中国医科大学基础医学生理学PPT课件 第十章 第二节 神经元间的信息传递.ppt
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1、第二节第二节第二节第二节 神经元间的信息传递神经元间的信息传递神经元间的信息传递神经元间的信息传递 InformationtransmissionInformationtransmissionfromoneneurontonextfromoneneurontonext 化学性突触化学性突触化学性突触化学性突触 电突触电突触电突触电突触 定向突触定向突触 化学性突触化学性突触 directedsynapsedirectedsynapse 非非定向突触定向突触 non-directedsynapsenon-directedsynapse 一、突触传递一、突触传递一、突触传递一、突触传递synapt
2、ictransmissionsynaptictransmission(一一一一)经典突触的结构和分类经典突触的结构和分类经典突触的结构和分类经典突触的结构和分类Structure&Structure&typestypes oftheofthe classicalsynapseclassicalsynapse经典突触即经典经典突触即经典经典突触即经典经典突触即经典的定向化学性突触的定向化学性突触的定向化学性突触的定向化学性突触(ChemicalsynapseChemicalsynapse)1 1 1 1突触突触突触突触的结构的结构的结构的结构(synapticstructuresynaptics
3、tructure):突触小体突触小体突触小体突触小体(synapticknobsynapticknob):A.A.A.A.小体轴浆内有:线粒体;含神经递小体轴浆内有:线粒体;含神经递小体轴浆内有:线粒体;含神经递小体轴浆内有:线粒体;含神经递 质质质质(neurotransmitterneurotransmitter)的囊泡的囊泡的囊泡的囊泡(vesiclevesicle)小而透明囊泡小而透明囊泡小而透明囊泡小而透明囊泡:AChAChAChACh或氨基酸类或氨基酸类或氨基酸类或氨基酸类;小而致密囊泡小而致密囊泡小而致密囊泡小而致密囊泡:儿茶酚胺类儿茶酚胺类儿茶酚胺类儿茶酚胺类 大而致密囊泡大而
4、致密囊泡大而致密囊泡大而致密囊泡:神经肽类神经肽类神经肽类神经肽类B.前膜:突触间隙(突触间隙(突触间隙(突触间隙(SynapticcleftSynapticcleft):):):):宽宽宽宽20202020nmnmnmnm,与细胞外液相通;神经递与细胞外液相通;神经递与细胞外液相通;神经递与细胞外液相通;神经递 质经此间隙扩散到后膜。质经此间隙扩散到后膜。质经此间隙扩散到后膜。质经此间隙扩散到后膜。突触后膜突触后膜突触后膜突触后膜(PostsynapticmembranePostsynapticmembrane):有与神经递质结合的特异受体或有与神经递质结合的特异受体或有与神经递质结合的特异
5、受体或有与神经递质结合的特异受体或 化学门控离子通道。后膜对电刺化学门控离子通道。后膜对电刺化学门控离子通道。后膜对电刺化学门控离子通道。后膜对电刺 激不敏感(直接电刺激后膜激不敏感(直接电刺激后膜激不敏感(直接电刺激后膜激不敏感(直接电刺激后膜不易不易不易不易 产生去极化反应)产生去极化反应)产生去极化反应)产生去极化反应)2 2 2 2突触突触突触突触的分类的分类的分类的分类 typesofsynapsestypesofsynapses:根据神经元相互接触的部位分为:根据神经元相互接触的部位分为:根据神经元相互接触的部位分为:根据神经元相互接触的部位分为:轴突轴突轴突轴突-树突式突触树突式
6、突触树突式突触树突式突触 轴突轴突轴突轴突-胞体式突触胞体式突触胞体式突触胞体式突触 轴突轴突轴突轴突-轴突式突触轴突式突触轴突式突触轴突式突触 树突树突树突树突-树突式突触树突式突触树突式突触树突式突触其它方式:树突其它方式:树突其它方式:树突其它方式:树突-胞体式突触;树胞体式突触;树胞体式突触;树胞体式突触;树突突突突-轴突式突触;胞体轴突式突触;胞体轴突式突触;胞体轴突式突触;胞体-轴突轴突轴突轴突 式突触;胞体式突触;胞体式突触;胞体式突触;胞体-树突式树突式树突式树突式突突突突 触;胞体触;胞体触;胞体触;胞体-胞体式突触胞体式突触胞体式突触胞体式突触等。等。等。等。特殊部位的突触
