神經(jīng)肌肉一般生理學836課件_第1頁
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文檔簡介

一.神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞5.注意要點囊泡量子式釋放200~300個囊泡/AP,107Ach,產(chǎn)生正常的EPP(50mv),需要250個小泡EPP是引起肌細胞膜到TP的3~4倍1:1AP→Ca2+→遞質(zhì)釋放量2.0ms內(nèi)可將Ach清除二.肌肉的細微結(jié)構(gòu)及肌絲的分子裝配1.細微結(jié)構(gòu)肌原纖維與肌小節(jié)肌小節(jié)長度變化范圍1.53.5m;粗肌絲1.5m,M線兩側(cè)各0.1m處無橫橋;細肌絲1.02m

肌管系統(tǒng)在Z線處形成橫管,肌漿網(wǎng)在橫管處形成終末池肌原纖維,肌管系統(tǒng)肌絲分子裝配細肌絲Actin(At)Tropomyosin(Tm)Tn-C:結(jié)合Ca2+troponinTn-I:傳遞信息,并與At結(jié)合Tn-T:與Tm連接二.肌肉的細微結(jié)構(gòu)及肌絲的分子裝配三.肌肉收縮[Ca2+]i:10-7→10-5M靜息時,Ms頭多肽鏈呈負電性,排斥ATP,Ca2+消除負電性后,結(jié)合ATP,1個ATP,50~100A°Ca2+泵轉(zhuǎn)運,舒張,分解1個ATP,轉(zhuǎn)運2個Ca2+肌肉收縮原理——滑行理論四.興奮-收縮偶聯(lián)AP經(jīng)T管到深部三聯(lián)管傳遞信息Ca2+釋放T管上Ca2+通道肽鏈與SR上Ca2+道相對,類似足蛋白連接,AP引起Ca2+道變構(gòu),SR上Ca2+道開放(IP3誘導Ca2+釋放)心肌和骨骼肌不同,主要是由于T管膜L-Ca2+道與終末池膜上RYR受體(Ca2+通道受體)不同四.興奮-收縮偶聯(lián)L-Ca2+道也稱DHPR,由5個亞單位組成,形成孔道的是1,4個結(jié)構(gòu)域,46螺旋(S1-S6),S4對電位變化敏感,去極化,S4移動,由S4移動到通道開放,所需時間大于AP時程,故無Ca2+內(nèi)流,只能是電誘發(fā)Ca2+釋放;心肌則不然

RYRCa2+釋放通道。分布于骨骼肌的是RYR1,心肌是RYR2四.興奮-收縮偶聯(lián)因骨骼?。篖-Ca2+:RYR=1:1;心肌為1:7~10S4移動到L-Ca2+道開放時間:骨骼肌需幾百ms,心肌立即。故骨骼肌和心肌釋放Ca2+機制不同,主要是L-Ca2+道,RYR分子特性不同;骨骼肌L-Ca2+通道啟動慢,RYR1受電壓控制;心肌L-Ca2+道啟動快,RYR2受Ca2+控制。五.骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)和力學分析1.影響因素前負荷前負荷—初長度—收縮力長度-張力曲線[最適前負荷,最適初長度(2~2.2um),最大收縮力]后負荷后負荷—肌張力↑—速度↓張力-速度曲線前負荷+后負荷張力、速度↑2.收縮的外部表現(xiàn)單收縮、收縮的復合(AP永遠是分離的,肌肉收縮可以融合)根據(jù)復合的程度舒張期尚未結(jié)束——不完全強直收縮收縮期尚未結(jié)束——完全強直收縮,且收縮幅度是單收縮的4倍臨界融合頻率:350-30次/s不等五.骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)和力學分析六.平滑肌1.結(jié)構(gòu)有類似肌絲結(jié)構(gòu),但不平行、無序致密體,類似于Z線PrAt是骨骼肌的兩倍,Ms只有1/4最適初長度400m無典型三聯(lián)管,外Ca2+進入,肌漿網(wǎng)釋放細肌絲無肌鈣蛋白六.平滑肌2.平滑肌的收縮平滑肌收縮所用Ca2+有相當一部分來自與胞外,與SR釋放的Ca2+共同構(gòu)成興奮-收縮偶聯(lián)期間的Ca2+升高?;瘜W信號---IP3→IP3R→導致SR釋放Ca2+平滑肌收縮時,Ms與At的結(jié)合是由胞漿中的肌球蛋白輕鏈激酶(myosinlightchainkinase,MLCK)使Ms頭部磷酸化而引起六.平滑肌4.種類多單位平滑?。╩ulti-unitsmoothmuscle)細胞活動各自獨立,受外來神經(jīng)激素調(diào)節(jié)豎毛肌、虹膜肌、大血管平滑肌單一單位平滑?。╯ingle-unitsmoothmuscle)類似心肌,活動形式類似合胞體,具有自律性胃腸,子宮,輸尿管小A、V平滑肌多單位,但有自律性;膀胱平滑肌無自律性,但牽拉時又產(chǎn)生整體反應(yīng),列入單一單位平滑肌六.平滑肌5.神經(jīng)調(diào)控植物神經(jīng)雙重單一協(xié)同拮抗內(nèi)在神經(jīng)叢曲張體—靶細胞之間的距離:80~100nm第二章習題復習題刺激坐骨神經(jīng),引起骨骼肌收縮的全過程(細胞膜的結(jié)構(gòu)-通道、泵、受體,膜的轉(zhuǎn)運與受體功能;RP、AP;興奮傳導;N-M接頭的興奮傳遞;興奮-收縮偶聯(lián);肌肉收縮原理;肌肉收縮的表現(xiàn)及影響因素)刺激、RP、TP、鋒電位、AP、興奮、興奮性之關(guān)系從N-M接頭傳遞和跨膜信號轉(zhuǎn)導,談?wù)劶毎ㄓ嵾^程;信號轉(zhuǎn)導在生命活動中的意義神經(jīng)系統(tǒng)§1總論(基礎(chǔ)神經(jīng)生物學)§2神經(jīng)系統(tǒng)的感覺分析機能§3神經(jīng)系統(tǒng)的運動調(diào)節(jié)機能§4腦的高級功能和腦電圖第一節(jié)總論生命科學學院動物生理教研室第一節(jié)總論神經(jīng)元與神經(jīng)纖維軸漿運輸神經(jīng)的營養(yǎng)作用膠質(zhì)細胞突觸中樞抑制神經(jīng)遞質(zhì)一、神經(jīng)元與神經(jīng)纖維(一)神經(jīng)元1.神經(jīng)元的功能區(qū)

