动物生理学ppt课件第10章神经系统生理.ppt
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1、第三章 神经系统生理,第一节 神经元活动的一般规律一、神经元和神经纤维,神经系统的基本结构单位是神经元(即神经细胞),它具有接受刺激和传导兴奋的功能。根据神经元在神经活动中所处的位置和功能特点,可将它们分为三种:感觉(传入)神经元:接受刺激,並将神经冲动传入中枢;运动(传出)神经元:把神经冲动从中枢传至效应器(肌肉或腺体);联络神经元或中间神经元:介于感觉和运动神经元之间起联络作用。感觉神经元胞体位于神经节内;运动和联络神经元胞体均位于中枢神经内。,神经胶质细胞:填充于神经元之间,对神经元起到支持、隔离、营养等作用的细胞。神经纤维:由轴突及其外包绕着的神经胶质细胞(构成髓鞘和神经膜)所组成,基
2、本功能是传导兴奋。,轴浆运输:借助轴浆的流动而实现细胞体与轴突之间的物质运输和交换称为轴浆运输。包括顺向轴浆运输(如胞体合成的蛋白质向末梢的运输)和逆向轴浆运输(如狂犬病毒的运输)。按速度又可分为快速轴浆运输(如囊泡的运输)和慢速轴浆运输(如胞体内新合成的微管和微丝等结构不断向前延伸)。,神经元细胞体,神经细胞核,髓鞘,轴突末梢,树突,神经纤维,轴突,(一)神经纤维传导兴奋的特征,1 结构和功能完整性 神经冲动沿神经纤维的传导,必须是在一根结构与功能完整的神经纤维上进行2 绝缘性 一条神经干可包含千万条神经纤维,但每条神经纤维的兴奋只沿着自身的纤维传导,相邻神经纤维间的兴奋传导互不干扰3 双向
3、性 一根被分离出来的神经纤维上的任何一点受刺激而产生动作电位时,其动作电位可沿神经纤维同时向两端传导4 相对不疲劳性 与突触传递相比较,神经兴奋传导表现为不易发生疲劳5 不衰减性 神经纤维在传导冲动时,不论传导距离的长短,其传导冲动的大小、频率和速度始终保持不变,(二)神经的营养性作用,1 神经的营养性作用 神经对其所支配的组织能发挥两方面的作用,一是借助突触前膜释放的特殊递质作用于突触后膜,改变所支配组织的功能活动,该作用称为功能性作用。另一方面,神经还通过末梢,经常性释放某些物质,持续地调整被支配组织的内在活动,影响其持久性的结构、生化和生理功能,这一作用与神经冲动无关,称为神经的营养性作
4、用.例:切断运动神经后,肌肉中的蛋白质、糖原合成减少,导致肌肉萎缩。,2 支持神经的营养性因子 神经支配的组织和星形胶质细胞也可持续产生某些物质对神经元起支持和营养作用,并促进神经的生长发育,称为神经营养性因子(neurotyophin,NT)如神经生长因子、脑源性神经营养性因子、神经营养性因子3和神经营养性因子4/5等,(三)神经元之间的相互作用方式,神经系统的功能不能依靠单一的神经元活动,而是由彼此相接触处所形成的特殊结构-突触(synapse)传递兴奋而完成的。1 突触的结构和种类 突触一般存在于一个神经元的轴突末梢与另一神经元的胞体或突起相接触的部位(1)突触的结构包括三个组成部分:突
5、触前膜、突触间隙和突触后膜(2)突触的种类:化学突触和电突触 化学突触靠化学物质来传递冲动 电突触的突触前膜和突触后膜紧紧贴在一起形成缝隙连接,电流通过一个细胞很容易流到另一个细胞,经典的化学突触结构-(电-化学-电),2、中枢神经元的联系方式,单线式联系、辐散式联系、聚合式联系、连锁式联系、环路式联系,3 中枢抑制,中枢神经系统的活动,除兴奋过程之外,还有抑制过程。兴奋和抑制的协调活动是神经系统完成整合功能的基础。中枢内兴奋的产生是由于兴奋性递质作用于突触后膜,形成兴奋性突触后电位所致。中枢抑制的情况则比较复杂,根据其产生机制的不同,分突触前抑制和突触后抑制两类。,1)突触前抑制,通过某种机
