2023年同济大学神经生物学复习教学文案.pdf
神经营养因子1、神经营养因子NTF 是一类由神经所支配的组织(如肌肉)和星形胶质细胞产生的且为神经元生长与存活所必需的蛋白质分子。神经营养因子通常在神经末梢以受体介导式入胞的方式进入神经末梢,再经逆向轴浆运输抵达胞体,促进胞体合成有关的蛋白质,从而发挥其支持神经元生长、发育和功能完整性的作用。近年来,也发现有些NT 由神经元产生,经顺向轴浆运输到达神经末梢,对突触后神经元的形态和功能完整性起支持作用。2、分类一 神经营养素家族NTs:又称为NGF 家族,氨基酸序列的同源性大于50%。包括 nerve growth factor,NGF,Brain-derived neurotrophic factor,BDNF,NT-3、NT-4/5,NT-6 二 其它NTF:主要包括GDNF,是 TGF-超家族成员之一CNTF,属于成血细胞因子超家族神经营养素(neurotrophins)家族:NGF、BDNF、NT-3、NT-4/5 等;细胞因子家族:睫状神经营养因子(CNTF)、白细胞抑制因子(LIF)、白细胞介素6(interleukin-6);成纤维细胞生长因子家族:碱性成纤维细胞生长因子(bFGF);酸性成纤维生长因子(aFGF);胶质细胞源性神经营养因子(GDNF);细胞外基质分子,如N-CAM,L1。3、神经营养因子的生物学效应NT-3:是本体感觉神经元存活所必需BDNF:胆碱能、多巴胺能神经元。AD与PD NGF:前脑基底节胆碱能神经元海马、皮质,构成胆碱能通路,与学习、记忆有关。与AD GDNF:多巴胺能、运动神经元强效营养作用。AD 与 PD。促进运动神经元的生长与分化,是目前已知的效应最强的胆碱能运动神经元营养因子。基因修饰嗅鞘细胞能促进损伤区神经纤维再生。神经营养因子作用:神经元存活阻止神经元死亡神经生长刺激轴突和树突的延长神经再生发芽刺激成人神经元轴突和树突发芽合成代谢作用增加神经元胞体大小分化 诱导神经元表型蛋白的合成调节传输增加神经递质、神经肽以及它们的合成酶的合成电性质改变离子通道的活性和水平掌握神经营养因子的生物学效应神经系统发育期(1)促进神经元存活、生长、分化成熟(2)对神经递质的选择作用:神经元迁移中的环境影响(3)诱导神经纤维定向生长成年 1)神经元对NT 的依赖减少,只有部分神经元需一定水平的NT 维持其正常功能。2)维持神经元的可塑性(plasticity),在一定程度上保留有再生修复的能力。3)NTF 对神经元具有神经保护作用。4)NGF:前脑基底节胆碱能神经元海马、皮质,构成胆碱能通路,与学习、记忆有关。与AD 5)BDNF:胆碱能、多巴胺能神经元。6)GDNF:多巴胺能、运动神经元强效营养作用。7)NT-3:是本体感觉神经元存活所必需4.神经营养因子受体及其信号转导NT 通过与两种类型细胞表面受体,即Trk 酪氨酸激酶和p75NR受体1 Trk Trk receptor:由原肌球蛋白和酪氨酸蛋白激酶(protein tyrosine kinase,PTK)融合产生,催化自身或底物tyr 磷酸化。为跨膜糖蛋白,胞外区富含亮氨酸(LRM,leucine rich motif),决定了与配体结合的特异,胞内区酪氨酸激酶区。(Trf 受体/配基)TrkA/NGF,TrkB/BDNF,TrkC/NT-3 经 Ras 诱导的信号转导Trk receptor:酪氨酸蛋白激酶(PTK),催化自身或底物tyr 磷酸化。为跨膜糖蛋白,胞外区富含亮氨酸,决定了与配体结合的特异,胞内区酪氨酸激酶区。