接作用或通過第二信使來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運蛋白：光傳導(dǎo)系統(tǒng)，光感細(xì)胞第54頁/共61頁第二信使多數(shù)G蛋白偶聯(lián)受體能激活反應(yīng)鏈，改變一種或數(shù)種細(xì)胞內(nèi)小的信號分子的濃度，通過這些小的信號分子進一步將信號下傳，如cAMP、Ca2+等，通常將這一類在細(xì)胞內(nèi)傳遞信號的小分子化合物稱為第二信使。第55頁/共61頁Thecomponentsofasecondmessengercascade第56頁/共61頁SignalamplificationbyG-protein-coupledsecondmessengercascadesadenylylcyclase：腺苷酸環(huán)化酶cAMP：環(huán)腺苷酸Kinase:激酶第57頁/共61頁3、鈣作為第二信使系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+濃度0.1～0.2μmol/L細(xì)胞外Ca2+濃度1.8mmol/L通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+濃度來實現(xiàn)第二信使的功能：①Ca2+內(nèi)流觸發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放；②與其他第二信使、蛋白磷酸化、遞質(zhì)合成和代謝作用相聯(lián)系發(fā)揮作用；③在突觸可塑性、發(fā)育、學(xué)習(xí)記憶等神經(jīng)細(xì)胞功能中起重要作用。第58頁/共61頁胞質(zhì)Ca2+的調(diào)控Ca2+的來源：①細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流；②細(xì)胞內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的鈣庫。調(diào)控途徑：①細(xì)胞膜上的鈣通道：突觸前膜②Na+/Ca2+交換器（鈉泵）：3Na