基础神经生物学.docx

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基础神经生物学

基础神经生物学

神经生物1

1兴奋性及兴奋

可兴奋细胞：

肌肉、神经、腺体。

兴奋性：

细胞受到刺激时产生动作电位的能力。

兴奋：

动作电位的同义词。

2刺激（Stimulation）：

（1）刺激：

细胞所处环境因素的改变。

（2）刺激三要素：

刺激强度、刺激作用时间、强度-时间变化率；

（3）阈强度（thresholdintensity），或简称阈值。

阈值是衡量组织细胞兴奋性高低的指标。

3静息电位的概念

定义（RP）：

是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差。

特点：

a：

RP表现为膜内较膜外为负，即内负外正b：

RP在大多数细胞是一种稳定的直流电位

4静息电位产生的机制

1902年，Bernstein提出膜学说

（1）细胞内外各种离子的浓度分布不均

（2）细胞膜对离子的通透性不一样

（3）离子的通透性会发生改变

推测：

静息时，细胞膜对K+通透，对Na+不通透，K+外流形成K+平衡电位（K+equilibriumpotential，EK）。

静息电位就等于K+平衡电位

5影响RP的因素

（1）细胞外K+浓度，

（2）细胞膜对Na+、K+的通透性；

（3）钠-钾泵的作用。

6动作电位的概念

定义：

AP是膜两侧电位在RP基础上发生的一次可扩布的快速而可逆的倒转，是细胞兴奋的标志。

组成：

去极相去极化　　超射　　　　　锋电位

　　复极相：

复极化初期

　　后电位：

负后电位　正后电位　

7动作电位的产生机制

1推测：

细胞受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流。

2间接证据：

等张葡萄糖代替NaCl；

3直接证据：

实验

（1）电压钳技术（voltageclamp）

（2）膜片钳技术（patchclamp）。

8AP产生机制

（1）锋电位

　上升支：

去极相（由Na+内流形成，是Na+的平衡电位）有效刺激→部分Na+通道开放→少量Na+内流→膜去极化→达到阈电位→大量Na+通道开放→大量Na+内流→膜内负电位消失，出现正电位。

　下降支：

复极相Na+通道失活→K+通透性升高→Na+内流停止，K+外流→膜内电位由正向负值变化→静息电位。

（2）后电位：

负后电位：

快速K+外流堆积，复极化减慢；

负正电位：

钠泵活动。

AP的产生实质：

Na+、K+通道状态的改变

9动作电位的特点：

“全或无”（allornone）现象；不衰减传导；瞬时性；极化反转

10动作电位的传导

局部电流学说

局部电流：

已兴奋膜与未兴奋膜之间存在电位差，而发生的电荷移动。

局部反应

特点:

（1）电紧张传播（electrotonicpropagation）,呈衰减性传导

（2）等级性，非“全或无”式

（3）可以总和：

时间总和（temporalsummation）；空间总和（spatialsummation）

11

12离子通道：

是神经、肌肉、腺体等许多组织细胞膜上的基本兴奋单元，实质是跨膜蛋白质，它们可产生和传导电信号；必须能够开放和关闭；根据开和关的调控机制（门控机制），离子通道分为三类。

门控通道的分类

电压门控通道：

通道启闭由两侧的电位差决定。

如：

K+、Na+、Ca2+通道

化学门控通道（配体门控通道）：

通道启闭受膜环境中某些化学物质决定。

：

神经递质、Ca2+浓度

机械门控通道：

通道启闭受膜的局部性机械刺激决定。

：

听觉毛细胞、触觉的神经末梢

个别非门控通道，经常开放，主要与静息电位有关

离子通道具有离子选择性：

不同通道对离子的选择性不同，对离子的选择性是由通道的氨基酸残基决定

13在整个动作电位过程中，Na+离子通道至少经历三种不同状态的循环转换，即静息状态（restingstate）、开放状态（openstate）、失活状态（inactivestate）

m门、h门均开，激活开放;m门关、h门开，静息关闭;m门开、h门关，失活关闭

14K+通道：

是电压依赖式离子通道;有开、关两种状态

　　　阻断剂：

四乙基胺（TEA）

Na+通道:

是电压及时间依赖式离子通道，有静息、激活、失活三种状态

　　　阻断剂：

河豚毒素（TTX）、局麻药

神经生物2

神经元和神经胶质细胞的一般功能

1结构：

1胞体

2突起：

1树突

2轴突：

轴丘始段神经末梢突触小体

2分类按突起数目：

假单极、双极、多极

轴突长短：

GolgiⅠ型GolgiⅡ型

按功能：

感觉、运动、联络

按所含递质：

DA、ACh、NE、5-HT等

按对下一级神经元所产生的效应：

兴奋性、抑制性

3功能

A.基本功能：

感受内外环境变化的刺激；传导兴奋；支配效应器的活动。

B.功能部位：

受体部位（胞体、树突）；产生AP的起始部位（始段）；传导神经冲动部位（轴突）；释放神经递质部位（突触小体）

4传导速度

影响传导速度的因素：

①纤维直径：

V（m/s）=6×D（总直径,μm）；②髓鞘：

③轴索与总直径的比值：

比值=0.6，为最适比例；④温度：

恒温动物>变温动物；在一定范围内:

温度↑，速度↑；温度↓，速度↓;

传导速度检测及临床意义：

1评定周围运动和感觉神经传导功能2检测外周神经的结构完整性:

如:

髓鞘受损→速度降低。

轴索受损→波幅降低。

5神经纤维传导兴奋的特征：

完整性，绝缘性，双向性，相对不疲劳性

6分类

按有无髓鞘分：

①有髓纤维②无髓纤维

根据兴奋传导速度分：

Aα本体感觉，躯体运动

A类Aβ触－压觉

Aγ支配梭内肌

Aδ痛、温、触－压

B类（有髓）：

自主神经的节前纤维

C类（无髓）：

自主神经的节后纤维

后根中的躯体感觉传入纤维

根据直径分（常用于传入纤维，少用）：

Ⅰ类：

又分为Ⅰa和Ⅰb类。

相当于Aα

Ⅱ类：

相当于Aβ

Ⅲ类：

相当于Aδ类

Ⅳ类：

相当于C类

7轴浆运输（Axoplasmictransport）

定义：

借助于轴浆流动运输物质的现象称轴浆运输。

特点：

A、双向性：

顺向快速运输：

驱动蛋白（kinesin）;顺向慢速运输：

微管（丝）延伸;逆向运输：

动力蛋白（dynein）

B、经常性、普遍性

8神经的营养性作用

神经对所支配组织发挥的作用：

功能性作用和营养性作用

功能性作用：

突触前膜释放神经递质作用于突触后膜并改变所支配组织的功能活动

营养性作用（trophicaction）：

神经元合成、轴浆运输、末梢经常性释放某些营养性因子，持续地调整所支配组织的内在代谢活动，影响其持久性的结构、生理、生化变化。

9胶质细胞基本功能：

支持作用（星形）；修复和再生作用（小胶质细胞、星形）；免疫应答作用（星形）；物质代谢和营养性作用（血管－星形－N）；绝缘和屏障作用（少突－髓鞘，星形－血脑屏障）；稳定细胞外K＋浓度（星形-Na泵）；参与某些递质和生物活性物质的代谢（星形－Glu，GABA摄取；合成分泌Ang、PG、IL、NF）

10突触的微细结构：

①突触前膜：

递质、受体②突触间隙：

（20-40nm）水解酶③突触后膜受体、离子通道

11突触小泡（synapticvesicle）

乙酰胆碱：

小而清亮透明

儿茶酚胺：

小而有致密中心，激活区释放

神经肽：

大而有致密中心，末梢释放

12根据突触接触的部位分为：

轴-树突触轴-胞突触轴-轴突触

按突触排列方式：

串联突触交互突触混合突触

按对下一级神经元活动的影响：

兴奋性突触；抑制性突触

13突触传递过程：

AP抵达轴突末梢；突触前膜去极化；电压门控性；Ca2+通道开放；Ca2+内流入突触前膜；突触小泡前移与前膜融合、破裂；递质释放入间隙；递质扩散与突触；膜特异性受体结合；化学门控性通道开放；突触后膜对某些离子通透性增加；突触后膜电位变化（突触后电位）（去极化或超极化）；总和效应；突触后神经元兴奋或抑制