TrkA/NGF,TrkB/BDNF,TrkC/NT-3;经 Ras 诱导的信号转导TRK RasRaf1 MEK MAPK(轴突生长、突触可塑性)CREB BCL-2 促神经元存活?NTs/Trk 激活 Ras Raf-1(MAPKKK)MEK(MAPKK)MAPK .CREBBCL-2轴突的生长促进神经元的存活突触可塑性1 RAS-MEK/MAP Kinase 2 RAS-PI-3K/Akt(PKB)cell survival kinase PKB:丝氨酸/苏氨酸激酶(Ser/Thr),又名 Akt.使凋亡蛋白磷酸化,BAD、caspase-9、forkhead 蛋白磷酸化,抑制凋亡。转录因子CREB 磷酸化BCL-2 基因的表达促存活3 RTK can also activate PLC.2、p75NTR 结构特点:跨膜受体(TNF),胞外含有4 个富含半胱氨酸的结构域,与配体的结合有关。胞内不含配体诱导的酶激活域,含有一个死亡结构域(death domain,DD).与 NT 结合无选择性。生物学效应:1 促存活与促凋亡二 p75NTR(75kDa neurotrophinreceptor)?结构特点:跨膜受体(TNF),胞外含有 4个富含半胱氨酸的结构域,与配体的结合有关。胞内不含配体诱导的酶激活域,含有一个死亡结构域(death domain,DD).与NT结合无选择性。?生物学效应:1 促存活与促凋亡(1)NT/p75NTRNF-kBbcl-2,bcl-xl促细胞存活BCL-XS促凋亡(2)NT/p75NTR JNK-p53-BAX 凋亡(3)NT/p75NTR 神经营养因子受体相互作用因子(neurotrophin receptor interacting factor,NRIF)凋亡2 通过影响Trk,抑制神经元生长:(1)抑制 raf-MEK-MAPK这一通路;(2)神经酰胺增加 抑制 AKT和 Raf 活性,抑制神经元的存活与生长;(3)激活生长调节蛋白Rho 抑制神经元的生长。神经营养因子作用模式ppt 熟悉 NTF 与神经疾病的关系脊髓遭受机械外伤后瞬间引起局部一定范围内的出血、水肿、坏死,直接导致损伤部位神经元死亡和神经纤维中断,局部脊髓功能丧失,称为原发性脊髓损伤。瞬间发生神经元死亡神经纤维中断原发性脊髓损伤后,由于一系列病理因素变化包括局部炎症反应及有害物质的蓄积,如钙离子超载、自由基和兴奋性氨基酸的蓄积等,导致脊髓组织进行性、自毁性破坏过程,包括损伤面积扩大、更多的神经元死亡,以及神经纤维变性、脱髓鞘等,统称为继发性脊髓损伤进行性损伤范围扩大传导深部感觉:薄束和楔束传导浅表感觉:脊髓丘脑束中枢神经可塑性是指在受到损伤或内、外环境发生变化的情况下,中枢具有使其结构和功能随之发生相应变化的能力。干细胞基础1、什么是神经干细胞?神经干细胞(neural stem cells,NSCs)是指分布于神经系统的,具有自我更新能力和分化潜能的干细胞。主要位于海马齿状回颗粒下区(SGZ)和侧脑室管膜下区(SVZ)。2、如果进行自体细胞移植可能有几种途径:胚胎干细胞诱导多能干细胞:多能干细胞神经外胚层细胞神经前体细胞神经元和胶质细胞直接转分化:成纤维神经元、生殖干细胞神经元、神经干细胞进行神经系统细胞移植治疗的可能细胞来源?胚胎干细胞:?iPS 细胞:?生殖细胞来源的多能干细胞:?成年神经干细胞:?其他来源:例如直接转分化3、干细胞(stem cells,SC)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。