7、:如神经特殊部位的突触:如神经特殊部位的突触:如神经特殊部位的突触:如神经-骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌接接接接 头等。头等。头等。头等。根据突触的组合形式分为:根据突触的组合形式分为:根据突触的组合形式分为:根据突触的组合形式分为:根据突触的传递功能分为:根据突触的传递功能分为:根据突触的传递功能分为:根据突触的传递功能分为:兴奋性突触兴奋性突触兴奋性突触兴奋性突触 (ExcitatorysynapseExcitatorysynapse)抑制性突触抑制性突触抑制性突触抑制性突触 (InhibitorysynapseInhibitorysynapse)(二二二二)突触传递过程与突触后电位突触传递过
8、程与突触后电位突触传递过程与突触后电位突触传递过程与突触后电位 TheprocessofsynaptictransmissionTheprocessofsynaptictransmissionandPostsynapticpotentialandPostsynapticpotential 1.1.1.1.突触传递过程突触传递过程突触传递过程突触传递过程 processofsynaptictransmissionprocessofsynaptictransmission (1)(1)(1)(1)突触前过程:突触前过程:突触前过程:突触前过程:神经冲动到达突触前神经元轴突末神经冲动到达突触前神经元
9、轴突末神经冲动到达突触前神经元轴突末神经冲动到达突触前神经元轴突末 梢梢梢梢突触前膜去极化;突触前膜去极化;突触前膜去极化;突触前膜去极化;电压门控电压门控电压门控电压门控CaCaCaCa2+2+2+2+通道开放通道开放通道开放通道开放膜外膜外膜外膜外CaCaCaCa2+2+2+2+内内内内 流入前膜;流入前膜;流入前膜;流入前膜;CaCaCaCa2+2+2+2+与与与与胞浆胞浆胞浆胞浆CaMCaMCaMCaM结合成结合成结合成结合成4 4 4 4CaCaCaCa2+2+2+2+-CaMCaMCaMCaM复合复合复合复合 物物物物激活激活激活激活CaMCaMCaMCaM依赖的依赖的依赖的依赖的
10、PKPKPKPK囊泡外表囊泡外表囊泡外表囊泡外表 面突触蛋白面突触蛋白面突触蛋白面突触蛋白磷酸化磷酸化磷酸化磷酸化 蛋白蛋白蛋白蛋白与囊与囊与囊与囊 泡脱离泡脱离泡脱离泡脱离解除蛋白解除蛋白解除蛋白解除蛋白对囊泡与前膜对囊泡与前膜对囊泡与前膜对囊泡与前膜 融合及释放递质的阻碍作用融合及释放递质的阻碍作用融合及释放递质的阻碍作用融合及释放递质的阻碍作用;囊泡通过出胞作用量子式释放递质囊泡通过出胞作用量子式释放递质囊泡通过出胞作用量子式释放递质囊泡通过出胞作用量子式释放递质 入间隙。入间隙。入间隙。入间隙。(囊泡膜可再循环利用囊泡膜可再循环利用囊泡膜可再循环利用囊泡膜可再循环利用)(2)(2)(2
11、)(2)间隙过程:神经递质通过间隙并扩散到后膜间隙过程:神经递质通过间隙并扩散到后膜间隙过程:神经递质通过间隙并扩散到后膜间隙过程:神经递质通过间隙并扩散到后膜 。(3)(3)(3)(3)突触后过程:突触后过程:突触后过程:突触后过程:神经递质神经递质神经递质神经递质作用于后膜上特异性受体作用于后膜上特异性受体作用于后膜上特异性受体作用于后膜上特异性受体 或化学门控离子通道或化学门控离子通道或化学门控离子通道或化学门控离子通道后膜对某些离后膜对某些离后膜对某些离后膜对某些离 子通透性改变子通透性改变子通透性改变子通透性改变带电离子发生跨膜流带电离子发生跨膜流带电离子发生跨膜流带电离子发生跨膜流
12、 动动动动后膜发生去极化或超极化后膜发生去极化或超极化后膜发生去极化或超极化后膜发生去极化或超极化产生产生产生产生 突触后电位突触后电位突触后电位突触后电位PostsynapticpotentialPostsynapticpotential。总之,在突触传递过程中,突触前末总之,在突触传递过程中,突触前末总之,在突触传递过程中,突触前末总之,在突触传递过程中,突触前末梢去极化是诱发递质释放的关键因素梢去极化是诱发递质释放的关键因素梢去极化是诱发递质释放的关键因素梢去极化是诱发递质释放的关键因素(开开开开启电压门控启电压门控启电压门控启电压门控CaCaCaCa2+2+2+2+通道通道通道通道);
