腦與認(rèn)知神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)學(xué)生

腦與認(rèn)知神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)學(xué)生第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞水平神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞、樹突、軸突、突觸鏈接…分子水平離子通道、神經(jīng)遞質(zhì)、受體…---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)2/60基礎(chǔ)功能動(dòng)作電位、突觸傳遞第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、神經(jīng)元細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)細(xì)胞（neurocyte），又稱神經(jīng)元（neuron），構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞（neuroglia），簡稱膠質(zhì)細(xì)胞（glia），支持、保護(hù)和營養(yǎng)神經(jīng)元。1、神經(jīng)元的一般結(jié)構(gòu)和功能胞體突起（軸突+樹突）3/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)元有不同的形態(tài)和大小錐體神經(jīng)元浦肯野細(xì)胞交感節(jié)后神經(jīng)元脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元背根神經(jīng)元WillisWD&GrossmanRG:MedicalNeurobiology4/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)SantiagoRamónyCajal,1906NobelPrize第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月名詞釋義軸丘（axonhillock）胞體發(fā)出軸突的部位始段（initialsegment）軸突的起始部分突觸小體（synapticknob）軸突末端每個(gè)分支末梢的膨大部分突觸（synapse）突觸小體與另一個(gè)神經(jīng)元接觸形成軸索軸突和感覺神經(jīng)元的長樹突神經(jīng)纖維（nervefiber）軸索外面包有髓鞘或神經(jīng)膜神經(jīng)末梢（nerveterminal）神經(jīng)纖維末端與神經(jīng)元相關(guān)的名詞5第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2、神經(jīng)纖維的功能和分類有髓纖維、無髓纖維功能：傳導(dǎo)興奮（AP+突觸后電位）傳導(dǎo)速度與以下因素有關(guān)直徑：V(m/s)=6×總直徑(um)(運(yùn)動(dòng)型的神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度>100m/s；一些溫度覺纖維速度<1m/s)；有無髓鞘及其厚度溫度：一定范圍內(nèi)升高可加快傳導(dǎo)速度測定傳導(dǎo)速度作用：診斷神經(jīng)纖維疾患，估計(jì)神經(jīng)損傷的預(yù)后。外周無髓鞘軸突有髓軸突，A：CNS，B：PNS6/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月纖維類型功能/來源直徑（μm）傳導(dǎo)速度（m/s）相當(dāng)于何種纖維Erlanger/Gasser分類，多用于傳出纖維A（有髓鞘）α本體感覺、軀體運(yùn)動(dòng)13~2270~120Ia、Ibβ觸-壓覺8~1330~70IIγ支配梭內(nèi)?。ㄊ蛊涫湛s）4~815~30δ痛覺、溫度覺、觸-壓覺1~412~30IIIB（無髓鞘）自主神經(jīng)節(jié)前纖維1~33~15C（無髓鞘）后根痛覺、溫度覺、觸-壓覺0.4~1.20.6~2.0IV交感交感節(jié)后纖維0.3~1.30.7~2.3Lloyd/Hunt分類，常用于傳入纖維Ia肌梭的環(huán)繞形末梢12~22AαIb腱器官12AαII肌梭的花枝狀末梢、觸-壓覺感受器5~12AβIII痛、溫度、深部觸-壓覺感受器2~5AδIV痛、溫度和其他感受器0.1~1.3C類后根7第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月8/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月9/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位細(xì)胞離子調(diào)控部件：離子通道、離子泵二、神經(jīng)元細(xì)胞的基本生理功能第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月10/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位膜電位的形成K+Na+Cl-A-31171200mM90304116mMoutsideinside第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月11/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位膜電位的形成K+Na+Cl-A-31171200mM90304116mMoutsideinsideNernstequation:Ek-85mV;ENa+50mVGoldmanequation:第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月12/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位動(dòng)作電位（actionpotential)所有神經(jīng)活動(dòng)的基礎(chǔ)和神經(jīng)編碼的最基本量子單元。第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月13/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)膜電位、動(dòng)作電位動(dòng)作電位形成分子基礎(chǔ)---離子通道的電激活和失活特征Open--Closeinactivation第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月14/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位動(dòng)作電位（actionpotential)Nernstequation:Ek-85mV;ENa+50mV第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月15/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位動(dòng)作電位產(chǎn)生與：膜對于不同離子在不同時(shí)程上通透性的變化如果某一種離子的通透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它離子，Goldman方程等同于Nernst方程。在靜息電位，幾種離子的通透能力：PK：PNa：PCl＝1.0:0.04:0.45在動(dòng)作電位峰值，幾種離子的通透能力：PK：PNa：PCl＝1.0:20:0.45第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月16/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)

