《神经细胞生理》PPT课件.ppt

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1、神经细胞生理,神经系统：中枢神经系统：脑、脊髓外周神经系统：神经节、神经纤维神经系统的组成：神经元（200亿，传入神经元在百亿，传出神经元数十万，中间神经元超百亿）；神经胶质细胞。,神经系统的基本功能,1.协调人体内各系统、器官的功能活动，保证人体内部的完整统一；2.使人体活动能随时适应外界环境的变化，保 证人体与不断变化的外界环境之间的相对平衡；3.认识客观世界，改造客观世界。,一、神经元的基本结构和功能,神经元特点：1、发育高峰后，神经元不再增值分裂。体积显著增大。2、寿命长，年老后开始死亡。3、功能稳定对维持脑中的信号传导通路是必要的。,神经元基本结构(basic structure)：

2、,胞体(cell body)：突起(processes)：树突(dendrite)轴突(axon)轴丘(axon hillock)兴奋阈低，是信号触发区。突触小体(synaptic knob),神经元的功能部位(functional portions of neuron)：,受体部位：指胞体或树突膜；能与某些化学物质进行特异性结合，导致此处细胞膜产生局部兴奋或抑制起始部位：指神经元的始段或起始处的郎飞氏结,是产生动作电位的地方；传导部位(conducting portion)：指神经元的轴突,能传导神经冲动递质释放部位(releasing portion)：指神经末梢,当动作电位传到神经末梢时

3、，能引起末梢释放递质。,神经元的基本功能(Basic Function of Neuron）,感受刺激(reception of various stimuli)整合信息(integration of information)传递信息(transmitting information),神经细胞的分类,1、突起分类：图2、树突分类：锥体细胞（60%）、星形和浦肯野细胞3、功能分类：传入；传出神经元；中间神经元。4、电生理特性分类：兴奋性和抑制性神经元5、递质分类：胆碱能神经元等。6、轴突长短分类：投射神经元：轴突长，投射距离远（如锥体、浦肯野细胞）局部回路神经元（中间神经元）：轴突短，局部效应

4、（如星形细胞)。,1、突起分类,各种神经元的类型,神经元结构-胞体,胞体由细胞膜、细胞核、细胞质、细胞器组成 胞体功能：整合功能、接受刺激的功能,单位膜,细胞膜组成：图 脂质双分子层 膜蛋白：整合蛋白；表面蛋白。糖：糖脂；糖蛋白。特点：溶点低呈液态可流动；稳定、自动形成和维持；脂溶物质易通过。,膜的化学组成和分子结构,脂质双分子层,构成：由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层,蛋白质特点：,蛋白质分为表面蛋白：整合蛋白：载体、通道、离子泵等。流动性（横向移动）,蛋白质,结构：螺旋或球形,糖的功能糖链存在外表面与细胞的识别、黏附、老化等有关糖蛋白作为血型抗原,蛋白质功能 转运物质 传递信息,细

5、胞核,细胞核：是遗传信息贮存、复制和表达的主要场所；合成各种不同功能的蛋白质。核大而圆，核仁明显，含RNA的核蛋白，是合成rRNA场所，基因转录和表达活跃。核孔：核与胞浆间的物质运输通道,细胞质,特征性结构：尼氏体：分布在胞体和树突。是神经元合成蛋白质的中心。电镜下的尼氏小体由粗面内质网（合成分泌性膜嵌合或递质囊泡中的蛋白质）、游离核糖体和多聚核糖体（合成胞内的酶及细胞本身结构蛋白质）共同组成。神经原纤维：由微管微丝组成。神经元的胞体和突起中有微管微丝。构成细胞骨架协助轴桨运输。,细胞质,滑面内质网：合成脂质和胆固醇；合成细胞膜的磷脂，是生成膜的场所；运输胞体合成的蛋白质 等。高尔基复合体：存

6、在细胞和周围和树突的近端，不进入轴突。运输、修饰、加工中心溶酶体：消化细胞中退化和衰老的细胞器；神经终末内的突触小泡被溶酶体摄取、运送到胞体。线粒体：在年幼细胞较多，生物氧化和能量转化色素、脂褐素：黑质和蓝斑中的神经元含黑色素颗粒。脂褐素随年龄而增多，由溶酶体演化而来，可能是不被溶酶体消化的物质。,神经细胞与其他细胞的区别,细胞核大、核仁明显尼氏体：胞体和树突有尼氏体，轴突和轴丘中没有。脊髓前角运动神经元光学显微镜下有虎斑纹。有色素颗粒与脂褐素。,突起,树突：有一或多个。占神经元面积的90%。功能：接受信息（一些神经元有树突棘形成突触）结构特点：粗面内质网和核糖体贯穿树突 全长，而轴突没有（是

