哺乳动物的神经系统简介

神经系统神经生物学在生命科学中的地位 Eccles（神经生理学家、诺贝尔医学生理学奖获得者）预言：“在30年内，世界上大多数最伟大的科学家将都是在研究脑”。 美国国会命名20世纪90年代为“脑的10年”。1995年，IBRO（国际脑研究组织）提议把21世纪称为“脑的世纪”。神经系统中枢部分脑（延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑、大脑）脊髓外周神经按解剖部位按有关功能脑神经脊神经植物性神经躯体神经感觉（传入神经）运动（传出神经）躯体感觉神经植物性感觉神经植物性运动神经（支配内脏器官、心血管和腺体）躯体运动神经（支配骨骼肌）交感神经副交感神经外周部分神经元(Neuron):1011个/人大脑神经元的结构神经元(Neuron):1011个/人大脑第一节神经元活动的一般规律一、神经细胞或神经元 （一）结构：胞体和突起 （树突和轴突） （二）功能：感受内外环境 刺激引起兴奋和 抑制；将兴奋和 抑制进行分析综 合；介质或激素。轴突很少分支。其末梢分支很多并形成终扣(Terminalbuttons)。传出冲动。（三）神经元分类（功能分类） 感觉神经元或传入神经元 中枢神经元或联络神经元 运动神经元或传出神经元（四）灰质、白质、神经核、神经节、束、丛:1.灰质：神经元在脑脊髓内大量集中的部位2.白质：神经纤维在脑脊髓内大量集中的部位3.神经核：功能和结构相同的神经元胞体在脑脊髓内大量集中的部位4.神经节：神经元胞体在脑脊髓外大量集中的部位5.神经束：功能相同的神经纤维在白质中平行排列，构成神经束。联系中枢各神经系统6、神经丛：神经纤维在脑脊髓外的集合排列。联系中枢与外周全身各部。二、神经纤维的结构、功能、分类有髓神经纤维（1）外周神经纤维：轴突、髓鞘雪旺氏细胞（2）中枢神经纤维：轴突、髓鞘2、无髓神经纤维只存在于外周神经系统，只含有轴突和雪旺氏细胞。轴膜：轴突表面的的被膜神经膜＝雪旺氏细胞层＝神经胶质细胞二、神经纤维的结构、功能、分类髓鞘：（1）外周神经系统的髓鞘是由雪旺氏细胞膜不断伸展延长包裹轴突而成。（2）中枢神经系统的髓鞘是由少突神经胶质细胞反复围绕轴突而成朗氏结的功能:电冲动跳跃式传导，可加快传导速度。神经纤维的分类：1、根据分布部位分类：中枢和外周2、根据传导方向和功能分类传入NF(感觉NF），传出（运动）、联络NF3、根据结构分类：有髓和无髓4、外周神经纤维根据纤维直径和传导速度分类：A型：粗大、速度快、有髓鞘的躯体运动神经纤维B型：较细、速度较慢、有髓鞘的植物性节前纤维C型：最细、速度最慢、无髓鞘的神经纤维sC植物性节后纤维drC外周神经和被根中的无髓纤维三、神经纤维的兴奋性传导（一）动作电位的特点：1、能自动传播2、峰电位的“全”或“无”现象3、动作电位的频率在一定范围内随刺激强度的增加而增大。生理学意义：信息传递以神经冲动的频率来区别。（二）神经纤维传导冲动的特征:1、生理完整性2、绝缘性3、相对不疲劳性和不衰减性4、双向传导（三）神经纤维传导冲动的机理1、局部电流传导2、跳跃式传导：特点：速度快、耗能少。 神经纤维的轴浆运输顺向轴浆运输(快速、慢速)逆向轴浆运输 神经的营养性作用GFAP:胶质原纤维酸性蛋白 神经胶质细胞的功能1.支持作用2.修复和再生作用3.物质代谢和营养性作用4.绝缘和屏障作用5.维持合适的离子浓度6.