幾個主要功能區(qū)受體部位:胞體、樹突產(chǎn)生動作電位起始部:運動神經(jīng)元始段,感覺神經(jīng)元起始朗飛氏結(jié)傳導沖動部位:軸突引起遞質(zhì)釋放部位:神經(jīng)末梢一、神經(jīng)元與神經(jīng)纖維(一)神經(jīng)元

2.神經(jīng)元的基本功能感受刺激(信息);產(chǎn)生興奮/抑制(產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換信息);傳導信息;分析綜合信息;釋放信息-調(diào)節(jié)控制效應(yīng)下丘腦神經(jīng)元的內(nèi)分泌功能,即將神經(jīng)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榧に匦畔ⅰR?、神?jīng)元與神經(jīng)纖維(一)神經(jīng)元

3.神經(jīng)元的分類按所含遞質(zhì):膽堿能神經(jīng)元、多巴胺能神經(jīng)元、5-HT能神經(jīng)元等一、神經(jīng)元與神經(jīng)纖維(一)神經(jīng)元

3.神經(jīng)元的分類按效應(yīng)(性質(zhì)):興奮性神經(jīng)元、抑制性神經(jīng)元根據(jù)投射范圍:長投射神經(jīng)元、局部回路神經(jīng)元根據(jù)1957年Ecdes提出的Dale原則根據(jù)軸突長短:GolgiI和GolgiII一、神經(jīng)元與神經(jīng)纖維(二)神經(jīng)纖維軸突或長樹突(軸索)包裹髓鞘或神經(jīng)膜成神經(jīng)纖維。分有髓神經(jīng)纖維、無髓神經(jīng)纖維。

一、神經(jīng)元與神經(jīng)纖維(二)神經(jīng)纖維

1.神經(jīng)纖維的分類根據(jù)電生理特性(傳導速度和后電位差異)

A類:Aα、Aβ、Aγ、AδB類:B類纖維直徑<3um,傳導速度<15m/s,與Aδ相似。但Aδ有負后電位和小的正后電位;B類無負后電位,有大的正后電位。C類:

根據(jù)直徑:I(Ia、Ib)、II、III、IV

一、神經(jīng)元與神經(jīng)纖維(二)神經(jīng)纖維2.神經(jīng)纖維傳導特征雙向性結(jié)構(gòu)、功能完整性絕緣性相對不疲勞性不衰減性二、軸漿運輸(一)正向軸漿運輸(anterogradeaxoplaxmictransport)由胞體→軸突末梢1.快速軸漿運輸貓等動物坐骨神經(jīng),410mm/d運輸線粒體等細胞器、遞質(zhì)囊泡、其他分泌顆粒囊泡機制:囊泡滾動學說:

①被運送的膜結(jié)構(gòu)中有類似Ms的驅(qū)動蛋白(kinesin)-具有ATP酶活性,神經(jīng)元內(nèi)微管結(jié)構(gòu)中有actin相似蛋白,其上有kinesin結(jié)合位點和ATP;②ATP分解供能,使微管膜與囊泡發(fā)生附著結(jié)合→脫離…。如此不斷地與下一個點結(jié)合,使囊泡在微管上滾動向前推進。二、軸漿運輸(一)正向軸漿運輸(anterogradeaxoplaxmictransport)2.慢速軸漿運輸1-12mm/d由微管、微絲蛋白隨著合成而向前延伸,軸漿中可溶性成分隨之向前運輸二、軸漿運輸(二)逆向軸漿運輸(retrogradeaxoplaxmictransport)205mm/d其機制為胞漿動力蛋白(cytoplasmicdynein)作用,類似于驅(qū)動蛋白(kinesin)。

