动物生理学第十三章神经系统的运动机能.ppt
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1、第十三章第十三章 神经系统的运动机能神经系统的运动机能13.1 神经元学说神经元学说神经系统的基本单位是神经元(神经系统的基本单位是神经元(neuron),),每一个神经元是一个独立的实体。每一个神经元是一个独立的实体。几种主要的神经元几种主要的神经元(图)(图)13.2 神经元神经元树突树突突起突起神经元神经元轴突轴突细胞体细胞体1神经元的结构(神经元的结构(Fig.)一、神经元的结构一、神经元的结构胞体胞体末梢(顺向):运输合成的蛋白质;末梢(顺向):运输合成的蛋白质;末梢末梢胞体(逆向):反馈控制合成蛋白质;胞体(逆向):反馈控制合成蛋白质;快速轴浆运输:含递质的囊泡的运输;快速轴浆运输
2、:含递质的囊泡的运输;410mm/d速度速度慢速轴浆运输:微管与微丝向前延伸;慢速轴浆运输:微管与微丝向前延伸;112mm/d 2、神经纤维的轴浆运输神经纤维的轴浆运输流流动动具具双双向向性性3.神经的营养作用(神经的营养作用(trophic action)神经通过末梢经常释放某些物质,持续地调整被支配组织的内神经通过末梢经常释放某些物质,持续地调整被支配组织的内在代谢活动,影响其结构和生理功能,称为神经的营养作用。这在代谢活动,影响其结构和生理功能,称为神经的营养作用。这一作用与神经冲动无关。一作用与神经冲动无关。如,切断支配骨骼肌的运动神经后,被支配的肌肉会逐渐萎缩如,切断支配骨骼肌的运动
3、神经后,被支配的肌肉会逐渐萎缩.4.靶细胞也产生信号以影响支配它们的神经元的形状及化学表型靶细胞也产生信号以影响支配它们的神经元的形状及化学表型.实验证据:实验证据:支配唾液腺的交感神经纤维末梢释放支配唾液腺的交感神经纤维末梢释放NE;支配汗腺的交感神经纤维末梢释放支配汗腺的交感神经纤维末梢释放Ach交叉移植交叉移植 发育中神经元的死亡。发育中神经元的死亡。超过一半的神经元在正常个体发生中死亡。超过一半的神经元在正常个体发生中死亡。大脑细胞是如何构建的?大脑细胞是如何构建的?神经细胞是通过伸出生长锥而生长的。控制神经细胞的生长的分子,既有吸引神经细胞是通过伸出生长锥而生长的。控制神经细胞的生长
4、的分子,既有吸引的也有排斥的;它们既可以在远程起作用,也可以就在细胞表面分泌,近距离的也有排斥的;它们既可以在远程起作用,也可以就在细胞表面分泌,近距离起作用。起作用。在神经元的正常存活、生长分化已经病理性损伤及修复中发在神经元的正常存活、生长分化已经病理性损伤及修复中发挥重要作用。挥重要作用。5.神经营养因子神经营养因子(neruotrophicfactors,NTFs):神经生长因子神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)脑源性神经营养因子(脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)睫状神经营养因子(睫状神经营养因子(c
5、iliaryneurotrophicfactor,CNTF)胶质细胞株源性神经营养因子(胶质细胞株源性神经营养因子(gliacellline-derivedneurotrophicfactor,GDNF)神经营养素(神经营养素(Neurotrophins,NTs)神经营养因子大多由神经胶质细胞分泌。神经营养因子大多由神经胶质细胞分泌。6、神经的再生、神经的再生(图)(图)有髓鞘神经纤维被切断后,切口远端的轴突发生有髓鞘神经纤维被切断后,切口远端的轴突发生神经变性神经变性(neural degeneration)。)。如果胞体没有受损,而且变性端有神经膜包围,则轴突可以如果胞体没有受损,而且变性