信号转导1、乙酰胆碱受体:AchR?Ach:乙酰辅酶A 和胆碱在ChAT的催化下合成;VAChT;AChE?毒蕈碱受体M-AChR和烟碱受体N-AChR;M1/3/5-Gq;M2/4-Gi/o;外周N1/2;中枢-BGT 敏感和不敏感受体?突触前和突触后?基底前脑、交感副交感节前、脊髓前角运动神经元5-HT1R:Gi 偶联5-HT2R:Gq 偶联5-HT3R:离子通道5-HT4R、5-HT6R、5-HT7R:Gs 偶联5-HT3 受体:?由 5 个亚单位组成?2 个配体结合、慢?分布:脑干、孤束核、脊髓、节前节后纤维?Na+、K+,去极化?4 个跨膜螺旋+胞外 N+胞外 C?5-HT3A和 3B 最重要?功能:疼痛、情绪精神活动、胃肠道等谷氨酸受体?Glu:谷氨酰胺循环:神经元和胶质细胞;谷氨酰胺酶和谷氨酰胺合成酶?促代谢型谷氨酸受体:mGluRs?Group 1(Gq):mGluR1和 5?Group 2(Gi):mGluR2和 3?Group 3(Gi):mGluR4、6、7、8?离子型谷氨酸受体:?NMDAR?AMPAR?KAR NMDAR4 个亚单位围绕通道TM1、2、3、4 NR1 是必需亚单位,NR2 起调节作用;一般式2 个 NR1 和 2 个 NR2 NMDA受体具有独特的电压依赖性,其受体通道被Mg2+堵塞,去极化将Mg2+逐出而打开NMDA受体通道。受配体和膜电位的双重调节。Na+、K+和 Ca2+慢时程 EPSP 一般和 AMPAR共存在AMPAR和 KAR AMPAR:GluR1,2,3,4;KAR:GluR5,6,7&KA1,2 Na+、K+通透,Ca2+基本不通透对膜电位不敏感,受配体直接调制2、受体的分类及各类受体介导信号的特点G 蛋白偶联受体、受体酪氨酸激酶、离子通道受体、核受体GPCR(7-TM):Gs、Gi、Gq、G12/13;、;AC-cAMP、PLC-IP3&DAG;PKA、PKC、CaMK、小 G 蛋白、PDE;调控转录因子或关键酶或离子通道等。RTK(1-TM):酪氨酸磷酸化,提供SH2 蛋白结构域结合位点,形成蛋白复合物,传递信号,例如PI3K-AKT、MAPK.通道:配体门控或电压门控;通道开放或关闭;Na+、K+、Ca2+、Cl-;EPSC或 IPSC。核受体:和配体结合调控靶基因的表达。3、G 蛋白偶联受体信号转导的基本通路比如乙酰胆碱五羟色胺谷氨酸,受体分为哪几类配体激活这些受体时信号传导的途径一 cAMP 信号途径(G 蛋白偶联受体信号转导途径)配体(H)+细胞膜上的受体(R)H-R复合体膜上的AC 被活化,催化ATP 产生 cAMP 活化蛋白激酶引起细胞生物学效应(在ATP 存在下)cAMP 信号途径分两类:刺激型信号途径:Rs-Gs-AC cAMP 途径刺激型信号作用刺激性受体(Rs)和刺激性 G蛋白(Gs),Gs 刺激 AC 活化,使AC 分解 ATP,产生 cAMP 产生效应。抑制型信号途径:Ri-Gi-AC 途径cAMP 抑制型信号与细胞表面抑制型受体Ri结合,受体活化、构象改变、结合并活化抑制型G蛋白(Gi),Gi 激活以后的过程与刺激型过程正好相反,AC 被抑制,ATP 分解被抑制,cAMP 浓度下降,其生物学效应即受到抑制.结论:刺激型途径:刺激型配体+Rs+Gs AC 激活 cAMP 抑制型途径:抑制型配体+Ri+Gi AC 抑制 cAMP cAMP 信号转导的基本过程1、第一信使产生并与靶C靠近2、配体与受体结合,激活AC 系统3、在 Mg2+存在下,激活的AC 催化 ATP 生成 cAMP 4、cAMP 浓度的变化可调节细胞所特有的代谢活动发生变化,并表现出各种生理效应。