神經(jīng)生長因子、狂犬病毒、破傷風病毒經(jīng)入胞形式被軸突末梢攝取逆向運輸?shù)囊饬x:有人認為對細胞體合成蛋白質(zhì)等有反饋控制作用;由此而產(chǎn)生了HRP技術(shù),追索神經(jīng)纖維的發(fā)源部位。三、神經(jīng)的營養(yǎng)作用1.神經(jīng)對所支配組織的營養(yǎng)作用神經(jīng)末梢除了釋放遞質(zhì),完成傳遞興奮的功能外,還可釋放營養(yǎng)因子,持續(xù)調(diào)節(jié)被支配的組織的內(nèi)在代謝活動,影響其持久性的結(jié)構(gòu)與功能變化。營養(yǎng)因子借助于軸漿流動,與神經(jīng)沖動無關(guān),局麻藥物不影響。實驗性切斷運動神經(jīng),肌肉內(nèi)糖原合成減慢,蛋白質(zhì)分解加速,肌肉萎縮,將神經(jīng)縫合后可恢復。脊髓灰質(zhì)炎、脊髓運動神經(jīng)元麻痹三、神經(jīng)的營養(yǎng)作用2.神經(jīng)所支配的組織和膠質(zhì)細胞對神經(jīng)的營養(yǎng)作用被支配組織和膠質(zhì)細胞釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子——神經(jīng)生長因子(NGF),神經(jīng)營養(yǎng)因子3、4、5(NT-3…),腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BNDF),這些因子為蛋白質(zhì)。神經(jīng)末梢有受體,目前已有發(fā)現(xiàn)三種受體TrKA(NGF)、TrKB(BDNF;NT-4/5)、TrKC(NT-3),受體激動后可引起磷酸化過程,促進神經(jīng)元合成有關(guān)蛋白,維持神經(jīng)元生長、發(fā)育、正常功能。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)在中樞體積占1/2,數(shù)量為神經(jīng)元的10倍。周圍:神經(jīng)膜細胞(neurolemmalcell),被囊細胞(capsularcell);中樞:星形膠質(zhì)細胞(astrocyte)、少突膠質(zhì)細胞(oligodendrocyte)、室管膜細胞(opendymalcell)、小膠質(zhì)細胞(microglia)等。

原漿性星形膠質(zhì)細胞纖維性星形膠質(zhì)細胞小膠質(zhì)細胞四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)1.

膠質(zhì)細胞電變化膠質(zhì)細胞膜電位變化隨神經(jīng)細胞電活動而變化。神經(jīng)細胞興奮,K+外流,細胞外液中K+↑,膠質(zhì)細胞膜電位↓,神經(jīng)興奮→[K+]o↑→膠質(zhì)細胞膜電位變化→代謝變化→釋放GABA→影響神經(jīng)元活動。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能

1)支持作用在中樞,除小血管周圍有結(jié)締組織外,其余均由膠質(zhì)細胞交織成網(wǎng),支持神經(jīng)元與神經(jīng)纖維。在大、小腦皮層發(fā)育過程中,神經(jīng)元沿膠質(zhì)細胞突起方向遷移,直到定居部位。2)修復和再生作用中樞病變時,小膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化成巨噬細胞,清除損傷后的碎片,星形細胞分裂填充缺損,起到修復、再生。3)物質(zhì)代謝和營養(yǎng)作用中樞神經(jīng)細胞間隙小,膠質(zhì)細胞利用突起從毛細血管壁向神經(jīng)元輸送營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子→神經(jīng)元生存、生長、分化。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能4)絕緣屏障作用髓鞘;血腦屏障5)維持合適的離子濃度[K+]o↑→膠質(zhì)細胞膜Na-K泵活動↑→將外K+積聚于胞內(nèi);如果損傷→膠質(zhì)細胞過多增生→膠質(zhì)細胞膜泵K+能力↓→高K+導致神經(jīng)元去極化,興奮性↑→局部癲癇。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能6)攝取和分泌神經(jīng)遞質(zhì)膠質(zhì)細胞能攝取GABA,Glu轉(zhuǎn)換為后Gln再運到神經(jīng)元,既消除了Glu,又為神經(jīng)元合成遞質(zhì)提供前體;[K+]o↑→去極化,分泌GABA;去神經(jīng)支配骨骼肌,神經(jīng)末梢膠質(zhì)細胞釋放Ach,維持遞質(zhì)濃度。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能7)膠質(zhì)細胞與跨膜信號轉(zhuǎn)導膠質(zhì)細胞上有離子通道受體:G蛋白偶聯(lián)受體膠質(zhì)細胞、神經(jīng)細胞有其功能相關(guān)的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子(nuclearfactor,NF-κB)。靜息時NF-κB與抑制物IκB結(jié)合。刺激→IκB被PKA/PKC/酪氨酸激酶(proteintyrosinekinase,PTK)作用→磷酸化→IκB與NF-κB解離→NF-κB入核導致靶基因表達。NF-κB是一種重要的應(yīng)激傳感器,比即早基因還快。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能8)調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動釋放GABA,攝取GABA及Glu;釋放Ach,調(diào)節(jié)遞質(zhì)量。產(chǎn)生白血病抑制因子(LIF),誘導交感神經(jīng)合成、釋放SP;產(chǎn)生軸索生長抑制素,控制成年軸突生長;內(nèi)皮細胞通過LIF也可誘導星形細胞分化。神經(jīng)元膠質(zhì)細胞產(chǎn)生新分化因子/新調(diào)節(jié)素(newdufferentiation/newregutin),通過酪氨酸激酶受體控制細胞增殖、分化、遷移。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能8)調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動BarresPfrieger在Science(1997)上首次報道了膠質(zhì)細胞能增加突觸數(shù)量和傳遞效能。膠質(zhì)細胞分泌的可溶性因子(膽固醇+載脂蛋白酶復合物)可增強小泡及釋放位點前成分(synapsin,synaptophysin突觸泡膜素)促突觸形成。(MauchDH,2001,science)通過影響Glu的清除,影響膽堿能神經(jīng)突觸前AP。過量Ach釋放時,經(jīng)Ach結(jié)合蛋白,影響突觸傳遞。BeattieEC,ChoiD.等(2002,Science)報道,膠質(zhì)細胞釋放TNFα因子,能快速增加AMPA受體表達,進而影響NMDA、LTP、LTD,影響學習及發(fā)育控制。四、神經(jīng)膠質(zhì)細胞(neuroglia)2.膠質(zhì)細胞的功能9)免疫應(yīng)答作用神經(jīng)系統(tǒng)感染:小膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化成巨噬細胞星形膠質(zhì)細胞膜上有主要組織相容復合物II(MHC-II)類蛋白與抗原結(jié)合,將抗原呈遞給Tc,產(chǎn)生免疫。星形膠質(zhì)細胞也稱為抗原呈遞細胞。五、突觸(synapse)(一)突觸結(jié)構(gòu)一個神經(jīng)元和另一個神經(jīng)元之間的機能連接點,稱為突觸(synapse),是神經(jīng)元間傳遞信息的特殊結(jié)構(gòu)。經(jīng)典突觸為化學突觸,由三部分組成。突觸前成分

