神經(jīng)系統(tǒng)功能活動的基本原理

1、神經(jīng)系統(tǒng)功能活動,的基本原理,第一節(jié),突觸傳遞,化學突觸（神經(jīng)遞質）電突觸（局部電流）,,,2000年 諾貝爾獎生理學與醫(yī)學獎,A.Carlsson、 P. Greedgard、 E.Kandel,主要貢獻：發(fā)現(xiàn)了“人類腦神經(jīng)細胞間信號傳遞”,一、經(jīng)典的突觸傳遞,（一）突觸結構,突觸前膜：突觸小泡突觸間隙：,突觸后膜：受體,（二）突觸的分類,,,（三）突觸傳遞過程,Ca2+,突觸傳遞過程(續(xù)),突觸傳遞過程(續(xù)),

2、突觸前神經(jīng)元興奮,突觸前膜,去極化,Ca2+通道開放,突觸小泡釋,放神經(jīng)遞質,突觸后膜受體,突觸,后膜去極化（超級化）,突觸后電位,（四）突觸后電位,根據(jù)突觸后膜發(fā)生電位變化，分為：,興奮性和抑制性,根據(jù)電位時程長短分為：,快突觸后電位慢突觸后電位,,1. 興奮性突觸后電位(EPSP),1. 興奮性突觸后電位(EPSP),突觸前膜釋放：,興奮性遞質突觸后膜：,對Na+、K+通透性增大,且Na+內流 > K+外

3、流,(可能還有Ca2+內流參與),,2. 抑制性突觸后電位(IPSP),,2. 抑制性突觸后電位(IPSP)突觸前膜釋放：,抑制性遞質突觸后膜：,Cl- 通透性增大,(可能還與K+通道開放,Na+和Ca2+通道關閉有關),,突觸后神經(jīng)元動作電位,AP產(chǎn)生部位：,軸突始段,(五）突觸后神經(jīng)元的興奮與抑制,,,(六) 突觸傳遞的影響因素1. 神經(jīng)末梢遞質的釋放量和遞質的消除,引起遞質釋放量,因素:,細胞外液

4、Ca2+升高,Mg2+降低,突觸前膜動作電位的大小和頻率遞質消除:被突觸前膜重攝取或酶解代謝,2.突觸后膜受體的因素,突觸后膜受體數(shù)量: 上調/下調,受體與遞質的親和力:受體的激動劑與阻斷劑:,（七）突觸傳遞的可塑性1）概念：突觸的反復活動可引起突觸,傳遞效率發(fā)生較長時程的增強或減弱。,2）形式：①強直后增強②習慣化③ 敏感化④長時程增強和長時間壓抑,1.強直后增強:,高頻刺

5、激,定義：突觸前末梢在接受一短串強直性刺激后,其突觸后電位發(fā)生明顯增強的現(xiàn)象。電位幅度和時程機制：大量內流Ca2+, 突觸前末梢軸漿內Ca2+升高，突觸小泡持續(xù)大量釋放神經(jīng)遞質，導致突觸后電位持續(xù)增強。,2.習慣化：,定義：重復給予較溫和的刺激時，突觸對刺激的反應逐漸減弱甚至消失，這種現(xiàn)象稱之。,機制：重復刺激使突觸前末梢Ca2+通道逐漸失活，Ca2+內流減少，末梢遞質釋放減少。

6、,3.敏感化：,定義：重復給予傷害性刺激，突觸對原有刺激的反應性增強和延長，傳遞效率增加，這種現(xiàn)象稱之。,機制：重復刺激使突觸前末梢動作電位時程延長，Ca2+通道開放時間延長，Ca2+內流增加，末梢遞質釋放增多。,4.長時程增強,定義：短時間重復高頻刺激突觸前神經(jīng)元，在突觸后神經(jīng)元快速形成持續(xù)時間較長的EPSP。,長達數(shù)天,機制：突觸后神經(jīng)元內Ca2+增加,導致,AMPA受體功能上調。,4.長時程壓抑