二、cGMP 信使体系1、环磷酸鸟苷(cGMP)是一种广泛存在于动物细胞中的胞内信使。2、cGMP 是由鸟苷酸环化酶(GC)催化并水解 GTP 后形成。3、GC 在细胞中有两种存在形式;即膜结合型GC和胞浆可溶型 GC。膜结合型 GC;主要结合于细胞膜上,也可以分布于核膜、内质网、高尔基复合体和线粒体等膜结构中;其主要存在于心血管组织细胞、小肠、精子及视网膜杆状细胞中。胞浆可溶型 GC:主要游离于细胞质中;其主要分布于脑、肺、肝等组织中。4、cGMP 形成后可通过激活cGMP 依赖蛋白激活酶 G(PKG),使相应的蛋白质磷酸化,引起细胞效应。5、cGMP 在脊椎动物视杆细胞中对光信号的转导中起重要作用:cGMP 可直接作用于 Na+通道,在光信号存在下,使Na+通道关闭,引起细胞超极化,神经递质释放减少,产生视觉反应。6、cGMP 的浓度与作用与cAMP 相拮抗:如 cAMP 浓度升高,细胞内特异性蛋白质合成加快,细胞分化受到促进;而 cGMP 浓度升高则可加速细胞DNA 复制,促进细胞分裂。三、二酯酰甘油/磷脂酰肌醇信号体系细胞外信号分子+受体通过膜上G 蛋白激活磷脂酶C(PLC)催化脂质内层磷酯酰肌醇(PIP2、PI、PIP)水解产生 IP3和DAG 两种胞内信使。1、IP3/Ca2+信号途径:IP3(水溶性)产生后从膜上扩散到细胞质中,与内质网膜上的受体结合,使膜上的Ca2+离子通道开放,Ca2+从内质网释放入胞浆,启动细胞Ca2+内信号系统,使细胞产生相应的反应。2、DAG 信号途径或 DAG/PKC途径:脂溶性的 DAG 生成后留存于细胞膜上,在有Ca2+、磷脂酰丝氨酸存在下,激活蛋白激酶C(PKC)。PKC 以磷酸化的方式对多种胞内蛋白质进行修饰,由此启动细胞的一系列生理和生化反应。DAG 激活 PKC PKC 催化底物 P化产生生物效应底物:胰岛素、-肾上腺素、糖原合成酶、转铁蛋白、Na+-K+ATP 酶、Na+-H+交换器、G蛋白等。3、IP3/Ca+和DAG/PKC的协调作用:IP3使细胞内 Ca2+浓度DAG 激活 PKC 反馈抑制IP3受体,使细胞内 Ca2+启动后的 IP2分解,并激活磷酸转移酶,水解IP3,也使细胞内 Ca2+PKC 还刺激 Ca2+泵,使细胞内的 Ca2+泵入内质网或肌浆网膜上,降低了细胞内Ca2+浓度。cAMP 信号通路:细胞外信号与相应受体结合导致胞内第二信使cAMP 的水平变化而引起细胞反应的信号通路。这一通路的效应酶是腺苷酸环化酶,通过腺苷酸环化酶调节胞内的cAMP 的水平。cAMP 信号通路的主要效应是通过蛋白激酶A完成的;蛋白激酶 A由两个催化亚基和两个调节亚基组成,以钝化复合体形式存在;cAMP 与调节亚基结合,改变调节亚基构象,使调节亚基和催化亚基解离,释放出催化亚基;活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化,于是改变这些蛋白的活性;磷脂酰肌醇信号通路:通过质膜上的磷脂酰肌醇(PIP2)代谢产生两个第二信使:1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG);PIP2是真核细胞质膜中普遍存在的一种化学成分,位于质膜双分子层内表面;磷脂酶 C-(PLC-)催化 PIP2 水解成 IP3和DAG。