摄取和分泌神经递质A.Electricalsynapse(电突触):Gapjunction.Lessthan1%inbody.B.Chemicalsynapse(化学突触):Morethan99%inbody.第二节：突触传递一、结构与概念化学性突触：1、突触的基本结构：突触前膜：突触小泡；突触后膜：受体；突触间隙2、神经递质：突触前神经元合成并在末梢处释放，经突触间扩散，特异作用于突触后神经元或效应细胞上的受体，引致信息从突触前传递到突触后的一些化学物质（产生突触后电位）。 二、突触的分类： 1.传递的方向：轴-体突触；轴-树突触；树-树突触，轴－轴突触 2.传递信息的方式：化学性突触；电突触；混合性突触 3、根据突触对下一个神经元功能活动的影响分类（1）兴奋性突触（2）抑制性突触4、根据突触前后膜的特征和突触小泡的特征分类（化学性突触的分类）I型：兴奋性突触，后膜厚度大于前膜，间隙宽，突触小泡直径约500Å的球形II型：抑制性突触，前后膜无差异，间隙窄，突触小泡为椭圆或扁平形（500X300Å）三、突触的传递过程：神经冲动传向末梢突触前膜去极化Ca2+通透性增加递质释放与受体结合某些离子通道改变兴奋或抑制⑴兴奋性突触后电位：Na+,K+,特别是Na+通透性增加，（EPSP）产生局部去极化电位⑵抑制性突触后电位：K＋和Cl-的通透性增加，产生局部超级化电位（IPSP）EPSP 突触后神经元的部分去极化 实质为局部电位 总和后可形成突触后神经元的动作电位*IPSP 突触后神经元的部分超极化 实质为局部电位,Cl离子内流造成. 产生抑制效应*4.突触传递的抑制和易化⑴突触后抑制：抑制性突触后电位：通过抑制性中间神经元产生超极化膜电位变化突触后抑制的分类：①侧支性抑制(交互抑制)②回返性抑制4.突触传递的抑制和易化（2）突触前抑制和前易化轴突－轴突突触的效应分为： A、突触前抑制：中间神经元的轴突末梢与另一个兴奋性神经元的突触小体形成突触，前者释放递质使后者产生持续缓慢的去极化，膜电位降低，使后者的递质缓慢释放。这样造成兴奋性神经元本身传来的冲动引起的动作电位变小，递质释放减少，EPSP变小，突触后神经元不能产生AP B、突触前易化：结构与上相同。cAMPCa2+ 5突触传递兴奋的特征联系方式：辐散式（传入）；聚合式（运动）；环式（负反馈）；连锁式（正反馈）等辐散原则、聚合原则：特征：（1）单向传递；（2）突触延搁；（3）总和：时间总和、空间总和；（4）强直后易化作用；（5）对内环境变化敏感和易疲劳性“fortheirdiscoveriesrelatingtochemicaltransmissionofnerveimpulses”（1936）SirHenryHallettDaleOttoLoewiGrazUniversityGraz,Austria(1873-1961)NationalInstituteforMedicalResearchLondon,UnitedKingdom(1875-1968)“fortheirdiscoveriesconcerningthehumoraltransmittorsinthenerveterminalsandthemechanismfortheirstorage,releaseandinactivation"(1970)SirBernardKatzUlfvonEulerJuliusAxelrodUniversityCollegeLondon,UnitedKingdom1911-2003KarolinskaInstitutetStockholm,Sweden1905-1983NationalInstitutesofHealthBethesda,MD,USA1912-20046.