7、（LTD）,定義：突觸傳遞效率的長時程降低。LTD廣泛存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，,機制：長時間低頻刺激突觸前神經(jīng)元，導,致突觸后膜AMPA受體密度降低。,,二、非定向突觸傳遞,交感神經(jīng)末梢對平滑肌的支配,非突觸性化學傳遞,中樞神經(jīng)系統(tǒng)也存在非定向突觸傳遞,非定向突觸傳遞特點,①突觸前成分和突觸后成分沒有對應關系，無特化的突觸前膜及后膜的結構。,②曲張體與突觸后成分之間距離大于20nm.③曲張體所釋放的遞質可作用于較

8、多的突,觸后成分，無特定的靶點。,非定向突觸傳遞特點,④遞質擴散距離和突觸傳遞時間長短不一。⑤遞質能否產(chǎn)生效應取決于突觸后有無相應,受體,三、電突觸傳遞,結構基礎：縫隙連接特點：雙向性，速度,快，無潛伏期,2-4nm,意義：促進神經(jīng)元活動的同步化,第二節(jié) 神經(jīng)遞質和受體,（一）神經(jīng)遞質,1、概念：由突觸前神經(jīng)元合成并在末梢處釋放的傳遞信息的化學物質。,2、神經(jīng)遞質的鑒定條件,①突觸前神經(jīng)元具有合成遞質的前體和酶

9、系統(tǒng),②遞質貯存于突觸小泡內，神經(jīng)沖動到達時遞質能釋放到突觸間隙,③遞質與突觸后特異受體結合能發(fā)揮其作用,④存在使遞質失活的酶或其他失活方式⑤有特異的受體激動劑或拮抗劑，能模擬或阻斷相應遞質的作用。（二）神經(jīng)調質,神經(jīng)元合成和釋放的另一類化學物,質，對傳遞信息起調節(jié)作用。,,,,（三）遞質和調質的分類,分類膽堿類胺類氨基酸類肽類嘌呤類氣體脂類,家 族 成

10、 員乙酰膽堿多巴胺、NE、5—HT、組胺谷氨酸、門冬氨酸、甘氨酸、GABA下丘腦調節(jié)肽、ADH、催產(chǎn)素、阿片肽、腦-腸肽、AngⅡ、心鈉素等腺苷、ATPNO、COPG類,(四)遞質的共存：,概念：兩種或兩種以上遞質共存于一個神經(jīng)元內，這種現(xiàn)象稱之。意義：協(xié)調某些生理過程。,例如：支配唾液腺副交感神經(jīng)內含Ach和血管活性腸肽兩種遞質，副交感神經(jīng)興奮時，釋放的Ach能引起唾液分泌，

11、血管活性腸肽引起血管舒張，增加唾液腺的血供，兩者共同作用，引起唾液大量分泌。,（五）遞質的代謝,合成，儲存，釋放，降解，重攝取，再合成,二、受體,1、受體：細胞膜上或細胞內能與某些化學物質（如遞質、調質、激素等）發(fā)生特異性結合并產(chǎn)生生物效應的特殊生物分子。,2、配體,受體激動劑：能與受體發(fā)生物異性結合并產(chǎn)生生物學效應的化學物質。,受體阻斷劑：能與受體發(fā)生物異性結合，阻斷遞質的受體結合，不能產(chǎn)生相

12、應的生物學效應的化學物質。,受體與配體結合表現(xiàn)出的特性,相對特異性：,飽和性：,可逆性：,3、受體的分類,1）天然配體分類：,膽堿能受體：M型、N型（N1，N2）腎上腺素能受體：α，β受體,2）受體激活機制分類：,① 離子通道型受體② G-蛋白耦聯(lián)受體,,4、突觸前受體,分布：突觸前膜,作用：以負反饋方式調節(jié)突觸前遞質釋放。,5、受體的調節(jié),上調：當遞質分泌不足時，受體的數(shù)量增加，與遞質的親和力增強。,下