14Ca2＋在突触传递中的作用：

Ca2＋内流，与钙调蛋白结合，激活蛋白激酶II，使位于囊泡表面的突触蛋白I磷酸化，突触蛋白I的位阻效应解除（动员），摆渡，着位，融合，出胞（递质释放）

15兴奋性突触后电位EPSP：

突触前轴突末梢的AP；Ca2+内流；突触小泡中兴奋性递质释放；递质与突触后膜受体结合；突触后膜离子通道开放；Na+（主）K+通透性↑；Na+内流、K+外流；去极化（EPSP）

抑制性突触后电位IPSP：

突触前轴突末梢的AP；Ca2+内流；突触小泡中抑制性递质释放；递质与突触后膜受体结合；突触后膜Cl-通道开放；Cl-通透性↑

Cl-内流；超极化（IPSP）

16突触后神经元的电活动变化

17突触后神经元的兴奋与抑制

1突触后电位属局部电位：

与阈下刺激强度成正比；衰减性传导；总和现象；无不应期

2后一级神经元是兴奋还是抑制，取决于与之相接触的各神经元兴奋和抑制效应的总代数和（突触后电位总和）

3AP在后一级神经元轴突始段产生，是全或无式的

18慢突触后电位

1在自主神经节和大脑皮层的神经元中可记录到慢EPSP和慢IPSP，其潜伏期通常为100~500ms并可持续数秒钟。

2慢EPSP是由K+电导降低所致，慢IPSP是由K+电导增高引起。

3交感神经节的神经元中还发现一种迟慢EPSP，其潜伏期为1~5s，持续时间可达10~30min。

19影响突触传递的因素1.突触前递质释放的调节：

Ca2+进入末梢的量；突触前膜受体

2.突触间隙：

递质的失活。

3.突触后膜：

递质受体（上调、下调）；受体拮抗剂

例：

竞争性抑制（箭毒，-银环蛇毒）

20突触传递的可塑性

突触可塑性（synapseplasticity）；突触传递的功能可发生较长时间的增强或减弱。

S强直后增强（posttetanicpotentiation）

S习惯化（habituation）和敏感化（sensitization）

S长时程增强（long-termpotentiation,LTP）和长时程抑制（long-termdepression,LTD）

强直后增强（PTP）

↘突触前末梢在接受一短串刺激后，突触后电位发生明显增强，增强可持续60s。

↘机制：

强直刺激使突触前膜游离Ca2+增高，使递质释放增加。

习惯化和敏感化

✓习惯化：

重复给予较温和刺激时，突触对刺激的反应逐渐减弱，甚至消失。

机制：

重复刺激使Ca2+通道失活，Ca2+内流减少导致递质释放减少。

✓敏感化：

重复的较强刺激使突触对刺激的反应增强

机制：

刺激激活了腺苷酸环化酶，cAMP产生增多，Ca2+内流增多。

长时程增强和长时程抑制

ØLTP：

突触前神经元受到短时间的快速重复刺激后，在突触后神经元快速形成的持续时间较长的突触后电位增强。

机制：

突触后神经元内Ca2+增加。

ØLTD：

突触前神经元受到频率较低的重复刺激后突触传递效率长时程降低。

21非定向突触传递

特点：

不存在前后膜特化结构；曲张体与效应细胞间距离大于20nm；无一对一支配关系；无特定靶部位，作用分散；递质扩散较远，传递时间长短不一；效应取决受体分布

22电突触

结构：

缝隙连接

特点：

①双向传导；②传导速度快，几乎无潜伏期

功能：

主要发生在同类神经元之间，具有促进神经元同步化活动的功能

神经生物3

神经递质和受体

1神经递质（Neurotransmitter,NT）

概念：

由突触前神经元合成并在末梢处释放，能特异性地作用于突触后神经元或效应器上的受体，并在突触后神经元或效应器细胞上产生一定效应的信息传递物质。

2递质的鉴定①突触前神经元中合成②递质存在于突触小泡内③与突触后膜上的受体结合④存在有使其失