13、CaCaCaCa2+2+2+2+是前膜兴奋和是前膜兴奋和是前膜兴奋和是前膜兴奋和递质释放过程的耦联因子递质释放过程的耦联因子递质释放过程的耦联因子递质释放过程的耦联因子(递质释放量与递质释放量与递质释放量与递质释放量与内流入前膜的内流入前膜的内流入前膜的内流入前膜的CaCaCaCa2+2+2+2+量呈正相关量呈正相关量呈正相关量呈正相关);囊泡膜的囊泡膜的囊泡膜的囊泡膜的再循环利用是突触传递持久进行的必要条再循环利用是突触传递持久进行的必要条再循环利用是突触传递持久进行的必要条再循环利用是突触传递持久进行的必要条件。件。件。件。2.2.2.2.突触后电位突触后电位突触后电位突触后电位(1)(1
14、)(1)(1)兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位:突触后膜在递突触后膜在递突触后膜在递突触后膜在递 质作用下发生去极化质作用下发生去极化质作用下发生去极化质作用下发生去极化,使突触后神使突触后神使突触后神使突触后神经元兴奋性提高经元兴奋性提高经元兴奋性提高经元兴奋性提高,此种电位变化称此种电位变化称此种电位变化称此种电位变化称为为为为ExcitatoryExcitatory postsynapticpostsynaptic potentialpotential,EPSP,EPSP A.A.A.A.兴奋性突触后电位的记录兴奋性突触后电位的记录兴奋性突触后电位的记录兴
15、奋性突触后电位的记录 脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元RP=-70mV,RP=-70mV,RP=-70mV,RP=-70mV,电电电电刺激肌梭传入纤维后,脊髓前角运动神刺激肌梭传入纤维后,脊髓前角运动神刺激肌梭传入纤维后,脊髓前角运动神刺激肌梭传入纤维后,脊髓前角运动神经元发生去极化,产生经元发生去极化,产生经元发生去极化,产生经元发生去极化,产生EPSPEPSP。随刺激强度增加,随刺激强度增加,随刺激强度增加,随刺激强度增加,EPSPEPSPEPSPEPSP发生发生发生发生总和总和总和总和而渐增大而渐增大而渐增大而渐增大,当当当当EPSPEPSPEPS
16、PEPSP总和达到总和达到总和达到总和达到阈电位阈电位阈电位阈电位-52mV-52mV-52mV-52mV时,在轴突时,在轴突时,在轴突时,在轴突始段始段始段始段出现电流密度较大的外出现电流密度较大的外出现电流密度较大的外出现电流密度较大的外向电流,从而爆发可扩布性的向电流,从而爆发可扩布性的向电流,从而爆发可扩布性的向电流,从而爆发可扩布性的APAPAPAP。B.B.B.B.EPSPEPSPEPSPEPSP产生机制:产生机制:产生机制:产生机制:突触前神经元末梢释放兴奋性递质突触前神经元末梢释放兴奋性递质突触前神经元末梢释放兴奋性递质突触前神经元末梢释放兴奋性递质 作用于后膜受体,化学门控通
17、道开作用于后膜受体,化学门控通道开作用于后膜受体,化学门控通道开作用于后膜受体,化学门控通道开 放,后膜对放,后膜对放,后膜对放,后膜对NaNaNaNa+和和和和K K K K+,尤其是尤其是尤其是尤其是NaNaNaNa+的通的通的通的通 透性增大透性增大透性增大透性增大,NaNaNaNa+内流内流内流内流 K K K K+外流外流外流外流,导致后,导致后,导致后,导致后 膜局部膜局部膜局部膜局部去极化去极化去极化去极化。(2)(2)(2)(2)抑制性突触后电位抑制性突触后电位抑制性突触后电位抑制性突触后电位 Inhibitorypostsynapticpotential,IPSPInhibi
18、torypostsynapticpotential,IPSP A.A.A.A.抑制性突触后电位的记录抑制性突触后电位的记录抑制性突触后电位的记录抑制性突触后电位的记录 B.B.B.B.IPSPIPSPIPSPIPSP产生机制:产生机制:产生机制:产生机制:突触前神经元突触前神经元突触前神经元突触前神经元(抑制性中间神经元抑制性中间神经元抑制性中间神经元抑制性中间神经元)末梢释放抑制性递质作用于突触后末梢释放抑制性递质作用于突触后末梢释放抑制性递质作用于突触后末梢释放抑制性递质作用于突触后 膜,后膜膜,后膜膜,后膜膜,后膜ClClClCl-通道开放,通道开放,通道开放,通道开放,ClClClCl
19、-内流内流内流内流,膜发生超极化;膜发生超极化;膜发生超极化;膜发生超极化;对对对对K K K K+的通透性增的通透性增的通透性增的通透性增 加、加、加、加、K K K K+外流,或外流,或外流,或外流,或NaNaNaNa+和和和和CaCaCaCa2+2+2+2+通道关闭通道关闭通道关闭通道关闭,膜发生膜发生膜发生膜发生超极化超极化超极化超极化。突触后电位的特点突触后电位的特点突触后电位的特点突触后电位的特点:EPSPEPSPEPSPEPSP和和和和IPSPIPSPIPSPIPSP均属局部电位均属局部电位均属局部电位均属局部电位 等级性:大小与递质释放量有关;等级性:大小与递质释放量有关;等级