presynapticelement突觸間隙

synapticcleft突觸后成分

postsynapticelement五、突觸(synapse)(一)突觸結(jié)構(gòu)1.突觸前成分presynapticelement前膜:前膜厚5~7nm,胞漿面有致密物質(zhì),錐體形(六邊形),細絲連成網(wǎng)格,稱為突觸前囊泡網(wǎng)格(presynapticgrid)。致密物:肌動蛋白絲(actin),腦血影蛋白(fodrin)。前膜受體蛋白(靶蛋白):t-SNARE(syntaxin和SNAP-25)囊泡五、突觸(synapse)囊泡有3種:小清亮囊泡(smallclearsynapticvesicle,SSV),含經(jīng)典神經(jīng)遞質(zhì)Ach、Gly、Glu、GABA;小顆粒囊泡(smalldensecoredvesicle,SDV),單胺類神經(jīng)遞質(zhì);大致密核心囊泡(largedensecoredvesicle,LDV),肽類遞質(zhì)。囊泡膜有錨定蛋白、參與著位的供體蛋白、參與融合的蛋白五、突觸(synapse)囊泡膜上的供體蛋白(參與著位)—v-SNARE或synaptobrevin對前膜受體識別、結(jié)合有關(guān)。囊泡膜上的突觸結(jié)合蛋白-synaptotagmin(或稱P65)參與囊泡與前膜的融合)。囊泡壁上起錨定作用的突觸蛋白主要是突觸素I(synapsinI),30nm長的細絲,與前膜肌動蛋白或血影蛋白相連,SSV陷在網(wǎng)內(nèi),不能直接與前膜接觸。興奮→Ca2+內(nèi)流→Ca2+-CaM→激活依賴于CaM的PKⅡ→synapsinI磷酸化→SSV解離(囊泡移動靠小分子G蛋白)→胞吐五、突觸(synapse)(一)突觸結(jié)構(gòu)2.突觸后成分

postsynapticelement后膜胞漿面致密物由細絲和顆粒組成。有70多種蛋白,其中肌動蛋白、腦血影蛋白和CaM等以大分子復合物成支架樣結(jié)構(gòu),容納通道蛋白、受體蛋白、糖蛋白、微管蛋白及與第二信使相關(guān)酶。3.突觸間隙synapticcleft有霧狀細絲樣結(jié)構(gòu),平行排列成1~2個個致密層。前后膜之間粘著在一起不分離,主要成分是粘多糖、糖蛋白等五、突觸(synapse)(二)突觸分類按接觸部位分為軸-胞型、軸-軸型、軸-樹型等9種。按接觸方式分五、突觸(synapse)(二)突觸分類按組合分:串聯(lián)、交互、混合性五、突觸(synapse)(二)突觸分類按傳遞方式分a電突觸化學突觸解剖定向性化學定向性b電突觸化學突觸非突觸性化學傳遞五、突觸(synapse)非突觸性化學傳遞無經(jīng)典的突觸樣結(jié)構(gòu),軸突末梢為曲張體,釋放遞質(zhì)彌散到效應(yīng)器細胞膜受體。無突觸前后膜特殊結(jié)構(gòu);不存在1對1支配關(guān)系;距離大,20nm~幾個um;擴散時間約1sec;是否能產(chǎn)生效應(yīng)取決于有無相應(yīng)受體。*關(guān)于突觸與神經(jīng)元回路的問題A.神經(jīng)元聯(lián)系時,長軸突神經(jīng)元是投射神經(jīng)元,起到各中樞聯(lián)系作用;B.短軸突神經(jīng)元在中樞內(nèi)部,軸-樹突在局部范圍聯(lián)系,稱為局部回路神經(jīng)元。局部回路神經(jīng)元聯(lián)系形成的回路,稱為局部神經(jīng)元回路。B1.一個神經(jīng)元的突起間形成自身聯(lián)系——自突觸B2.交互性突觸形成微回路,完成精確、關(guān)鍵性信息處理與整合B3.串聯(lián)性突觸,形成局部回路,對信息形成空間對比。*關(guān)于突觸與神經(jīng)元回路的問題ab、c,EPSPcb,IPSPb:先EPSP后IPSP局部神經(jīng)元回路縫隙連接混合性突觸串聯(lián)性突觸交互性突觸五、突觸(synapse)(三)突觸傳遞1.囊泡的釋放1)細胞骨架調(diào)節(jié)囊泡的導入調(diào)節(jié)導入的囊泡膜上的蛋白質(zhì)是:synapsinI前膜內(nèi)側(cè)控制囊泡的骨架蛋白是:actin,fodrin識別前膜受體蛋白的囊泡膜上的蛋白質(zhì)是:synaptobrevin或v-SNARE(供體蛋白)參與融合的是synaptotagmin(或稱P65)興奮時:AP→Ca2+內(nèi)流→Ca2+-CaM→CaMKⅡ→synapsinI磷酸化→actin、fodrin與synaptinⅠ親合力↓→解除制約,囊泡導入活性區(qū)*synapsin有4種,其中I為80KD的磷酸蛋白質(zhì),有3個位點可被磷酸化:一個被cAMP-PK激活,兩個被CaMKⅡ激活。五、突觸(synapse)(三)突觸傳遞1.囊泡的釋放2)囊泡膜與前膜間的融合囊泡膜上的供體蛋白—v-SNARE或synaptobrevin識別并結(jié)合于前膜受體蛋白—t-SNARE(syntaxin和SNAP-25)。其中囊泡膜上的鉗制蛋白synaptotagmin可與Ca2+結(jié)合,去鉗制而融合。(synaptotagmin平時起阻遏作用)