6、制使突触前膜释放的兴奋性递质减少,使突触后膜的突触后电位降低,以致不容易或不能产生动作电位,从而呈现出抑制的效应。,2)突触后抑制,由抑制性中间神经元活动引起的一种抑制。抑制性神经元兴奋时,末梢释放抑制性递质,使其后继神经元的突触后膜出现抑制性突触后电位所造成,因此称为突触后抑制,有传入侧枝性抑制和回返性抑制两种类型,传入侧枝性抑制 冲动沿一根感觉传入纤维进入脊髓后,除直接兴奋某一中枢的神经元外,还发出侧支兴奋另一抑制性中间神经元,然后通过抑制性中间神经元的活动转而抑制另一中枢神经元。,回返性抑制 某一中枢的神经元兴奋时,其传出冲动沿轴突外传,同时又经其轴突侧支去兴奋另一抑制性中间神经元,此种
7、抑制性中间神经元兴奋后,其冲动经轴突回返,作用于原先发动冲动的神经元,及同一中枢的其它神经元,抑制他们的活动。是一种负反馈性调节。,三、神经递质和受体,神经递质和神经调质神经递质是指由突触前神经元合成并在其末梢释放,经突触间隙扩散到突触后膜,特异性地作用于突触后神经元或效应器细胞的受体,导致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质。乙酰胆碱(ACh)是最早被鉴定的神经递质。,神经调质(neuromodulator):指神经元产生的另一类化学物质,也作用于特定的受体,但它们在神经元之间并不是起直接传递信息的作用,而是调节信息传递的效率,起到增强或削弱递质效应的作用,这类化学物质称神经调质。其发挥的
8、作用称调制作用。递质与调质并无明显界限,调质从递质中派生出来的。递质共存现象-一个神经元内可以存在两种或两种以上的递质(含调质)。意义在于协调某些生理过程。,神经递质种类,根据产生部位可分为外周神经递质和中枢神经递质两大类外周神经递质:乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)、去甲肾上腺素(noradrenaline,NA)、嘌呤类或肽类递质中枢神经递质:乙酰胆碱、单胺类、氨基酸类、肽类和其它递质(NO、CO)其中有些是兴奋性的,有些是抑制性的。在哺乳动物脑内,约有20的神经元用谷氨酸作为兴奋性递质,传递“开启”信号;约有30神经元用-氨基丁酸作为抑制性递质,传递“关闭”信号。,例:,乙
9、酰胆碱:兴奋性神经递质,与感觉、运动、学习和记忆等活动有关。(重症肌无力病与之有关)多巴胺:主要起抑制作用。(帕金森病与之有关),受体,一般是镶嵌于细胞膜或细胞内,能与某种化学物质(如递质、调质、激素)发生特异结合的特殊生物分子。,第二节 反射活动的一般规律,一、反射、反射弧和反射中枢反射:指在中枢神经系统的参与下,机体对内外环境变化产生的有规律的适应性反应。反射的结构基础是反射弧,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个基本环节。反射中枢:通常指中枢神经系统调节某一特定的生理功能的神经元群反射中枢的范围可以相差很大,一般较简单的反射活动,反射中枢范围较为狭窄,如膝跳反射中枢仅在脊
10、髓,传入与传出神经元之间只有一个突触,是机体内唯一的单突触反射弧。但一个复杂的反射活动,其反射中枢范围则很广,从传入到传出神经元之间插入一个或多个中间神经元,其反射弧叫多突触反射弧,反射:,先天,后天,与生俱来,数量有限,比较固定和形式低级的反射活动。包括防御反射,食物反射,性反射等。,通过后天学习和训练,在非条件反射的基础上形成的反 射。形式高级,数量无限,可建可退。其形成的主要中枢部 位在大脑皮层。,例:给狗喂食,引起狗分泌唾液,这是非条件反射。每次喂食前先摇铃,然后喂食,如此多次结合后,当铃声一出现,狗就有唾液分泌,此为条件反射。,感受器,传入神经,传出神经,神经中枢,效应器,一定的刺激
11、,相应的活动:(肌肉收缩或腺体分泌),反射的进行:,反射弧,二、反射活动的一般特征,(1)规律性:给予动物什么刺激就可以得到什么反应,刺激与反应、原因与结果之间有明显的规律性(2)协调性:一个躯体反射包括的各部分活动是协调一致的(3)适应性:反射活动有明显的适应意义(4)完整性:反射活动要求反射弧的完整性,第三节 神经系统的机能,一、神经系统的运动机能,人体的躯体运动,是在骨骼肌活动的基础上进行的。运动一般可分为两种:反射运动和随意运动。中枢神经系统对运动的调节主要通过大脑皮层的运动区、皮层下核团、小脑、脑干下行系统及脊髓等不同水平中枢的神经活动来实现。,1 脊髓对躯体运动的调节,脊髓是中枢神