7、树突和轴突的主要鉴别）。轴突（神经纤维）：传导信息 轴丘兴奋阈低，是信号触发区。,轴突与树突的主要区别,神经纤维(nerve fiber)：,神经元轴突离开胞体后的部分，由轴突及髓鞘组成 有髓神经纤维；神经纤维外包裹有多层髓鞘。无髓神经纤维：神经纤维外没有反复包裹髓鞘。神经末梢(nerve terminal)神经纤维末端。感觉神经末梢(sensory nerve terminals)运动神经末梢(motor nerve terminals,神经纤维的分类(Classification of nerve fibers),（1）按有无髓鞘分为 有髓鞘纤维，如躯体传出纤维 无髓鞘纤维，如植物神经节后

8、纤维（2）根据电生理特性分为A类：有髓鞘的躯体传入与躯体传出纤维。根据其传导速度还可分为A、A、A和A。B类(有髓)：植物神经的节前纤维 C类(无髓)：植物神经的节后纤维和后根中的痛觉传入纤维,神经纤维的分类(Classification of nerve fibers),（3）根据纤维直径的大小和来源分为 类：又分为a和b类。相当于A 类：相当于A、A 类：相当于A、B类 类：相当于C类,神经纤维的兴奋传导功能及其分类,神经冲动：沿神经纤维传导兴奋或动作电位。1.传导原理：有髓鞘纤维：跳跃传导、速度快无髓鞘纤维：连续传导、速度慢,神经纤维的兴奋传导,神经纤维的兴奋传导功能及其分类,2神经纤维

9、传导兴奋的特征：生理完整性 绝缘性 双向性 相对不疲劳性 不衰减性,3.神经纤维的兴奋传导速度,公式：AP经过两点的距离/两点传导的时间,传导速度,神经纤维的兴奋传导速度,影响传导速度的因素,神经纤维的直径无髓鞘、有髓鞘温度AP去极化速度和幅度,神经元的蛋白合成与轴浆运输,轴浆运输(axoplasmic transport)：在轴突内借助轴浆流动来运输物质的现象。图顺向轴浆运输：由胞体到末梢的轴浆运输 快速轴浆运输：主要运输膜性细胞器（线粒体、滑面内质网等），分泌囊泡、合成蛋白质和递质的酶；代谢产物等）410nm/d。驱动蛋白图慢速轴浆运输：细胞骨架成分和轴浆内可溶性成分随微管微丝等的延伸 1

10、-12nm/d.实验：同位素标记；结扎神经纤维；显微镜观察逆向轴浆运输：运输轴突末梢摄取的物质：神经营养因子、狂犬病毒、破伤风病毒。实验：辣根过氧化酶注射,轴浆运输,驱动蛋白,具有一个杆部和两个呈球状的头部。杆部尾端的轻链可连接被运输的细胞器；头部则形成横桥，具有ATP酶活性，能与微管上的微管结合蛋白结合。当一个头部结合于微管时，ATP酶被激活，横桥分解ATP而获能，使驱动蛋白的颈部发生扭动，于是，另一个头部即与微管上的下一个位点结合，如此不停地交替进行，细胞器便沿着微管被输送到轴突末梢。,轴浆运输机制,神经营养性作用和神经营养因子,1神经的营养性作用功能性作用：传导神经冲动，释放神经递质，调

11、节所支配组织的功能活动。营养性作用：通过神经末梢经常地释放某些营养性因子，持续地作用于所支配的组织，对它们的内在代谢活动发挥影响。脊髓灰质炎、切断神经，肌肉逐渐萎缩。2神经营养性因子神经营养性因子：由神经所支配的组织和星形胶质细胞产生的为神经元生存所必需的蛋白质。目前已发现的有：神经生长因子、脑源性神经营养性因子等,二、神经胶质细胞（Neuroglia）,数量为神经元的10-50倍，分为：1、周围神经系统：施万细胞称神经膜细胞，形成轴突髓鞘卫星细胞，称被囊细胞，存在于脊神经节2、中枢神经系统：星形胶质细胞少突胶质细胞小胶质细胞胶质细胞无树突、轴突之分，相邻细胞以缝隙连接相连；胞内外具有膜电位差

12、，且随细胞外K+浓度改变，但不能产生AP。,中枢神经系统的胶质细胞,星形胶质细胞,特点：1、体积大、数量最多，突触及神经元的空隙几乎全由其填充。2、有终足占脑内毛细血管表面的85%-99%3、终足之间低电阻连接4、使带电离子在胶质细胞间扩散，单糖、氨基酸等自由通过。5、终生具有分裂增殖能力。6、无尼氏体，标志物-胶原纤维酸性蛋白。,星形胶质细胞,神经胶质细胞（Neuroglia),少突胶质细胞和小胶质细胞,少突胶质细胞：构成中枢神经系统的髓鞘施万氏细胞：构成外周神经系统的髓鞘。小胶质细胞：吞噬能力，分裂增殖能力。神经胶质增生呈瘢痕组织。多发性硬化症：渐进性、外周和中枢周期性髓鞘脱失。感染性神经