*融合的障礙:a.膜表面的負電性相斥作用

b.二膜極性基團(親水)相斥作用

Ca2+作用:①消除負電性;②降低粘滯性;③誘導囊泡導入;④誘導融合;⑤膜再循環(huán)需Ca2+(用αLTX引起N-M接頭處大量胞吐)。五、突觸(synapse)電-化學-電的傳遞過程五、突觸(synapse)(三)突觸傳遞2.遞質(zhì)與受體的結(jié)合及作用1)興奮性突觸后電位

(excitatorypostsynapticpotential,EPSP)形成機制:興奮性遞質(zhì)作用于突觸后膜上受體,增大后膜對Na+和K+的通透性,特別是Na+的通透性,突觸后膜去極化。五、突觸(synapse)(三)突觸傳遞2.遞質(zhì)與受體的結(jié)合及作用2)抑制性突觸后電位

(inhibitorypostsynapticpotential,IPSP)形成機制:抑制性遞質(zhì)作用于突觸后膜上受體,后膜上的Cl-和K+通道開放(以Cl-為通道開放主),

Cl-內(nèi)流,膜電位發(fā)生超極化。

五、突觸(synapse)(三)突觸傳遞3.突觸傳遞的總結(jié)

突觸傳遞可歸為12個過程:1)AP到達突觸前部,引起去極化;2)Ca2+通道開放,Ca2+內(nèi)流;3)Ca2+-CaM結(jié)合;4)激活Ca-CaMPK;5)囊泡壁上蛋白質(zhì)磷酸化,解除了actin/fodrin限制;6)與前膜融合,胞吐;7)釋放遞質(zhì)到間隙;8)部分遞質(zhì)被位于間隙的酶降解,部分重攝?。?)遞質(zhì)與后膜受體結(jié)合;

10)開啟離子通道,R-G-酶11)突觸后電位;(引起AP產(chǎn)生/抑制)12)遞質(zhì)失活。五、突觸(synapse)(三)突觸傳遞4.突觸傳遞的特點單向;時間0.5~1ms;總和;AP頻率;易受影響/疲勞五、突觸(synapse)*傳遞中應(yīng)注意的幾個問題:突觸后電位的性質(zhì)取決于遞質(zhì)/受體的性質(zhì),但又是不確定的;PSP的幅度:AP的頻率、幅度、時程—Ca2+內(nèi)流量—遞質(zhì)釋放量;也有不同性質(zhì)總和的問題;軸突始段:去極化6~15mv就可引起AP,其它部位20~40mv;遞質(zhì)的多樣性,受體的多樣性,各自作用與相互作用構(gòu)成其復雜性;受體的雙重控制:NMDA受體。遞質(zhì)失活五、突觸(synapse)(四)突觸的可塑性1.強直后增強(posttetanicpotentiation)一串強直刺激后,突觸后神經(jīng)元發(fā)生明顯增強,主要是在Ca2+突觸前神經(jīng)元內(nèi)積累2.習慣化和敏感化習慣化(habituation):較溫和的重復刺激,突觸對刺激的反應(yīng)減弱,甚至消失,N-Ca2+通道逐漸失活。敏感化(sensitization):重復刺激使突觸對刺激反應(yīng)增強,傳遞效能增強。5-HT→R-G-AC→cAMP↑→PKA→K+通道磷酸化,K+外流↓→AP時程↑→Ca2+內(nèi)流↑(突觸前Ca2+增多)五、突觸(synapse)(四)突觸的可塑性3.長時程增強(long-termpotentiation,LTP)

短時間快速重復刺激,突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生的一種快速形成和持續(xù)性突觸后電位增強。像強直后增強,但持續(xù)時間長,最長可達數(shù)天;突觸后神經(jīng)元內(nèi)Ca2+增加。去極化→Glu/ASP→NMDA→Ca2+內(nèi)流→PKC/CaMPKII→提高后膜AMPA受體效能產(chǎn)生逆向信使NO/CO→突觸前釋放遞質(zhì)Ca2+內(nèi)流→CaM→AC→cAMP→PKA入核→調(diào)節(jié)蛋白磷酸化→EIG→…蛋白(調(diào)節(jié)因子;受體;通道;結(jié)構(gòu)蛋白等)長時程抑制(long-termdepression,LTD)也與AMPA數(shù)量減少或AMPA亞基去磷酸化等有關(guān)