6、端有神经膜包围,则轴突可以再生。再生。13.3 神经突触神经突触(synapse)1、化学突触、化学突触-经典的突触概念经典的突触概念分类分类:轴突:轴突胞体;轴突胞体;轴突树突;轴突树突;轴突轴突轴突(Fig)传递传递:化学物质,即神经递质;化学物质,即神经递质;一、神经突触的类型一、神经突触的类型2、电突触电突触:缝隙连接:缝隙连接(Fig.4)l两神经膜紧密接触的部位,存在沟通两胞浆的通道;两神经膜紧密接触的部位,存在沟通两胞浆的通道;l传递方式:双向,电信号;传递方式:双向,电信号;l作用:促进不同的神经元同步放电;作用:促进不同的神经元同步放电;3、非突触性化学传递:、非突触性化学传
7、递:末梢形成曲张体,处在效应细胞旁,末梢形成曲张体,处在效应细胞旁,释放的递质以弥散作用到效应细胞的细胞膜受体。由于不经过释放的递质以弥散作用到效应细胞的细胞膜受体。由于不经过经典的突触进行,称为非突触性化学传递;经典的突触进行,称为非突触性化学传递;(Fig)单胺类神经纤维都能进行非突触性化学传递。单胺类神经纤维都能进行非突触性化学传递。二、神经递质(二、神经递质(neurotransmitter)由突触前神经元合成并在末梢处释放,经突触间隙扩散,由突触前神经元合成并在末梢处释放,经突触间隙扩散,特异性的作用于突触后神经元或效应器细胞上的受体,引起特异性的作用于突触后神经元或效应器细胞上的受
8、体,引起信息从突触前传递到突触后的一些化学物质。信息从突触前传递到突触后的一些化学物质。施用于施用于突触后膜时,它引起突触后膜的生理效应与突触突触后膜时,它引起突触后膜的生理效应与突触前刺激所引发的生理效应相同。前刺激所引发的生理效应相同。突触前神经元活动时必定释放这种物质。突触前神经元活动时必定释放这种物质。它的作用必定被能够阻断正常传递的阻断剂所阻断。它的作用必定被能够阻断正常传递的阻断剂所阻断。(一)(一)符合神经递质的条件:符合神经递质的条件:胆碱能纤维包括:胆碱能纤维包括:交感神经的节前纤维;交感神经的节前纤维;(Fig)、(Fig)副交感神经的节前纤维和节后纤维;副交感神经的节前纤
9、维和节后纤维;交感神经节后纤维中支配汗腺的纤维和支配骨骼肌血管的交感神经节后纤维中支配汗腺的纤维和支配骨骼肌血管的交感舒血管纤维;交感舒血管纤维;支配骨骼肌的运动神经纤维。支配骨骼肌的运动神经纤维。(二)主要几种神经递质:(二)主要几种神经递质:1、乙酰胆碱(、乙酰胆碱(acetylcholine,Ach):释放释放Ach的神经纤维称胆碱能纤维。(胆碱能神经元)的神经纤维称胆碱能纤维。(胆碱能神经元)Ach失活:失活:Ach被胆碱脂酶水解成胆碱和乙酸。被胆碱脂酶水解成胆碱和乙酸。(Fig.3)乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体(胆碱能受体)(胆碱能受体)A)毒蕈碱型受体毒蕈碱型受体(muscarinic
10、receptor),),M型受体型受体存在于:所有副交感神经节后纤维支配的效应器上;存在于:所有副交感神经节后纤维支配的效应器上;交感神经节后纤维支配的汗腺上;交感神经节后纤维支配的汗腺上;交感舒血管纤维支配的骨骼肌血管上交感舒血管纤维支配的骨骼肌血管上。阿托品可与阿托品可与M型受体结合,阻断型受体结合,阻断Ach的作用。的作用。B)烟碱型受体烟碱型受体(nicotinicreceptor),),N型受体型受体存在于:神经肌肉接点的突触后膜;存在于:神经肌肉接点的突触后膜;内脏神经节(交感神经节、副交感神经节)的突触后膜。内脏神经节(交感神经节、副交感神经节)的突触后膜。阻断剂:箭毒(阻断剂:
11、箭毒(N-M接点)、六烃双胺(交感、副交感神经节)接点)、六烃双胺(交感、副交感神经节)M型受体为慢反应受体。通过型受体为慢反应受体。通过G蛋白及第二信使发挥作用。蛋白及第二信使发挥作用。N型受体为快速反应受体。通过开放或关闭离子通道引起生物效应型受体为快速反应受体。通过开放或关闭离子通道引起生物效应.效应:心搏抑制、支气管胃肠平滑肌收缩、瞳孔括约肌收缩、效应:心搏抑制、支气管胃肠平滑肌收缩、瞳孔括约肌收缩、消化腺分泌、汗腺分泌、骨骼肌血管舒张。消化腺分泌、汗腺分泌、骨骼肌血管舒张。2.单胺类神经递质:单胺类神经递质:lNE(norepinephrine):交感神经系统节后细胞的兴奋性递质):
12、交感神经系统节后细胞的兴奋性递质;l受体类型受体类型l型受体:效应器兴奋,如血管收缩等,但小肠平滑肌抑制型受体:效应器兴奋,如血管收缩等,但小肠平滑肌抑制;l型受体:效应器抑制,但对心脏的作用为兴奋。型受体:效应器抑制,但对心脏的作用为兴奋。NE与受体结合发挥作用后,大部分被末梢重摄取,回到突与受体结合发挥作用后,大部分被末梢重摄取,回到突触前末梢内并重新加以利用。小部分被单胺氧化酶降解,还触前末梢内并重新加以利用。小部分被单胺氧化酶降解,还有小部分被甲基移位酶失活。有小部分被甲基移位酶失活。(图(图12-8)l肾上腺素能纤维:交感神经节后纤维中除支配汗腺和骨骼肌肾上腺素能纤维:交感神经节后纤
13、维中除支配汗腺和骨骼肌舒血管纤维外,均为肾上腺素能纤维。舒血管纤维外,均为肾上腺素能纤维。l递质失活:递质失活:去甲肾上腺素(去甲肾上腺素(NE)、多巴胺()、多巴胺(DA)、)、5-羟色胺(羟色胺(5-HT)3、氨基酸类、氨基酸类兴奋性:谷氨酸(兴奋性:谷氨酸(glutamate)、天(门)冬氨酸()、天(门)冬氨酸(aspartate)抑制性:抑制性:-氨基丁酸(氨基丁酸(GABA)、甘氨酸()、甘氨酸(glycine)4、神经肽(、神经肽(neuropeptide):):l下丘脑调节肽可作为神经激素,有些又可作神经递质。下丘脑调节肽可作为神经激素,有些又可作神经递质。如:如:ADH、催产
14、素、催产素、TRH等等l阿片样肽(阿片样肽(opioidpeptide),),包括内啡肽、脑啡肽和强啡肽。包括内啡肽、脑啡肽和强啡肽。5、一氧化氮、一氧化氮NOlP物质物质6、一氧化碳、一氧化碳CO三、三、递质共存递质共存l递质共存:一个神经元内同时存在二种或二种以上的神经递质共存:一个神经元内同时存在二种或二种以上的神经递质递质。如在同一神经元除经典神经递质之外还有神经肽共存。如在同一神经元除经典神经递质之外还有神经肽共存。13.4 突触电位突触电位神经冲动神经冲动末梢兴奋释放化学递质末梢兴奋释放化学递质提高后膜对离子通提高后膜对离子通透性透性,特别是对,特别是对Na+通透性的增大通透性的增
15、大局部兴奋,去极化局部兴奋,去极化EPSP(Fig.)EPSP:突触后膜产生的局部兴奋,以电紧张的形式扩布:突触后膜产生的局部兴奋,以电紧张的形式扩布到整个神经元胞体,这种电位变化称为到整个神经元胞体,这种电位变化称为EPSP(兴奋性突触(兴奋性突触后电位)后电位)一、兴奋性突触后电位:一、兴奋性突触后电位:(excitatory postsynaptic potential,EPSP)特点:特点:1、EPSP的大小决定于传入神经刺激强度的大小;的大小决定于传入神经刺激强度的大小;2、局部兴奋,紧张性扩布,时空总和;、局部兴奋,紧张性扩布,时空总和;二、抑制性突触后电位二、抑制性突触后电位(i
16、nhibitory postsynaptic potential,IPSP)lIPSP:是发生在突触后膜上的一种局部的超极化电位,使:是发生在突触后膜上的一种局部的超极化电位,使胞体不易产生动作电位,而表现为抑制。胞体不易产生动作电位,而表现为抑制。l神经冲动神经冲动抑制性中间神经元兴奋抑制性中间神经元兴奋释放递质释放递质引起引起突触后膜对突触后膜对K+、Cl-通透性的增大通透性的增大超极化超极化IPSP;特点:特点:由抑制性中间神经元活动引起,超极化。由抑制性中间神经元活动引起,超极化。l突触后抑制:通过抑制性中间神经元释放抑制性递质,使突触后抑制:通过抑制性中间神经元释放抑制性递质,使突触