cGMP 信号通路:cGMP 由鸟苷酸催化GTP 形成,磷酸二酯酶可以降解cGMP 形成 GMP;第二信使 cGMP 在视觉信号传导过程中起重要作用;4、G 蛋白循环(G protein cycle)在 G 蛋白偶联信号转导系统中,G 蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上。一种是静息状态,即三体状态;另一种是活性状态,G 蛋白由非活性状态转变成活性状态,尔后又恢复到非活性状态的过程称为G 蛋白循环(G protein cycle)。G 蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联:GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein,GAPs)鸟苷交换因子(guanine nucleotide-exchange factors,GEFs)鸟苷解离抑制蛋白(guanine nucleotide-dissociation inhibitors,GDIs)G 蛋白与 GDP 结合时是非活性状态,如果无活性的G 蛋白与 GDI 结合,则处于被抑制状态(无活性),如果 G 蛋白与 GEF 相互作用,将GDP 换成了 GTP,G 蛋白则被激活,可启动下游反应。处于活性状态的G 蛋白与 GTPase激活蛋白(GAP)相互作用,会激活 GTPase,使 GTP 水解成 GDP,此时的 G 蛋白又恢复到无活性状态。RGS 蛋白是 G 蛋白信号转导的负调节子,在解离的G亚基、G 亚基或以上水平发挥作用(不作用于以下水平)。RGS蛋白可能抑制GDP 的解离而阻断G 蛋白激活或激活GTP酶加速 G 蛋白失活。小分子G蛋白Ras超家族成员都是通过与鸟苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factors,GEFs)结合而被活化。GEFs 能增加这类小分子G 蛋白对 GTP的摄取,并使之形成有活性的 GTP结合构象。G 蛋白(由 G蛋白偶联受体介导的信号转导)1)、G蛋白的概念:指鸟苷酸结合蛋白配体G 蛋白偶联受体 G蛋白2)、G蛋白的结构特征:由、3个不同的亚单位构成异三聚体(异聚体),、二个亚单位极为相似且结合为二聚体,共同发挥作用。-亚单位上有 GDP 或GTP 结合位点。在未受刺激状态下,与GDP 结合,无活性。一旦配体与受体结合(受刺激),即与 GTP 结合并与、分离,此时是功能状态,能激活效应器。当亚单位与、复合物重新结合,即信号关闭。G蛋白本身的构象改变可进一步激活效应蛋白,使效应蛋白活化,并引起细胞生物学效应。3)G蛋白类型:Gs:对效应蛋白起刺激和激活作用,相应的为刺激性受体(Rs)。Gi:对效应蛋白起抑制作用,相应的为抑制性受体(Ri)。G蛋白亚型Gs 与接受兴奋性配体的受体偶联,激活腺苷酸环化酶Gi 与接受抑制性配体的受体偶联,激活AC Gq 与M1-AChR、1-肾上腺素受体、5-HT受体偶联,激活磷脂酶 C(PLC)5、信号转导途径如何被调控受体信号转导是如何被调控的?对配体的调控:调控神经递质的释放(VGCC),调控递质的重摄取,调控递质的降解(AChE);?对受体反应性的调控:受体的脱敏(GRK-Arrestin 介导的 G 蛋白解偶联);?对受体细胞内定位的调控:受体循环到细胞膜及GRK-Arrestin 介导的受体内吞;?对受体数量的调控:受体的转录翻译及受体的降解;?对效应蛋白的调控:PDE、GEF、RGS?受体与受体之间的串话:Gs&Gi;GPCR&RTK;GPCR对离子通道的调控。