五、突觸(synapse)(五)突觸傳遞的調(diào)制1.對突觸前遞質(zhì)釋放的調(diào)制調(diào)制Ca2+內(nèi)流的量:從而調(diào)節(jié)遞質(zhì)釋放量。強直后增強、習慣化、敏感化突觸前末梢的受體:包括其他調(diào)質(zhì)、自身遞質(zhì)作用于該受體調(diào)制。2.對后膜受體調(diào)制受體數(shù)量;受體親和力;受體脫敏:經(jīng)修飾后降低反應(yīng)性,PK使R磷酸化,阻遏R與G相互作用。六、中樞抑制中樞神經(jīng)元的聯(lián)系方式輻散(divergence)聚合(convergence)鏈鎖狀(chaincircuit)環(huán)狀(recurrentcircuit)六、中樞抑制1.突觸前抑制結(jié)構(gòu):軸-軸-胞體性質(zhì):去極化位置:胞體原理:GABA→A型R→Cl-外流→部分去極化→AP幅度↓GABA→B型R-G-K+通道開放→K+外流→Ca2+內(nèi)流↓結(jié)果:由于AP時程、幅度變化,Ca2+內(nèi)流↓→遞質(zhì)釋放↓六、中樞抑制2.突觸后抑制側(cè)支抑制(交互抑制):協(xié)調(diào)回返抑制:穩(wěn)態(tài)七、神經(jīng)遞質(zhì)(一)遞質(zhì)與調(diào)質(zhì)1.遞質(zhì)(transmitter)的條件有合成的前體及酶系;貯存于小泡,沖動到來釋放;作用于后膜受體發(fā)揮作用(包括刺激神經(jīng)釋放或施加遞質(zhì));具有失活途徑;有特異的受體激動劑及拮抗劑(激動劑模仿;阻斷劑阻斷)。七、神經(jīng)遞質(zhì)(一)遞質(zhì)與調(diào)質(zhì)2.調(diào)質(zhì)(neuromodulator)的概念其作用稱為調(diào)制(modulation)。由神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞、內(nèi)分泌細胞等釋放;不直接負責細胞間信息傳遞,通過突觸前/后調(diào)節(jié)遞質(zhì)作用;遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)有時很難區(qū)分。七、神經(jīng)遞質(zhì)(一)遞質(zhì)與調(diào)質(zhì)3.受體(receptor)存在于細胞膜表面或亞細胞結(jié)構(gòu)中,能與特異的化學信號物質(zhì)(配體)結(jié)合,發(fā)揮特殊生物學效應(yīng)的生物分子。

與受體結(jié)合,且產(chǎn)生生物學效應(yīng)——激動劑

與受體結(jié)合,不產(chǎn)生生物學效應(yīng)——拮抗劑配體-受體結(jié)合:特異性;飽和性;高度親合力與可逆性七、神經(jīng)遞質(zhì)(一)遞質(zhì)與調(diào)質(zhì)3.受體(receptor)每個配體可以是多個或多受體亞型;可存在于前膜,也可存在于后膜;受體功能識別—接受(結(jié)合)—放大、傳遞—引起一系列級聯(lián)(生化反應(yīng)—導致遞質(zhì)、受體、信號轉(zhuǎn)導、效應(yīng)細胞等特定效應(yīng)。受體分為促離子受體(N、GABAA、AMPA、NMDA、5-HT3)促代謝型受體七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類1.Ach(acetylcholine)在外周\中樞均有分布:植物神經(jīng)系統(tǒng);脊髓前角運動神經(jīng)元;特異感覺傳入第三級神經(jīng)元;腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng);邊緣系統(tǒng)、大腦皮層、紋狀體。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類1.Ach(acetylcholine)受體N型受體(煙堿型受體)nicotinicreceptorN1神經(jīng)節(jié)突觸后膜,六烴季胺阻斷N2終板膜,十烴季胺阻斷

箭毒對N1、N2均能阻斷M型受體(毒蕈堿受體)muscarinicreceptorM1神經(jīng)組織;M2心臟、神經(jīng)、平滑肌;M3外分泌腺、神經(jīng)、平滑肌

阿托品能阻斷七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類1.Ach(acetylcholine)受體N型受體:屬離子通道型受體M型受體:G蛋白偶聯(lián)受體M1—Gq—PLC—IP3、DGM2—Gi-—AC—cAMP↓,Ca2+通道關(guān)閉Gi-βr→K+通道開放,超極化Gs—AC—CAmP↑M3—Gq—PLC—IP3、DGGs—AC—CAmPG—K+通道開放心(-)七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類2.單胺類1)NE(norepinephrine;noradrenaline,NA)在外周、中樞均有分布:大部分交感節(jié)后纖維;延腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)背外側(cè),橋腦藍斑,中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)三個方向投射:向上:到達丘腦下部、邊緣系統(tǒng)、大腦皮層向下:到達脊髓前角、側(cè)角、膠質(zhì)區(qū)(后角尖部)低位腦干內(nèi)部七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類2.單胺類1)NE(norepinephrine)