递质和受体⑴递质的特征：①具有合成递质的前体和酶系；②递质贮存在突触小泡内，当冲动到达时能释放入突触间隙；③递质作用于突触后膜上特异受体而发挥其特异的生理学作用;④存在使该递质失活的酶或其它失活方式；⑤有特异的受体激动剂和拮抗剂，并能够拟似或阻断该递质的突触传递作用。⑵递质和调质的分类分类：家族成员：①胆碱类乙酰胆碱②胺类多巴胺，去甲肾上腺素，5-HT③氨基酸类谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸，氨基丁酸④肽类下丘脑调节肽，血管升压素，催产素阿片肽，血管紧张素II，脑肠肽，心房利尿肽⑤嘌呤类腺苷，ATP⑥气体一氧化氮，一氧化碳⑦脂类花生四烯酸及其衍生物（二）受体1、乙酰胆碱及其受体　　释放ACh作为递质的神经纤维称为胆碱能纤维。在外周神经包括所有的交感和副交感节前纤维、所有的副交感世后纤维、少部分交感节后纤维及支配骨骼肌的运动神经。交感神经副交感神经躯体运动神经AChNAChNAChNAChMMAChNE汗腺、骨骼肌血管外周的胆碱能纤维：中枢分布部位脊髓前角运动神经元丘脑后腹侧特异投射神经元脑干网状结构上行激活系统纹状体内边缘系统某些部位作用特点：广泛影响中枢功能，以兴奋为主　胆碱能受体：　　凡是能和乙酰胆碱结合并引起细胞产生反应的受体称为胆碱能受体。　1、毒蕈碱样受体（muscarinicreceptor,M)　　　可被阿托品阻断　2、烟碱受体　(nicotinicreceptor）　　　可被筒箭毒阻断N1N1交感神经副交感神经躯体运动神经AChAChAChAChAChNE骨骼肌血管、汗腺N2MN1MM烟碱样作用（nicotinicaction）毒蕈碱样作用（muscarinicaction）2、儿茶酚胺及其受体释放去甲肾上腺素作为递质的神经纤维称为肾上腺素能纤维。包括大部分的交感节后纤维。　能与去甲肾上腺素类物质结合的受体称为肾上腺素能受体。肾上腺素能受体｛α受体β受体｛｛α1α2β1β2β3①与α受体结合产生平滑肌效应：以兴奋性为主，如：血管收缩、子宫收缩、虹膜辐射肌收缩（扩瞳）；抑制性，如：小肠舒张②与β受体结合产生平滑肌效应：以抑制性为主，如：血管舒张、子宫舒张、小肠舒张、支气管舒张等；对心肌为兴奋性作用。心肌细胞：β>α收缩力，心率NE对α作用强E对α、β作用都强异丙肾上腺素对β作用强受体阻断剂：α受体阻断剂：酚妥拉明可消除NE、E的升压效应β受体阻断剂：普洛萘尔（心得安）可消除E、异丙肾上腺素的降压效应抑制性氨基酸：1，－氨基丁酸，2：甘氨酸兴奋性氨基酸：1：L-谷氨酸2：L-天门冬氨酸⑶受体：细胞膜或细胞内能与某种化学物质特异结合的并诱发生物学效应的特殊生物分子。拮抗剂：能与受体发生特异结合并产生生物效应的化学物质称为激动剂；只发生特异结合而无生物学效应的化学物质为拮抗剂。特点：特异性；饱和性；可逆性第三节反射一.概念：只有一系列神经元按一定规律形成的反射才是中枢神经系统的功能单位。凡刺激作用于感受器，通过中枢神经活动引起的一切机体活动——反射1、单突触反射（膝跳反射）2、多突触反射（屈肌反射）中枢的概念：位于脑脊髓内不同部位，为完成某种反射活动所必需的神经细胞群及其突触联系第三节反射（一）反射的分类：1、根据反射的条件分类：条件反射；非条件反射2、根据反射弧的传入部位分类：外感受性反射；内感受性反射3、根据反射弧的传出部位分类：躯体反射；内脏反射第三节反射二、反射活动的基本特征及协调（一）特征1、单方向传递2、突触传递的延搁。