受体的调控:传递能力的调控:脱敏和复敏分布的调控:上膜、内吞和再循环量的调控:降解机制:受体磷酸化G 蛋白偶联受体激酶膜磷脂修饰书上有受体内吞、降解、再循环GEF、GAP、G 蛋白和 RGS 受体的修饰和蛋白-蛋白相互作用GRK、arrestin 2、受体分类*按解剖学定位一 细胞膜受体1含离子通道的受体配体依赖性电压依赖性2 G-蛋白偶联受体A 族:视紫红质、2 肾上腺素受体受体族B 族:胰高血糖素/血管活性肠肽/降钙素受体族C 族:神经递质/钙受体样受体族3具有酪氨酸激酶活性的受体二细胞内受体1.胞浆受体:位于靶细胞浆内,如性激素受体、肾上腺皮质激素受体2.胞核受体:位于靶细胞核内,如甲状腺素受体*按受体跨膜信息传导机制分类离子通道受体:通道蛋白空间构象的改变,通道的开发或关闭GPCR受体:cAMP,cGMP,IP3-DAG 酪氨酸激酶受体:受体酪氨酸磷酸化,MAPKKK-MAPKK-MAPK 核受体:信号-核受体复合物调控基因转录G 蛋白偶联受体1.结构:7 次跨膜、N 端、C 端、3 胞外环、3 个胞内环1.和 G 蛋白偶联1.GTP-GDP;GEF、RGS 1.效应器:AC、PLC、通道、PDE、小 G 蛋白配体门控离子通道?N-AChR?5-HT3R?NMDAR和非 NMDAR?GABAAR?Glycine受体掌握细胞信号转导的重要性细胞信号转导的组成部分及分类信号转导的具体机制信号转导的调控机制研究信号转导的理论与实际意义神经递质兴奋性突触兴奋性递质:谷氨酸、Asp、ACh、NE、5-HT 抑制性突触抑制性递质:GABA、甘氨酸神经递质 是指由突触前神经元合成并在末梢处释放,经突触间隙扩散,特异性地传递突触后神经元或效应器细胞上的受体引致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质。神经调质 可由神经元、胶质细胞或期其他细胞产生和释放,作用于特定受体,通过调节神经递质的释放及基础水平影响突触后效应细胞对递质的反应性,间接调节递质的传递效应.。分类:胆碱类,单胺类(多巴去甲肾上腺5HT 组胺)氨基酸类(谷氨酸天门冬r 氨基丁酸甘氨酸)递质的基本条件合成:突触前神经元位置:突触前终端释放:刺激后,分子释放到突触间隙,并激活特定受体模拟:实验应用,分子产生的反应类似的内源性反应灭活:一个特殊机制存在,使递质释放后消除或降低乙酰胆碱周围神经系统分布:产生:支配骨骼肌的运动神经纤维副交感:节前和节后神经元交感:节前神经元部分节后神经元支配汗腺和血管烟碱型受体(N1、N2-骨骼肌)5-HT 脑干中缝核团广泛投射与抑郁、焦虑有关Most receptors are metabotropic,but 5-HT3 is ionotropic.组胺:蛋白偶联受体在中枢神经系统,觉醒,注意力,节律在周边影响炎症和血管舒张。NO:促冠脉扩张乙酰胆碱受体AchR:1Ach:乙酰辅酶A 和胆碱在ChAT 的催化下合成;VAChT;AChE;2 毒蕈碱受体M-AChR(中枢&交感 N 节)和烟碱受体N-AChR(神经肌肉接头和自主神经节兴奋性突触传递);M1/3/5-Gq;M2/4-Gi/o;外周 N1/2;中枢-BGT 敏感和不敏感受体;突触前和突触后;基底前脑、交感副交感节前、脊髓前角运动神经元5-HT3 受体:由 5 个亚单位组成;2 个配体结合、慢;分布:脑干、孤束核、脊髓、节前节后纤维;Na+、K+,去极化;4 个跨膜螺旋+胞外 N+胞外 C;5-HT3A 和 3B最重要;功能:疼痛、情绪精神活动、胃肠道等GABAA 配体门控离子通道Cl 