受體及阻斷劑受體阻斷劑酚妥拉明(

phentolamin)1,苯芐胺、哌唑嗪(praxosin);2,育亨賓(yohimbine)β受體阻斷劑

心得安(普洛萘爾,propranolol)β1,心得寧(普拉洛爾,practolol)β2,心得樂(丁氧胺,putoxamine)、β受體均為G蛋白偶聯(lián)受體。1-G-PLC,2-Gi-CAmP↓2是突觸前受體,有效地引起前膜抑制,負反饋調(diào)節(jié)遞質(zhì)釋放。有人認為突觸前β2受體在低NE時激活,正反饋調(diào)節(jié)NE釋放。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類2.單胺類2)DA(Dopamine)存在:中腦黑質(zhì)-紋狀體;丘腦下部-漏斗;中腦邊緣系統(tǒng)。受體:派迷清能阻斷DA受體,屬于R-G-酶,D1-D5D1阻斷劑-SCH-23390hydrochlorideD2阻斷劑-Risperidone(利培酮)作用:錐體外系協(xié)調(diào)運動;行為覺醒;調(diào)節(jié)(-)PRL、GnRH。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類2.單胺類3)5-HT存在:①消化道;②中縫核、下丘腦;5,6-雙羥色胺(5,6-DHT)定位損毀5-HT神經(jīng)纖維。a. 上行到紋狀體、丘腦、下丘腦、邊緣前腦;b. 下行到脊髓、背、側(cè)、前角;c. 低位腦干內(nèi)部聯(lián)系對感覺神經(jīng)元、運動神經(jīng)元有調(diào)節(jié)作用;中縫核頭部5-HT啟動慢波睡眠,尾部5-HT→異相睡眠;調(diào)節(jié)情緒、下丘腦內(nèi)分泌。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類2.單胺類3)5-HT5-HT受體:5-HT1~5-HT7

5-HT3為離子通道型,其余為R-G-AC/PLC型。肉桂硫胺可阻斷;噻庚啶(cyproheptadine)作用5-HT作用廣泛,受體復雜:中腦5-HT對胃運動頻率、胃內(nèi)壓調(diào)節(jié)不同。5-HT降低運動頻率,中樞Ach、His、Enk參與,經(jīng)非腎上腺素能非膽堿能神經(jīng)纖維傳出;升高內(nèi)壓,Ach、His有關(guān),經(jīng)迷走神經(jīng)中樞膽堿能神經(jīng)纖維傳出。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類3.氨基酸類1)GABA在中樞以抑制為主,①大、小腦皮層;②紋狀體-黑質(zhì)。受體及拮抗劑GABAA受體,引起Cl-內(nèi)流,胞體后膜產(chǎn)生IPSP,軸突產(chǎn)生EPSP。GABAB受體,R-G-K+通道開啟,K+外流,產(chǎn)生弱而慢的IPSP。bicuculline拮抗GABAA,1964年鄒岡發(fā)現(xiàn),1970年Curtis報道,成為研究GABA能突觸傳遞的重要工具?;撬嵫苌颯aclofen對GABAB拮抗,激動劑為氯苯丁酸baclofen。作用:a.抗驚厥、鎮(zhèn)痛;b.抑制攝食活動;c.調(diào)節(jié)垂體分泌。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類3.氨基酸類2)甘氨酸(Gly)

抑制性遞質(zhì),分布廣,尤其是脊髓前角。受體對士的寧敏感的受體,5個亞基圍成Cl-通道,介導Gly抑制效應(yīng);NMDAR存在對Gly高親合力位點,增強Glu、Asp的作用。作用對感覺、運動進行抑制;對NMDA受體起調(diào)制作用。七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類3.氨基酸類3)Glu、Asp是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)最為重要的兩種興奮性氨基酸。Glu:大腦皮層、小腦、紋狀體、延髓、橋腦、脊髓背部灰質(zhì)Asp:小腦、丘腦、下丘腦、大腦皮層、紋狀體七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類3.氨基酸類3)Glu、Asp

Glu、Asp的受體促代謝型受體:R-G……IP3、DG促離子型NMDA受體:由Gly和Glu/Asp雙重控制,受體激活后,引起受體上離子通道開啟,主要是Ca2+,其次是Na+、K+,突觸后膜產(chǎn)生EPSP。AMPA受體:分子結(jié)構(gòu)與NMDA類似,離子通道為Na+、K+(

-氨基羥甲基惡唑丙酸),突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生EPSP。KA(海人藻酸型):與AMPA類似,Na+、K+使君子酸型(QA):最近重新命名為AMPA受體七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類3.氨基酸類3)Glu、Asp以上以興奮性神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用外,與學習、記憶、突觸發(fā)育、突觸可塑性有關(guān)。一定頻率刺激→EPSP疊加到一定水平→NMDA中阻斷Ca2+通道的Mg2+移位,Glu→NMDA結(jié)合→Ca2+內(nèi)流→PK→蛋白磷酸化,基因轉(zhuǎn)錄→LTP產(chǎn)生。七、神經(jīng)遞質(zhì)

(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類4.肽類多數(shù)以調(diào)質(zhì)發(fā)揮作用。EnK、SP、NT、SOM、VIP等,多與經(jīng)典遞質(zhì)共存:EnK—NE、EnK—DA、SP—5-HT、SOM—NE、NT—NE、VIP—Ach……Somatostatin已證明了的肽類受體,均為G偶聯(lián)受體。SOM、阿片肽,抑制AC;SP→PLC七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類5.其它1)PG1930年由美國兩個婦產(chǎn)科醫(yī)生發(fā)現(xiàn),1966年證明是20個C的脂肪酸,有多種類型。由于PG有興奮/抑制雙重作用,緩慢持久,影響NE釋放和效應(yīng),可能是調(diào)質(zhì)(子宮收縮、降壓、支氣管收縮;抑制胃液分泌;鎮(zhèn)靜,影響GH、ACTH、TSH分泌)。