膜電位、動(dòng)作電位興趣閱讀：TheHodgkin-HuxleyModel第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月17/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)膜電位、動(dòng)作電位為什么注射死刑時(shí)用KCl，高鉀離子是如何致死的？K+Na+Cl-A-31171200mM90304116mMoutsideinsideNernstequation:Ek-85mV;ENa+50mV第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月18/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)突觸：信息從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到另一個(gè)神經(jīng)元的特殊的接觸位點(diǎn)。突觸傳遞二、神經(jīng)元細(xì)胞的基本生理功能第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月突觸傳遞（一）幾類重要的突觸傳遞根據(jù)傳遞媒介物的性質(zhì)可分為化學(xué)突觸（chemicalsynapse）電突觸（electricalsynapse）19/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1、經(jīng)典的化學(xué)突觸傳遞（1）突觸的微細(xì)結(jié)構(gòu)突觸前膜突觸間隙突觸后膜

20/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）突觸的分類軸突-樹突式；最多見軸突-胞體式軸突-軸突式；突觸前抑制和突觸前易化的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。21/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）突觸傳遞的過程：電－化學(xué)－電動(dòng)作電位傳遞到突觸前膜，導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)從前膜釋放；神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合；遞質(zhì)與受體結(jié)合后，使突觸后膜電位發(fā)生變化；22/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月突觸傳遞的具體過程：突觸前膜遞質(zhì)釋放的觸發(fā)因素：突觸前膜去極化→電壓依賴的Ca2+通道開放→Ca2+進(jìn)入，內(nèi)鈣升高→觸發(fā)遞質(zhì)釋放。遞質(zhì)釋放過程：小泡與突觸前膜的結(jié)合→量子式釋放（exocytosis）突觸后膜完成突觸傳遞過程：釋放的神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體相互作用，引起突觸后膜對某些離子的通透性發(fā)生變化，使某些離子進(jìn)出后膜，產(chǎn)生去極化或者超極化，形成突觸后電位（postsynapticpotential）。23/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）突觸后電位（postsynapticpotential）根據(jù)去極化和超極化方向興奮性突觸后電位抑制性突觸后電位根據(jù)發(fā)生快慢和持續(xù)短長快突觸后電位慢突觸后電位24/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月1）興奮性突觸后電位（excitatorypostsynapticpotential，EPSP）2）抑制性突觸后電位（inhibitorypostsynapticpotential，IPSP）25/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)EPSP（Glu，Ach）IPSP（GABA,Gly）第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）突觸后神經(jīng)元的興奮與抑制突觸后神經(jīng)元胞體將傳入的所有突觸后電位進(jìn)行總和，決定細(xì)胞產(chǎn)生抑制或者興奮，如超過一定閾值則產(chǎn)生動(dòng)作電位。動(dòng)作電位產(chǎn)生于軸突始段或第一個(gè)郎飛結(jié)。因?yàn)殡妷洪T控鈉通道在此處質(zhì)膜上的密度較大，在胞體和樹突膜上則很少。AP一旦爆發(fā)向軸突末梢或者胞體傳播。26/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）突觸的可塑性（plasticity）概念：突觸的形態(tài)和功能可發(fā)生較為持久的改變普遍存在于CNS，與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)。長時(shí)程增強(qiáng)和長時(shí)程抑制長時(shí)程增強(qiáng)（long-termpotentiation，LTP）概念：突觸前神經(jīng)元在短時(shí)間內(nèi)受到快速重復(fù)的刺激后，在突觸后神經(jīng)元快速形成的持續(xù)時(shí)間較長的EPSP增強(qiáng)，表現(xiàn)為潛伏期縮短、幅度增高、斜率加大。長時(shí)程抑制（long-termdepression，LTD）概念：突觸前神經(jīng)元在較長時(shí)間內(nèi)接受低頻刺激，突觸傳遞效率出現(xiàn)長時(shí)程降低。27/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第27頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月左圖：海馬CA1突觸NMDAR依賴的LTP和LTD。（a）左：高頻強(qiáng)直刺激（100Hz，1s，黑色箭頭指示）引起LTP。右：低頻刺激（5Hz，3min，兩次，間隔3min，空心箭頭指示）引起LTD。（b）嚙齒類海馬切片，示CA1，CA3，齒狀回（DG）。SC=Schaffercollateral;MF=mossyfiber。Stim指刺激電極，Rec指記錄電極。(c)興奮性突觸傳遞模型。右圖：LTP和LTD過程中AMPAR轉(zhuǎn)運(yùn)模型。Neuropsychopharmacology

