神經生理學課件

1、神經生理學青海大學醫(yī)學院,李生花,神經生理學教學大綱 課程名稱：神經生理學英文名稱Neurophysiology 大綱內容及學時分配： 第一章神經系統(tǒng)的組成及電活動 第一節(jié)神經系統(tǒng)的組成及功能活動 一、神經元和神經膠質細胞 二、神經纖維傳導興奮的功能和特征 三、影響傳導速度的因素和神經纖維分類；掌握神經纖維的軸漿運輸功能 第二節(jié) 神經細胞的生物電現(xiàn)象 一、靜息電位產生的機制，膜學說、離子學說及鈉泵的作用 二、動作電位產生的離子基礎 三、興奮性周期性變化,第三章神經肌肉接頭及突觸傳遞 第一節(jié) 突觸傳遞的過程； 一、突觸傳遞的類型； 二、神經肌肉接頭傳遞機制。 三、中樞神經系統(tǒng)內化學傳遞機制 第二

2、節(jié) 幾種主要的中樞神經遞質 第三節(jié) 神經系統(tǒng)的運動機制 一、脊髓運動神經元的分類及作用 二、脊髓反射 三、腦干對肌緊張和姿勢的控制 四、大腦皮層對姿勢反射的調節(jié) 五、大腦皮層對軀體運動的調節(jié) 六、基底神經節(jié)對軀體運動的調節(jié),第一章 神經系統(tǒng)的組成及電活動,一、神經元和神經膠質細胞,（一）神經元 1011 組成神經系統(tǒng)的基本功能單位,1.神經元的一般結構和功能（1）胞體（2）突起：樹突 + 軸突,第一節(jié) 神經系統(tǒng)組成,2.神經元的分類 (1)按突起的數(shù)目分類 假單極神經元 雙極神經元 多極神經元,(2)按神經元的功能分類 感覺神經元 運動神經元 聯(lián)絡神經元 (3)按所釋放的遞質分類 膽堿能神經元

3、 腎上腺素能神經元 多巴胺能神經元等,（二）神經膠質細胞,數(shù)量 ：在人類的神經系統(tǒng)中，神經膠質細胞的數(shù)量約為神經元數(shù)量的1050倍。,種類：在周圍神經系統(tǒng)，有施萬細胞；在中樞神經系統(tǒng)，有星形膠質細胞，少突膠質細胞，小膠質細胞。,功能,1. 支持作用 2. 絕緣和屏障作用 3. 吞噬和免疫應答作用 4. 物質代謝和營養(yǎng)性作用 5. 攝取和分泌神經遞質 6. 維持合適的離子濃度 7. 修復和再生作用,二、神經纖維及其功能,1.神經纖維的分類（根據(jù)電生理特性）,（根據(jù)直徑和來源）, 對傳入神經纖維多采用此類命名法,注：痛覺傳入纖維習慣用A類纖維和C類纖維。,2.神經纖維功能及特征,1）完整性：神經沖

4、動的正常傳導有賴于神經纖維結構與功能上完整。 2）絕緣性：各神經纖維的興奮只沿本纖維傳導，互不干擾。 3）雙向性：神經纖維上任何一點的動作電位可同時沿神經纖維向兩端傳導。 4）不衰減傳導 5）相對不疲勞性：神經沖動傳導時耗能遠小于突觸傳遞，不易疲勞。,（1）神經纖維的功能：傳導興奮 （2）傳導興奮的特征：,（3）神經纖維的軸漿運輸,分類（雙向雙速） 1） 順向軸漿運輸（主要）：由胞體向軸突末梢的運輸。 快速：410 mm/d，運輸有膜的細胞器，如線粒體、含 遞質的囊泡、分泌顆粒等，對于維持突觸的傳 遞功能和神經分泌功能具有重要意義。 慢速：112 mm/d，運輸軸突生長和代謝所需要的營 養(yǎng)物質