17、后神经元产生抑制性突触后电位,产生抑制效应。突触后神经元产生抑制性突触后电位,产生抑制效应。三、突触前抑制三、突触前抑制(presynaptic inhibition)由于一种抑制性末梢终止在兴奋性轴突的突触前末梢上,由于一种抑制性末梢终止在兴奋性轴突的突触前末梢上,形成了轴突形成了轴突-轴突型突触(轴突型突触(axoaxonicsynapse),兴奋性冲),兴奋性冲动在到达突触前就受到了抑制性末梢的影响,使突触后神经动在到达突触前就受到了抑制性末梢的影响,使突触后神经元产生的兴奋性突触后电位变小,由此所致的抑制过程称突元产生的兴奋性突触后电位变小,由此所致的抑制过程称突触前抑制。触前抑制。(
18、Fig.5)(Fig.13-9)l结构基础:轴突结构基础:轴突-轴突型突触。轴突型突触。l突触前抑制的作用:在冲动到来时减少钙离子进入兴奋性突触前抑制的作用:在冲动到来时减少钙离子进入兴奋性末梢,因而减少兴奋性递质的释放。末梢,因而减少兴奋性递质的释放。四、突触前易化(突触前易化(presynaptic facilitation)某些神经元在易化性神经元释放的某些神经元在易化性神经元释放的5-羟色胺作用下关闭羟色胺作用下关闭钾通道,减少钾内流,延长动作电位的时程,使钙离子内流钾通道,减少钾内流,延长动作电位的时程,使钙离子内流增加,对突触后细胞产生易化作用。增加,对突触后细胞产生易化作用。1、
19、总和、总和空间总和空间总和(Fig13-10)(Fig13-11)总和总和时间总和:两个相继发生的突触后电位,第二个时间总和:两个相继发生的突触后电位,第二个在第一个的基础上升起。在第一个的基础上升起。(Fig13-12)13.5 突触整合与神经回路突触整合与神经回路2、神经回路、神经回路1)辐散辐散divergence:(Fig13-13)一个神经元的兴奋引起许多神经元的同时兴奋或抑制一个神经元的兴奋引起许多神经元的同时兴奋或抑制2)聚合聚合convergence3)链锁状与环状链锁状与环状(Fig.6)链锁状与环状链锁状与环状 l正反馈:环状结构内各个突触的生理性质一致,冲动经正反馈:环状
20、结构内各个突触的生理性质一致,冲动经过环式传递后,在时间上加强了作用的持久性。过环式传递后,在时间上加强了作用的持久性。l负反馈:环状中存在抑制性中间神经元,同其返回的胞负反馈:环状中存在抑制性中间神经元,同其返回的胞体形成抑制性突触,冲动减弱。体形成抑制性突触,冲动减弱。13.6 中枢神经系统各部分机能概述中枢神经系统各部分机能概述除大脑与小脑外,脑的其他几部分(包括延髓、脑除大脑与小脑外,脑的其他几部分(包括延髓、脑桥、中脑与间脑)统称桥、中脑与间脑)统称脑干脑干。一、中枢神经系统各部分的机能一、中枢神经系统各部分的机能神经核:机能相同的神经元胞体集中的区域神经核:机能相同的神经元胞体集中
21、的区域,呈灰色。呈灰色。神经束:机能相同的轴突集中一起形成神经束。神经束:机能相同的轴突集中一起形成神经束。脑干网状结构脑干网状结构不同水平切断脑干不同水平切断脑干(图图13-23)丘脑动物丘脑动物中脑动物中脑动物脑桥动物(去大脑动物)脑桥动物(去大脑动物)脊髓动物脊髓动物13.7 反射反射一、反射概念一、反射概念n反射:动物机体对作用于感受器的刺激,经过中枢神经系统反射:动物机体对作用于感受器的刺激,经过中枢神经系统而发生的规律性的协调反应。而发生的规律性的协调反应。n非条件反射:非条件反射:躯体反射:躯体各部分的运动反射,如屈反射。躯体反射:躯体各部分的运动反射,如屈反射。内脏反射:又叫植
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