内流超级化B 代谢型 G 耦 R 抑制 Ca 内流超极化抗惊厥药:增加合成;兴奋GABA A 和 B;阻 GABA再摄取;抑制GABA代谢;增强 GABA神经传递谷氨酸受体Glu:谷氨酰胺循环:神经元和胶质细胞;谷氨酰胺酶和谷氨酰胺合成酶促代谢型谷氨酸受体:mGluRs;Group 1(Gq):mGluR1 和 5;Group 2(Gi):mGluR2 和 3;Group 3(Gi):mGluR4、6、7、8;离子型谷氨酸受体:;NMDAR;AMPAR;KAR NMDAR4个亚单位围绕通道TM1、2、3、4 NR1 是必需亚单位,NR2 起调节作用;一般式2 个 NR1 和 2 个 NR2 NMDA受体具有独特的电压依赖性,其受体通道被Mg2+堵塞,去极化将Mg2+逐出而打开 NMDA受体通道。受配体和膜电位的双重调节。;Na+、K+和 Ca2+;慢时程 EPSP;一般和 AMPAR共存在GPCR 对离子通道直接与间接调控间接调节:PKA,PKC,酪氨酸蛋白激酶等对离子通道 的磷酸化;直接调节:亚基和离子通道的直接结合.多巴胺 PD 1)受体均为配体门控7 次跨膜 D1、D5 GsAC PKA CAMP D2、D3、D4 Gi/o AC cAMP 组胺 功能 G 蛋白偶联;CNS 觉醒注意力节律;外周炎症血管舒张色氨酸受体 除 5HT3 是离子通道受体均为G 耦联 R 合成:Tph2 清除:MAOA和Sert 治压抑紧张强迫Glycine 甘:脑干脊髓抑制,由丝氨酸来受体 ab 离子型去极化Cl 通道感知觉1.视觉感受野视觉感受野指能够引起某个视觉神经元发生反应的视网膜区域。视觉系统在处理图像信息时,可以通过对不同形式的感受野逐级进行抽提(只保留有用信息)。2.眼优势和眼优势柱一个刺激在两眼所引起的反应,往往是一只眼(左或右,因细胞而异)占优势,占优势的眼产生的放电频率比另一只眼高,称为眼优势。与眼优势相关的、终止于初级视皮质、相互间隔的柱状或条索状区域,称为眼优势柱。它由双眼至皮质的传入纤维组成。与朝向柱独立存在。3.缩鳃反射敏感化敏感化名词解释海兔缩鳃敏感化现象:当海兔尾部受到一个伤害性电刺激后,对喷水管一个温和的触觉刺激会引起鳃和喷水管过于强烈的收缩,即产生敏感化,并能维持一定的时间(数分钟 数周)缩鳃反射敏感化的细胞机制:尾部的刺激通过影响中间神经元,而增强缩鳃反射回路中感觉神经元与其它神经元的突触联系。敏感化是一个反射回路的兴奋对另一个反射回路的影响。本质:中间神经元释放5-HT,经一系列步骤使突触传递效能增加。4.长时程增强(long term potentiation,LTP)陈述记忆的分子机制-海马早期LTP 长时程增强(long term potentiation,LTP):1973年 Bliss等首次发现。高频重复刺激后,在突触后神经元快速形成的、持续时间较长的EPSP增强(潜伏期缩短、振幅增高、斜率加大)。该现象可持续的时间长达几小时-几周。这种持续电刺激引起的突触后神经元的长时程易化称为LTP。LTP 的形成必须依赖于高频刺激。或者说 LTP 的形成需要CA3和 CA1同步活动。5 视觉传导通路视觉传导通路由3 级神经元组成。第 l 级神经元为视网膜的双极细胞,其周围支与形成视觉感受器的视锥细胞和视杆细胞形成突触,中枢支与节细胞形成突触。第2 级神经元是节细胞,其轴突在视神经盘(乳头)处集合向后穿巩膜形成视神经。视神经向后经视神经管入颅腔,形成视交叉后,延为视束。在视交叉中,只有一部分纤维交叉,即来自两眼视网膜鼻侧半的纤维交叉,走在对侧视束中;颞侧半的不交叉,走在同侧视束中。