5、，如微絲、微管等，對于軸突的生長和 再生有重要意義。,概念：在神經纖維內借助軸漿流動來運輸物質的現(xiàn)象。,逆向軸漿運輸,由軸突末梢向胞體的運輸。 速度約為205 mm/d，其意義可能為攝入神經生長因子等物質，對胞體蛋白質的合成起反饋調節(jié)作用?？袢《?、破傷風病毒及辣根過氧化酶可經逆向軸漿運輸，由外周向中樞轉運,功能性作用(functional action)：N元通過傳導AP遞質釋放調控所支配組織的功能活動； 營養(yǎng)性作用(trophic action)：神經末梢經常釋放某些營養(yǎng)性因子，持續(xù)地調節(jié)所支配組織細胞的代謝活動，促進糖原與蛋白質合成。,神經的營養(yǎng)性作用與AP無關、而與營養(yǎng)因子有關。 如：

6、持續(xù)用局部麻醉藥阻斷AP傳導，并不能使所支配的肌肉發(fā)生內在的代謝改變。,如：切斷運動N所支配的肌肉內糖原合成、蛋白質分解，肌肉逐漸萎縮。,（4）神經纖維對所支配效應器的作用,支持神經的營養(yǎng)性因子 目前已從神經所支配的組織和星形膠質細胞，發(fā)現(xiàn)并分離出多種支持N元生長、發(fā)育和功能完整性的神經營養(yǎng)性因子：如：神經生長因子(NGF)、腦源性神經營養(yǎng)性因子(BD-NF)、神經營養(yǎng)性因子3(NT-3)、神經營養(yǎng)性因子4/5(NT-4/5)、睫狀神經營養(yǎng)因子、成纖維生長因子等。一些因子國內已人工合成，將逐步應用于臨床。,作用機制： 神經營養(yǎng)性因子N末梢的特異受體(TrKA、TrKB、TrKC受體)N末梢攝入

7、軸漿運輸(逆流方式)胞體促進N元生長發(fā)育。,靜息電位：(resting potential,RP)是細胞未受到刺激時，存在于細胞膜內、外的電位梯度。 范圍：,一、靜息電位及其產生機制,（一）靜息電位的測定和概念,第二節(jié) 神經細胞的生物電現(xiàn)象 (Bioelectricity Phenomena of the Cell),習慣叫法:因膜內電位低于膜外，習慣上RP指的是膜內 負電位。 極化：細胞安靜時，呈現(xiàn) “內負外正” 的狀態(tài)。 去極化：靜息電位減小，即RP膜內負電位(- 70-50mV) 超極化：靜息電位增大，表明膜兩側電荷分布密度加 大，即RP膜內負電位 復極化:細胞膜去極化后再向靜息電位方向

8、恢復的過 程。,細胞生物電現(xiàn)象的表述,靜息電位的記錄裝置,1. 靜息狀態(tài)下細胞膜內、外離子分布不勻 Na+oNa+i121, K+iK+o301 Cl- i Cl- o114, A-i A-o 41 靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性 通透性：K+ Cl- Na+ A-,（二）靜息電位產生的機制,細胞膜上的所有離子通道都處于關閉狀態(tài)，膜電位等于零，各種離子電流亦等于零,假定細胞膜對K具有通透性，即K通道開放gk0), K+則依照濃度梯 度由細胞內向細胞外擴散， K電流不再是零而且膜電位也不再是零而 是呈現(xiàn)外正內負的電位差,當膜電位等于K+的電化學平衡電位時（80mV)，K擴散的驅動力等于