13、炎：外周和运动神经元髓鞘损伤。,胶质细胞功能,1.支持作用2.修复和再生作用3.免疫应答作用4.绝缘和屏障作用5.物质代谢和营养性作用6.稳定细胞外的K浓度7.参与物质代谢,胶质细胞功能,(1)支持和引导神经元迁移：中枢内除神经元和血管外，其余空间主要由星形胶质细胞充填，它们以其长突起在脑和脊髓内交织成网，形成支持神经元胞体和纤维的支架。此外还观察到，在人和猴的大脑和小脑皮层发育过程中，发育中的神经元沿胶质细胞突起的方向迁移到它们最终的定居部位。,胶质细胞功能,(2)损伤修复和再生作用：当脑和脊髓受损而变性时，小胶质细胞（有溶酶体和吞饮小泡）能转变成巨噬细胞，加上来自血中的单核细胞和血管壁上的

14、巨噬细胞，共同清除变性的神经组织碎片。碎片清除后留下的缺损，则主要依靠星形胶质细胞的增生来充填，但增生过强则可形成脑瘤。在周围神经再生过程中，轴突沿施万细胞所构成的索道生长。,胶质细胞功能,(3)免疫应答作用：星形胶质细胞是中枢内的抗原呈递细胞，其质膜上存在特异性组织相容性复合分子，能与经处理过的外来抗原结合，将其呈递给T淋巴细胞。,胶质细胞功能,(4)形成髓鞘和屏障的作用：少突胶质细胞和施万细胞（雪旺氏细胞）可分别在中枢和外周形成神经纤维髓鞘。少突胶质细胞分裂再生能力较差，受损伤后可导致中枢神经元脱髓鞘。髓鞘的主要作用可能在于提高传导速度，而绝缘作用则较为次要。中枢神经系统内存在血脑屏障、血

15、脑脊液屏障和脑脑脊液屏障。星形胶质细胞的血管周足是构成血脑屏障的重要组成部分，构成血脑脊液屏障和脑脑脊液屏障的脉络丛上皮细胞和室管膜细胞也属于胶质细胞。,胶质细胞功能,(5)物质代谢和营养作用：星形胶质细胞一方面通过血管周足和突起连接毛细血管与神经元，对神经元起运输营养物质和排除代谢产物的作用；另一方面还能产生神经营养因子，以维持神经元的生长、发育和功能的完整性。,胶质细胞功能,(6)稳定细胞外的K浓度：星形胶质细胞膜上的钠泵活动可将细胞外过多的K泵人胞内，并通过缝隙连接将其分散到其他胶质细胞，以维持细胞外合适的K浓度，有助于神经元电活动的正常进行。当增生的胶质细胞发生疤痕变化时，其泵K的能力

16、减弱，可导致细胞外高K，使神经元的兴奋性增高，从而形成局部癫痫病灶。,胶质细胞功能,(7)参与某些活性物质的代谢：星形胶质细胞能摄取神经元释放的某些递质，如谷氨酸和氨基丁酸，再转变为谷氨酰胺而转运到神经元内，从而消除这类递质对神经元的持续作用，同时也为氨基酸类递质的合成提供前体物质。此外，星形胶质细胞还能合成和分泌多种生物活性物质，如血管紧张素原、前列腺素、白细胞介素，以及多种神经营养因,血-脑屏障（blood-brain barrer)、血-脑脊液屏障脑-脑脊液屏障,选择性阻止某些物质进入脑组织。,血-脑屏障物质通过情况,1、经载体转运的物质：葡萄糖、氨基酸、嘌呤和嘧啶碱及无机离子等亲水性较

17、强的物质。依靠载体和泵，通过易化扩散或主动转运。2、容易通过的物质：由解离度、脂溶性及血浆蛋白结合程度决定的。乙醇、乙醚、甾体激素、氧气、二氧化碳、一氧化碳等，可自由扩散。3、不宜通过的物质：带电荷、无相应载体的不易通过，乙酰胆碱、去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺谷氨酸等神经递质。某些药物。但神经递质的前身易通过。脂溶性物质、小分子化合物和弱电解质物质容易通过，而水溶性、离子或大分子物质较难通过血脑屏障。,血-脑屏障存在的意义,1、生理意义：可以保证代谢物质自由通过，又可阻止异物对脑的侵害，维持脑组织内环境稳定。2、临床意义：临床治疗需考虑到血脑屏障对药物的通透性；血液、脑脊液检测诊断及脑组织的影象诊断等也要考虑到血脑屏障的影响。3、脑内缺少血脑屏障的部位：下丘脑的正中隆起、垂体后叶、延髓的极后去区、脉络丛等。这些部位可能是肽类神经激素释放到血液去的通路。,