20、性:大小与递质释放量有关;等级性:大小与递质释放量有关;电紧张扩布:电紧张扩布:电紧张扩布:电紧张扩布:这种作用取决于局这种作用取决于局这种作用取决于局这种作用取决于局 部电位与邻近细胞部电位与邻近细胞部电位与邻近细胞部电位与邻近细胞RPRP之间的电位之间的电位之间的电位之间的电位 差的大小和距离的远近,电位差差的大小和距离的远近,电位差差的大小和距离的远近,电位差差的大小和距离的远近,电位差.越大,距离越近,越大,距离越近,越大,距离越近,越大,距离越近,影响越大。影响越大。影响越大。影响越大。可叠加性可叠加性可叠加性可叠加性(3)3)慢突触后电位慢突触后电位 slowpostsynapti
21、cpotential A.A.sEPSPandsIPSP:可在自主神经节可在自主神经节,皮层神经元记录到皮层神经元记录到;潜伏期长潜伏期长(100(100500ms),500ms),持续时间长持续时间长 (数数s);s);机制机制sEPSP:膜膜K K+电导电导(通透性通透性)降低降低;sIPSP:膜膜K K+电导电导(通透性通透性)升高升高;B.B.lateslowEPSP 可在交感神经节记录到可在交感神经节记录到;潜伏期潜伏期1 15s,s,持续时间持续时间101030min;30min;机制机制:K:K+电导降低电导降低;递质为递质为GnRH 3.3.3.3.EPSPEPSP和和和和IP
22、SPIPSP在突触后神经元的整合在突触后神经元的整合在突触后神经元的整合在突触后神经元的整合 (integrationintegration)同时与多个神经末梢形成突触的突同时与多个神经末梢形成突触的突同时与多个神经末梢形成突触的突同时与多个神经末梢形成突触的突 触后神经元,其电位变化的总趋势触后神经元,其电位变化的总趋势触后神经元,其电位变化的总趋势触后神经元,其电位变化的总趋势 取决于同时所产生的取决于同时所产生的取决于同时所产生的取决于同时所产生的EPSPEPSPEPSPEPSP和和和和IPSPIPSPIPSPIPSP的的的的 代数和。代数和。代数和。代数和。轴突始段是轴突始段是轴突始段
23、是轴突始段是APAPAPAP首先发生部位首先发生部位首先发生部位首先发生部位(该处细该处细该处细该处细 小,电压门控小,电压门控小,电压门控小,电压门控NaNaNaNa+通道密度大通道密度大通道密度大通道密度大)。APAP发生后发生后发生后发生后,既可顺向传到末梢,也可逆既可顺向传到末梢,也可逆既可顺向传到末梢,也可逆既可顺向传到末梢,也可逆 向传向胞体,从而刷新前次兴奋所向传向胞体,从而刷新前次兴奋所向传向胞体,从而刷新前次兴奋所向传向胞体,从而刷新前次兴奋所 造成的电位变化。造成的电位变化。造成的电位变化。造成的电位变化。4.突触可塑性突触可塑性synapticplasticity 突触受
24、已进行过活动的影响而发生传递效能突触受已进行过活动的影响而发生传递效能 的改变,此现象称为突触功能可塑性。的改变,此现象称为突触功能可塑性。强直后增强强直后增强(posttetanicpotentiation):突触前突触前Ca2+积聚积聚递质释放递质释放PTP(60s);习惯化与敏感化习惯化与敏感化habituation&sensitization:重复刺激重复刺激Ca2+通道关闭通道关闭Ca2+内流少内流少递质释放减少递质释放减少;激活激活ACcAMPCa2+内流内流递质释递质释放增多;放增多;长时程增强长时程增强(long-termpotentiation,LTP)突触后突触后Ca2+C
25、a2+/CaMPKC 长时程抑制长时程抑制(long-termdepression,LTD)(三三三三)非定向突触传递非定向突触传递非定向突触传递非定向突触传递 NonNon-directeddirectedsynapticsynaptictransmissiontransmission又称为非突触性化学传递又称为非突触性化学传递又称为非突触性化学传递又称为非突触性化学传递 Non-Non-synapticchemicaltransmissionsynapticchemicaltransmission 1 1 1 1非定向突触的结构:非定向突触的结构:非定向突触的结构:非定向突触的结构:2 2
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