因此,左侧视束含有来自两眼视网膜左侧半的纤维,右侧视束含有来自两眼视网膜右侧半的纤维。视束行向后外,绕大脑脚,多数纤维止于外侧膝状体。第3 级神经元的胞体在外侧膝状体内,它们发出的轴突组成视辐射,经内囊后肢,终止于大脑距状沟周围的枕叶皮质(视区)。6、感光与视网膜信息处理(1)视网膜感光换能机制(2)视网膜细胞和突触组构(3)视网膜神经元回路信息传递7 短时缩鳃反射习惯化的细胞分子机制机制:1.突触前膜上N 型钙通道失活,钙内流减少,使递质释放减少,2.习惯化使可动员的突触小泡减少,导致递质释放减少,Glu 下降EPSP下降长时缩鳃反射习惯化的细胞分子机制伴随感觉神经元结构的改变学习和记忆1.陈述和非陈述记忆。脑内记忆系统?陈述性记忆的神经回路需要边缘系统参与大脑皮层 V1 V2,V3,V4边缘系统内侧颞叶内侧丘脑腹内侧额叶基底前脑胆碱能系统颞下回嗅皮层、杏仁复合体和海马非陈述性记忆的神经回路边缘系统及运动系统共同参与大脑皮层尾 核苍 白球运 动系统丘脑边 缘系统伏隔核VIPGLuGABAGABADA4.短时习惯化和敏感化的细胞分子机制。短时敏感化:中间神经元释放5-HT,通过cAMP-PKA途径,使感觉神经元递质释放增加而致敏感化。长时敏感化:中间神经元反复释放5-HT,PKA 持续激活,入核后活化多种转录因子,启动基因转录,合成新蛋白形成长时敏感化。习惯化敏感化刺激强度:非伤害性伤害性反应强度:逐渐减弱增强突触递质:Glu 5-HT 神经环路:一个环路两个环路意义:过滤无关刺激注意某一刺激5 海马早期LTP 的突触机制。?CA3 和 CA1 同步放电时Glu 与 NMDA受体结合Ca2+进入胞内。?Ca2+/CaM磷酸化非NMDA受体,增加其对Glu 的敏感性?释放逆行信使NO,使 Glu 释放增加。神经元和胶质突触:神经元与神经元之间,或神经元与非神经细胞(肌细胞、腺细胞等)之间的一种特化的细胞连接。它是神经元之间的联系和进行生理活动的关键性结构。神经元,又称神经细胞,是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元是具有长突起的细胞,它由细胞体和细胞突起构成。神经胶质细胞也称神经胶质,是广泛分布于中枢神经系统内的,除了神经元以外的所有细胞。具有支持、滋养神经元的作用,也有吸收和调节某些活性物质的功能。胶质细胞虽有突起,但不具轴突,也不产生动作电位。神经胶质细胞有分裂的能力,还能够吞噬因损伤而解体破碎的神经元,并能修补填充、形成瘢痕。大脑和小脑发育中细胞构筑的形成都有赖胶质细胞作前导,提供原初的框架结构。神经轴突再生过程必须有胶质细胞的导引才能成功。神经系统神经元细胞突触Neurotransmission/Synaptic Transmission 神经胶质细胞Glia,Neuron,and Disease 广义的突触可塑性包括突触传递可塑性、突触发育可塑性和突触形态的可塑性,一般如未作特殊说明,即指突触传递可塑性,突触可塑性是神经科学领域近年来进展最快、取得成果最大的研究领域。其主要表现形式-长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)现象已被公认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础。随着有关研究的深入,现已发现突触传递的可塑性除了与学习记忆功能关系密切外,还参与了感觉、心血管调节等其他重要的生理或病理过程。中枢神经可塑性和中枢神经再生