13、調：當遞質分泌過多時，受體的數(shù)量減少，與遞質的親和力降低。,三、主要的遞質和受體系統(tǒng),（一）膽堿能系統(tǒng)：1、乙酰膽堿:,膽堿能神經(jīng)元/膽堿能纖維,2、膽堿能纖維及分布：,① 自主神經(jīng)的節(jié)前纖維,② 大多數(shù)副交感神經(jīng)的節(jié)后纖維③ 少數(shù)交感神經(jīng)的節(jié)后纖維④ 支配骨骼肌的舒血管神經(jīng),3、膽堿能受體,① 毒蕈堿受體 （M受體）,—G蛋白耦聯(lián)受體,② 煙堿受體（N型受體）,—化學門控通道,N1：自主神經(jīng)節(jié)突觸

14、后膜N2：骨骼肌終板膜,4、生理效應,中樞膽堿能系統(tǒng)：參與神經(jīng)系統(tǒng)所有功能外周神經(jīng)系統(tǒng)：取決于與M或N受體結合作用于M受體---毒蕈堿樣作用,阻斷劑：阿托品,作用于N受體---煙堿樣作用,阻斷劑：筒箭毒/六烴季銨/十烴季銨,（二）單胺類遞質,1、去甲腎上腺素及其受體,去甲腎上腺素能神經(jīng)元,去甲腎上腺素能纖維,腎上腺素能纖維,腎上腺素能受體,1）α受體（ α1 α2 ）,2）β受體（ β1 β2 β3

15、 ）,去甲腎上腺素的作用特點,NE對α受體作用較強,對β受體作用較弱,NE與α受體結合,產(chǎn)生的平滑效效應主要是興奮性,包括血管,子宮,虹膜輻射狀肌等收縮,但也有抑制性的,如小腸平滑肌.,NE與β受體結合,產(chǎn)生的平滑效效應主要是抑制的,如血管,子宮,小腸,但心肌卻是興奮性的.,腎上腺素能受體阻斷劑,① α受體：,酚妥拉明—α1(主)、α2哌唑嗪—α1育亨賓—α2,腎上腺素能受體阻斷劑(續(xù)),② β受體：,普萘洛爾—β

16、受體；,丁氧胺—β2受體；心得寧—β1受體,（三）氨基酸類遞質,興奮性遞質：谷氨酸、門冬氨酸。抑制性遞質：r-氨基丁酸、甘氨酸。,谷氨酸受體,促離子型受體:KA, AMPA,NMDA促代謝型受體,抑制性氨基酸受體,GABA,甘氨酸受體,（四）肽類：神經(jīng)肽、阿片肽、腦-腸肽等,（五）嘌呤類：腺苷、ATP。（六）其他遞質：NO、CO,,第三節(jié) 反射活動的基本規(guī)律一、反射是神經(jīng)調節(jié)的基本方式（一）

17、反射基本過程,,二、中樞神經(jīng)元的聯(lián)系方式,單線式聯(lián)系,輻散和聚合式聯(lián)系連鎖式與環(huán)式聯(lián)系,三、中樞內興奮傳播的特征,1、單向傳播2、中樞延擱,3、總和和阻塞：空間、時間總,和，易化,4、興奮節(jié)律的改變5、后發(fā)放效應,6、興奮可局限化和擴散,7、對內環(huán)境變化敏感和易疲勞,,,五、中樞抑制和易化,中樞抑制中樞易化,1、突觸后抑制2、突觸前抑制1、突觸后易化2、突觸前易化

18、,,1、突觸后抑制,① 傳入側支性抑制,生理意義：協(xié)調不同中樞的活動,1、突觸后抑制,②回返性抑制,生理意義：,及時終止運動神經(jīng)元,的活動，,或使同一中樞內許多神經(jīng)元的活動同步化,,,2、突觸前抑制,1）結構基礎:軸突-軸突式突觸,2、突觸前抑制,概念：突觸后神經(jīng)元的抑制是由于改變了突觸前膜的活動而引起的，這種方式稱之。,2、突觸前抑制,3）產(chǎn)生機制：軸突2 興奮時，釋放,GABA，作用于軸突1上GABA 受體，引起軸