(2008)

33,

18–4128/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第28頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電突觸傳遞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：縫隙連接(gapjunction)前后膜間隔較??；小離子或者小分子通過；雙向傳遞；傳遞速度快，無潛伏期，同步性較好廣泛存在于CNS和視網(wǎng)膜中29/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第29頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）神經(jīng)遞質(zhì)和受體1、神經(jīng)遞質(zhì)（neurotransmitter）概念：由神經(jīng)元合成，突觸前末梢釋放，能特異性作用于突觸后膜受體，并產(chǎn)生突觸后電位的信息傳遞物質(zhì)。哺乳動(dòng)物神經(jīng)遞質(zhì)的分類膽堿類乙酰膽堿胺類多巴胺、NE、E、5-HT、組胺氨基酸類谷氨酸、門冬氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸肽類P物質(zhì)、阿片肽、下丘腦調(diào)節(jié)肽、血管升壓素、催產(chǎn)素、腦-腸肽、心房鈉尿肽、神經(jīng)肽Y等嘌呤類腺苷、ATP氣體類NO、CO脂類花生四烯酸及其衍生物（前列腺素等）、神經(jīng)活性類固醇30/60---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)第30頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月2、受體概念：細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能與某些化學(xué)物質(zhì)特異性結(jié)合并誘發(fā)特定生物效應(yīng)的特殊生物分子。激動(dòng)劑（agonist）：能與受體結(jié)合并能產(chǎn)生特定效應(yīng)拮抗劑（antagonist）或阻斷劑（blocker）：能與受體結(jié)合，但不產(chǎn)生效應(yīng)，反因占據(jù)受體二產(chǎn)生對抗激動(dòng)劑效應(yīng)配體（ligand）：激動(dòng)劑和拮抗劑；一般指激動(dòng)劑---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)31/60第31頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）突觸前受體（presynapticreceptor）位于突觸前膜的受體，又稱自身受體（autoreceptor）負(fù)反饋控制：NE釋放后作用于突觸前α2受體，抑制進(jìn)一步釋放（3）受體的作用機(jī)制根據(jù)跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的途徑，受體大致分為：G蛋白耦聯(lián)受體（多數(shù)）離子通道型受體---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)32/60第32頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)33/60與電壓門控離子通道不同的是，配體門控離子通道一般沒有（陽）離子選擇性。

遞質(zhì)(配體)門控離子通道——快速突觸傳遞乙酰膽堿受體通道開放：Na、K通透谷氨酸受體通道：AMPA受體：Na、K通透NMDA受體：Na、K、Ca通透甘氨酸和GABA受體通道開放：Cl通透2、受體分類：第33頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)34/602、受體分類：(2)

G蛋白耦聯(lián)受體——慢速突觸傳遞

緩慢、持久、多樣性，可以是興奮性或者是抑制性的。神經(jīng)遞質(zhì)與受體相互結(jié)合；受體激活G-蛋白，后者可以在后膜內(nèi)側(cè)自由移動(dòng)；

G-蛋白激活效應(yīng)器引發(fā)突觸后膜反應(yīng)。效應(yīng)器就是G蛋白門控離子通道或酶。酶催化合成第二信使，進(jìn)一步調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。第34頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月---神經(jīng)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)35/60第35頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)纖維的軸漿運(yùn)輸軸漿運(yùn)輸?shù)男问巾樝蜉S漿運(yùn)輸：胞體→軸突末梢快速軸漿運(yùn)輸：~400mm/d慢速軸漿運(yùn)輸：1~12mm/d工具：驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin）逆向軸漿運(yùn)輸：軸突末梢→胞體屬于快速軸漿運(yùn)輸，~205mm/d神經(jīng)營養(yǎng)因子、狂犬病病毒、破傷風(fēng)毒素、辣根過氧化物酶（HRP）等工具：動(dòng)力