12、经系统的低级部位,是躯体运动的最基本反射中枢,其活动受高位中枢的控制和调节。此外,脊髓也可单独完成一些简单的反射活动,包括一些骨骼肌反射和一些简单的内脏反射。在骨骼肌反射中,最基本的是牵张反射。牵张反射:当有神经支配的骨骼肌受到牵拉而伸长时,能反射性地引起受牵拉的同块肌肉收缩,称为牵张反射。,例:腱反射(如膝跳反射)叩击股四头肌的肌腱,引起股四头肌的收缩。例:肌紧张(缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射,受牵拉的肌肉能发生轻度而持久的收缩,防止肌肉被拉长)如:维持身体姿势,不表现明显的动作。,感受器:肌梭 传入神经:感觉神经元中枢:脊髓传出神经:运动神经元效应器:受牵拉肌肉的快肌纤维,2 脑干对肌
13、紧张的调节,正常情况下,脊髓的运动神经元还直接或间接地接受脑干的下行性影响。脑干网状结构对躯体运动的调节具有两重性:既有易化作用,又有抑制作用。,脑位于颅腔,由大脑、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑组成。通常把中脑、脑桥和延髓合称脑干。也有把间脑并入脑干的。,猫脑干网状结构下行抑制和易化系统示意图1 大脑皮层 2 尾状核 3 小脑 4 网状结构抑制区 5 网状结构易化区 6 延髓前庭核,去大脑僵直,在动物的中脑上下丘之间横断脑干,动物立即出现全身肌紧张明显加强,四肢僵直,脊柱后挺,头尾昂起,称为去大脑僵直。如果此时于某一肌肉内注入局麻药或切断相应的脊髓后根以消除肌梭传人冲动,则该肌的僵直现象即消失
14、。可见去大脑僵直是一种增强的牵张反射。,-39-,小脑,位于颅后窝前面隔第四脑室与脑干相邻上方籍小脑幕与大脑半球枕叶相邻,穹隆,枕叶,垂体,漏斗,脑桥,延髓,松果体,中脑水管,顶盖,上髓帆,第四脑室,下髓帆,丘脑间粘合,小脑的功能:调节下行运动通路的活动,3 小脑对躯体运动的调节,小脑的主要功能是维持躯体平衡、调节肌紧张和协调随意运动。小脑和大脑皮层有双向纤维联系,即小脑接受大脑皮层下行纤维的调节,也发出纤维到大脑皮层。根据小脑的传入、传出纤维的联系,可以将小脑划分为三个主要的功能部分,即前庭小脑、脊髓小脑和皮层小脑。,(一)前庭小脑,前庭小脑主要由绒球小结叶构成,与身体平衡功能有密切关系。动
15、物切除绒球小结叶后则平衡失调。绒球小结叶的平衡功能与前庭器官及前庭核活动有密切关系,其反射途径为:前庭器官前庭核绒球小结叶前庭核脊髓运动神经元肌肉装置。在动物实验中还观察到,犬切除小结叶后,则运动病不再发生;猫切除小结叶后,可出现位置性眼震颤,说明绒球小结叶对调节前庭核的活动有重要作用。例:人喝醉酒时走路会晃晃悠悠,就是因为酒精麻痹了小脑,(二)脊髓小脑,脊髓小脑由小脑前叶和后叶中间带区(旁中央小叶)构成。前叶与肌紧张调节有关。小脑前叶对肌紧张的调节既有抑制又有易化的双重作用,其中易化作用逐渐占主要地位。后叶中间带与大脑皮层运动区之间有环路联系,在执行大脑皮层发动的随意运动方面有重要作用。当切
16、除或损伤这部分小脑后,随意动作的力量、方向及限度将发生紊乱,动物或患者肌张力减退,四肢乏力,不能完成精巧动作,肌肉在完成动作时抖动而把握不住动作的方向,行走摇晃呈酩酊蹒跚状,患者不能进行拮抗肌轮替快复动作,称为小脑共济失调。,(三)皮层小脑,皮层小脑指后叶的外侧部,它不接受外周感觉的传入信息,仅接受由大脑皮层广大区域(感觉区、运动区、联络区)传来的信息。这些区域的下传纤维均经脑桥换元,转而投射到对侧。皮层小脑与大脑皮层之间的联合活动和运动计划的形成及运动程序的编制有关。在精巧运动学习过程中,大脑皮层与小脑之间不断进行着联合活动,同时小脑不断接受感觉传入冲动的信息逐步纠正运动过程中所发生的偏差,
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