19、突1Cl-電導增加，膜去極化，使傳到軸突1的動作電位幅度減小，時程縮短，軸突1末梢釋放遞質減少，最終導致運動神經(jīng)元產(chǎn)生的EPSP減小。,六、中樞易化,中樞易化：突觸后易化、突觸前易化。突觸后易化：表現(xiàn)為EPSP 總和。,突觸前易化：突觸前膜動作電位時程延長，使突觸后膜上EPSP增大。,思考題,1.試述興奮通過突觸傳遞的過程。2.興奮性突觸后電位產(chǎn)生機制。3.試述中樞內興奮傳播的特征。,4.比較突觸前

20、抑制與突觸后抑制的異同點。,,,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能,感覺分析,運動/姿勢,內臟活動,睡眠/覺醒,腦的高級功能,第三十一章,神經(jīng)系統(tǒng)的感覺功能,,概,述,感覺的形成：感受器或感覺器官：接受刺激傳入神經(jīng)：傳導興奮大腦皮層：整合，特定腦區(qū),特定感覺,第一節(jié) 軀體感覺和內臟感覺,軀體感覺：觸壓覺，溫度覺，痛覺,本體感覺,（位置覺和運動覺）,內臟感覺:內臟痛,牽涉痛,特殊感覺:視覺,聽覺,平衡覺等,一、軀體感覺,（一）觸-壓

21、覺感受器,觸點：用纖細的毛輕觸皮膚表面，只有某些特殊點被觸及才引起觸覺,這些點皮膚上觸-壓覺感受器呈點狀分布，分布的密度與感覺的敏感性成正比。,觸覺閾：,引起觸覺的最小壓陷深度。,兩點辨別閾：,將兩個點狀刺激同時或相繼觸及皮膚,人體能夠分辨出這兩個刺激點之間的最小距離。,觸壓覺感受器：,游離神經(jīng)末梢、毛囊感受器、環(huán)層小體等,傳入神經(jīng)：有髓鞘軸突適宜刺激：機械刺激,感受器產(chǎn)生興奮的機制：,機械刺激，機

22、械門控Na+通道開放，感受,器電位，動作電位。,,（二）溫度感受器冷點：冷覺,熱點：熱覺,冷點 > 熱點,（二）溫度感受器,冷感受器：15℃熱感受器：40℃,當皮膚溫度 > 45℃，熱痛覺,皮膚溫度在32-34℃，不產(chǎn)生溫度感覺,熱感受器：游離神經(jīng)末梢，點狀分布,傳入神經(jīng)：無髓鞘C類纖維傳導,冷感受器：游離神經(jīng)末梢，點狀分布,傳入神經(jīng)：有髓Aδ纖維,（三）痛覺,1.傷害性感受器分類與特征特征：沒有特

23、定的適宜刺激,不易出現(xiàn)適應,傷害性感受器的分類,（1）機械傷害性感受器：,感受閾高，Aδ和C纖維,（2）機械溫度傷害性感受器：,中等機械和高溫（40-51℃）刺激，,Aδ傳入纖維,（3）多覺型傷害性感受器：機械，化學，熱的傷害性刺激,傷害性感受器是游離神經(jīng)末梢,傳導痛覺的傳入神經(jīng)纖維有兩類：,Aδ有髓纖維,C類無髓纖維,快痛與慢痛,①快痛：由 Aδ類纖維傳導的傷害性信息到達大腦皮層后引起的痛覺。,特點：感覺敏銳，定位明確，發(fā)

24、生快，消失也快，不伴有情緒變化,快痛與慢痛,②慢痛：由 C類纖維傳導的傷害性信息到達大腦皮層后引起的痛覺。,特點：感覺模糊，定位不精確，發(fā)生慢，消失也慢，伴有明顯的情緒變化,2. 致痛物質,（1）K+：從損傷組織細胞釋放出來,直接,激活傷害性感受器,引起去極化.,（2）5-HT：從血小板和肥大細胞釋放,通過5-HT1和5-HT2受體，使傷害性感受器敏感化;通過5-HT3激活感覺神經(jīng)元,2. 致痛物質,（3）緩激肽:

25、 由損傷和炎癥部位釋放很強的致痛物質。,（4）組胺：由肥大細胞釋放,,低濃度時引起癢的感覺,高濃度時引起疼痛感覺.,(四)本體感覺,來自軀體深部的肌肉、肌腱和關節(jié)等處的傳入信息，對軀體的空間位置，姿勢、運動狀態(tài)和運動方向產(chǎn)生感覺。,本體感覺的傳入對軀體運動的控制有重要作用.,本體感受器:,位于肌肉、肌腱和關節(jié),肌梭 高爾基腱器官,魯菲尼終末環(huán)層小體,游離神經(jīng)末梢,二、軀體感覺傳入通路,(三級神經(jīng)元接

26、替),,軀體感覺傳入三級神經(jīng)元接替,初級：后根神經(jīng)節(jié)或腦干神經(jīng)核,二級：脊髓后角或延髓薄束核,楔束核三級：丘腦特異性感覺接替核,1、軀體痛覺、溫度覺和粗觸覺的傳導通路,(先交叉，后上行),① 粗略觸壓覺（脊髓丘腦前束）,② 溫度覺、痛覺（脊髓丘腦側束）③丘腦腹后外側核,1、頭面部痛覺、溫度覺和觸壓覺的傳導通路,①三叉神經(jīng)節(jié)細胞,②三叉神經(jīng)脊束核（痛、溫覺）,三叉神經(jīng)腦橋核（觸覺）,③丘腦腹后內側核,2.本體感覺和精細觸

27、壓覺傳導通路：,(先上行，后交叉)① 脊神經(jīng)節(jié)細胞,② 薄束核、楔狀核③ 丘腦腹后外側核,,三、大腦皮層感覺代表區(qū),1、體表感覺代表區(qū),1）第一感覺區(qū)：位于中央后回(3-2-1區(qū)),大腦皮層感覺區(qū),第一感覺區(qū)（SI）投射特點,① 交叉投射（頭面部投射 - 雙側）② 整體為倒置安排，頭面部內部安,排為正立。,③ 投射區(qū)越大，感覺分辨精細程度,越高,,2）第二感覺區(qū)（SII）,① 部位:中央前回與島葉之間②特

28、點：,① 空間分布正立② 定位不清晰③ 雙側投射,,2、本體感覺代表區(qū),部位：中央前回（4區(qū)）,功能：產(chǎn)生本體覺，并發(fā)出傳出運動指令,四、內臟感覺—內臟痛,(一)內臟痛:,引起內臟痛的刺激:臟器突然擴張機械性牽拉臟器缺血,內臟平滑肌痙攣,病理損傷：炎癥、腫瘤、潰瘍等,1、內臟痛特點：,① 定位不準確：是最主要特點。② 緩慢、持久。,③ 對牽拉、缺血、炎癥敏感，對切割、燒灼、電刺激不敏感

29、④ 常伴隨不愉快的情緒變化。,,2.內臟痛的感受器和傳入通路,傷害性感受器:,數(shù)量少,傳入纖維:交感神經(jīng)干和副,交感神經(jīng)干,胞體：T7-L2, S2-S4后根神,經(jīng)節(jié),第7、9、10對腦神經(jīng)節(jié)內,軀體感覺相同的通路上行，到達大腦皮層。,皮層代表區(qū)：,第一感覺區(qū)，第二感覺區(qū)及運動輔助區(qū)，邊緣系統(tǒng)的皮層,（二）體腔壁痛：,胸膜或腹膜受到炎癥刺激而產(chǎn)生的疼痛,（三）牽涉痛：,某些內臟疾病引起一些特定的體表部,位感覺疼痛或痛覺過敏