七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類5.其它2)NO不貯存于小泡,彌散釋放,無受體蛋白作用于效應(yīng)細胞,胞漿中鳥苷酸環(huán)化酶經(jīng)cGMP發(fā)揮作用,消化道非腎上腺素非膽堿能抑制性遞質(zhì)中就有NO。L-ArgNOL-瓜氨酸+NOS七、神經(jīng)遞質(zhì)(二)神經(jīng)遞質(zhì)的種類5.其它3)Histamine分布:外周,中樞(下丘腦后部結(jié)節(jié)乳頭體核)——廣泛腦區(qū):腦干、脊髓作用:擴張毛細血管;刺激胃酸分泌;平滑肌收縮;在中樞,機能不太清楚,可能與覺醒、性行為、腺垂體分泌、血壓、飲水、痛覺調(diào)節(jié)有關(guān)。(三)遞質(zhì)失活A(yù)ch:酶解單胺類:①重攝??;②酶解;③血液運到肝失活氨基酸:重攝取七、神經(jīng)遞質(zhì)七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用遞質(zhì)相互作用相互調(diào)制作用:a、b、c單方調(diào)制作用:g、h介導作用:d、fa.EnK-NE:①NE促進EnK釋放,加強EnK傳遞作用;②EnK抑制NE釋放,抑制NE的作用。EnKAchEnKAch靶細胞(-)b.EnKAchEnK(+)環(huán)肌在腸環(huán)肌(+)七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用Ach經(jīng)突觸前M受體抑制VIP釋放,阿托品能阻斷;VIP經(jīng)突觸后,改變Ach受體構(gòu)型,提高了Ach與受體的親和力。c.AchVIPAch受體VIP受體(-)(+)(頜下腺副交感神經(jīng))

七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用d.在回腸:5-HT經(jīng)SP,促進了Ach的釋放。f.NA經(jīng)EnK抑制了十二指腸活動,納洛酮能部分阻斷兩棲類腸:Ach能加強NA的作用,Ach能調(diào)節(jié)腦啡肽的加強作用。七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用g.NPY經(jīng)突觸后加強NA縮血管作用,經(jīng)突觸前抑制NA釋放5-HT,突觸后神經(jīng)元興奮的主遞質(zhì);SP作用于突觸前受體,阻斷了5-HT經(jīng)前受體的負反饋作用,間接促進了5-HT的釋放;TRH經(jīng)突觸后受體,加強了5-HT突觸后效應(yīng)。h.SP5-HT延髓下行神經(jīng)纖維

TRH七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用遞質(zhì)相互作用的意義神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)的概念最終歸宿在以化學物質(zhì)為媒介,突觸1對1傳遞是進化產(chǎn)生的高效傳遞形式,迅速、準確;神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)之間的界限越來越模糊(調(diào)質(zhì));釋放兩種經(jīng)上物質(zhì),調(diào)節(jié)的范圍擴大,更加精確;七、神經(jīng)遞質(zhì)(四)遞質(zhì)共存共釋與相互作用遞質(zhì)相互作用的意義相互協(xié)調(diào)作用,經(jīng)濟;減少單一物質(zhì)大量釋放的副作用;以不同比例釋放,滿足不同調(diào)節(jié)的需要,形成了調(diào)節(jié)的多樣化;不同遞質(zhì)的同時釋放,同一遞質(zhì)的不同受體…構(gòu)成了在神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上無窮無盡的復雜調(diào)節(jié)方式??偨Y(jié):反射活動1.反射路徑的神經(jīng)元連接方式2.反射活動的時間特征

時間總和;反射時與時間延擱;后放3.反射活動的空間特征

空間總和;集中與擴散4.中樞抑制

突觸前抑制;突觸后抑制--側(cè)枝,交互,回返抑制5.反射活動的反饋調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)§1總論§2神經(jīng)系統(tǒng)的感覺分析機能§3神經(jīng)系統(tǒng)的運動調(diào)節(jié)機能§4腦的高級功能和腦電圖第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的感覺分析機能生命科學學院動物生理教研室神經(jīng)系統(tǒng)的感覺分析機能感受器脊髓與腦干丘腦大腦皮層感覺區(qū)痛覺一、感受器1.感受器的定義感受器:分布在體表或組織內(nèi)部的一些專門感受機體內(nèi)外環(huán)境改變的特殊結(jié)構(gòu)或裝置。2.分類依存在部位不同分:外感受器、內(nèi)感受器依感受刺激的性質(zhì):機械感受器、溫度感受器、光感受器等Sherrington:外感受器、距離感受器、本體感受器、內(nèi)臟感受器一、感受器3.適宜刺激(adequatestimulus)適宜刺激:對特定形式的能量變化最為敏感,這種刺激形式就是該感受器的適宜刺激。感覺閾:引起某種感覺的最小刺激強度。受刺激的面積和時間的影響。一、感受器4.換能作用感受器電位具有局部電位的性質(zhì)感受器電位產(chǎn)生的機制因感受器種類而不同:壓力、牽拉:膜的物理變化,gNa+↑;牽拉→肌梭:機械門控式Ca2+通道開放,Ca2+內(nèi)流產(chǎn)生;視、嗅、味覺感受器都與G-第二信使-通道有關(guān):光-視紫紅質(zhì)-G-酶,第二信使變化;振動:機械門控離子通道。感受器電位誘發(fā)傳入神經(jīng)上AP產(chǎn)生:如果是神經(jīng)末梢,電緊張擴布如果是感受器細胞,可能有遞質(zhì)釋放,誘導發(fā)生器電位一、感受器5.編碼作用性質(zhì):專門線路(類型、部位)①刺激信號→②感受器

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