9、零Ik=gk(Vm-Ek)，K擴散停止，K電流又等于零,K在細胞內外的濃度差 a)、K由細胞內向細胞外的 c)、靜息電位，即K平衡電位。,靜息電位形成 示意圖,動力：膜內K順濃度差向膜外擴散 膜內負離子不能向膜外擴散,阻力：膜外的K對進一步外流的K有排斥力；膜內的負離子對進一步外流的K有吸引力,膜外為正、膜內為負的極化狀態(tài),當擴散動力與阻力達到動態(tài)平衡時=RP,結論:RP的產生主要是K向膜外擴散的結果。 RP=K+的平衡電位,動作電位(action potential，AP):可興奮細胞受到刺激，在靜息電位基礎上產生的瞬時跨膜電位，稱為動作電位。,二、動作電位及其產生機制,細胞的動作電位,圖示

10、Na在膜內外的不平衡分布，細胞外濃度高，而細胞內濃度低,圖示細胞膜對Na具有通透性， Na由細胞外向細胞內擴散,圖示由Na的擴散形成的電化學平衡電位,（二）AP產生的機制,1.電化學驅動力,2.動作電位期間的膜電導的變化,內向電流：如果細胞受刺激時引起離子流動，造成膜外的正電荷流入膜內，稱為內向電流（inward current）. 外相電流：如果細胞受刺激時引起離子流動，造成膜內的正電荷流出細胞外，稱為外相電流（outward current） 電壓鉗技術,膜內外存在Na+差:膜外Na+ 膜內Na+O 110， 膜在受到閾刺激而興奮時，對離子的通透性增加： 即電壓門控性Na+、鈉離子內流；形

11、成AP的上升枝； K+通道激活而開放，形成AP的下降枝。,3.離子流與AP的形成,機制：,改變細胞外液的Na濃度，AP的變化。,青海大學醫(yī)學院生理學教研室,結論：AP的上升支由Na內流形成，下降 支是K外流形成的，后電位是NaK 泵活動引起的。 AP的產生是不消耗能量的，AP的恢復是 消耗能量的（NaK泵的活動）。 AP=Na的平衡電位。 證明：Nernst公式的計算 AP達到的超射值（正電位值）相當于計算 所得的ENa值。 應用Na通道特異性阻斷劑河豚毒后， 內向電流全部消失（AP消失）。,(4)離子通道的功能狀態(tài),Na+離子通道的狀態(tài)：關閉（close）；激活（activation）和失活

12、（inactivation）,H門,M門,動作電位的特征：,具有“全或無”的現(xiàn)象 以脈沖的方式傳導 是非衰減式傳導：即同一細胞上的AP大小不隨傳導距離的改變而改變的現(xiàn)象。 動作電位的意義：AP的產生是細胞興奮的標志。,1.動作電位在同一細胞上的傳播-局部電流,動作電位的傳播,有髓鞘N纖維的興奮傳導為遠距離局部電流(跳躍式)。,無髓鞘N纖維的興奮傳導為近距離局部電流,2.動作電位在細胞之間的傳播,結構基礎：縫隙連接，電突觸，,興奮性及其變化,興奮：當機體、器官、組織或細胞受到刺激時，功能活 動由弱變強或由相對靜止轉變?yōu)楸容^活躍的反應 過程或反應形式。,興奮性：是機體的組織或細胞接受刺激后發(fā)生反

13、應的能力或特性，它是生命活動的基本 特征之一。,1.興奮性,興奮性,可興奮細胞：受刺激后能產生AP的細胞。 可興奮組織：受刺激后能產生AP的組織。 種類：神經細胞，肌細胞及腺體。 興奮性又可定義為細胞接受刺激后產生動作電位的能力，動作電位又是興奮的同義詞。 興奮性的高低用刺激的閾值來衡量。,絕對不應期：無論多強的刺激也不能再次興奮的期間。 相對不應期：大于原先的刺激強度才能再次興奮期間。 超常期：小于原先的刺激強度便能再次興奮的期間。 低常期：大于原先的刺激強度才能再次興奮的期間。,2.興奮過程中興奮性的變化,分 期 興奮性 與AP對應關系 機 制 絕對不應期 降至零 鋒電位 鈉通道失活 相對不應期