反射时的概念3、总和：时间总和；空间总和4、分散与会聚5、后发放（后作用）6、中枢疲劳及其它第三节反射（二）反射活动的协调1、交互神经支配原则：交互抑制（侧支性抑制）——神经活动的同时性诱导2、扩散：3、最后公路原则（集中）4、反馈原则5、优势现象第四节神经系统的感觉功能一.感受器（一）感受器的分类：⑴按刺激的来源和感受器的位置：外–皮肤、化学(味、嗅)、距离（距离---听、视、嗅）内–本体、内脏（本体—关节、肌、腱，前庭）⑵按刺激的性质：化学、物理（比较多）第四节神经系统的感觉功能一.感受器感觉单位：每个传入神经元及其外周分支所形成的全部感受器构成一个感觉单位 感受域（野）：每个感觉单位的全部感受器所分布的区域称为感受野（二）感受器的基本生理特征①适宜的刺激：（感受器对刺激的选择性）②感受器的换能和放大作用——感受器电位感受器将不同性质的刺激变成传入神经的动作电位放大作用：感受器将刺激能变成神经信号时表现出不同功率的放大作用（不同动物的放大作用不同，即敏感性的差异） ③适应现象： 对比现象刺激之前或同时受到性质相反的刺激时，感受器的敏感性将升高。 后作用:后作用时间的长短与刺激的强度成正比 二、传入系统（一）传入径路：痛温触觉（躯干和四肢的浅感觉）→①脊神经节→②脊髓背角＊→脊丘外侧束（痛温）→③丘脑→大脑皮层肌腱关节本体感觉：内脏和深部压觉→①脊神经节→②延髓（薄束核和楔束核）＊→③丘脑→大脑皮层头面部的感觉→①三叉神经节→②脑桥（脊束核）*→③丘脑→大脑皮层前行（上行）传导 感受器触发的神经冲动传进中枢——脊髓脑干上行——丘脑——特异性和非特异性投射系统——大脑皮层（二）特殊感觉视觉：①感光细胞→②双极细胞→③神经节细胞→视神经[视神经交叉（部分）→④丘脑→⑤大脑皮层听觉：①耳蜗中的螺旋神经节（双极细胞）→②耳蜗神经延髓耳蜗核*（部分）→③上橄榄核*→④外侧丘系丘脑→⑤大脑皮层颞叶嗅觉：①嗅细胞→②嗅球→③杏仁核、梨状区→④大脑皮层（三）丘脑的感觉功能高等动物体内外感觉信息传入大脑的门户（点对点地投射到大脑皮层）①感觉接替核：*接受丘内侧束、脊丘束和三叉神经→换元—大脑皮层*内侧膝状体听觉传导换元*外侧膝状体视觉传导换元②联络核：接受丘脑本身和其他皮层下中枢的纤维（不直接接受感觉纤维）→换元→皮层③弥散性丘脑网状核；中线核群、内侧核群前腹核和网状核这些核团相互联络而形成多突触，最后弥散性的投射到皮层。总结：丘脑有三大类核群参与感觉冲动的上行传导：1、第一类核群接受来自脊髓、脑干和视束、听觉等的感觉纤维冲动——交换神经元——形成特异性投射系统——大脑皮层的特定感觉区2、第二类核群接受来自丘脑本身和其它皮层下中枢发出的投射纤维（不直接接受感觉投射纤维）——交换神经元——大脑皮层一定区域（特异性投射系统，参与感觉的协调）3、第三类核群与大脑皮层无直接联系，发出的投射纤维通过多次突出联系，弥散性地投入到整个大脑皮层——非特异性投射系统。（四）特异性和非特异性传入（投射）系统根据不同传入途径到达皮层的信息产生的作用不同，分为特异性和非特异性传入⑴特异性:感受器的冲动→固定的（投射）系统（脊髓回脑干）→丘脑→点对点→皮层→特定感觉特点：纤维长换元少点对点特定感觉交叉性⑵非特异:特定感觉→脑干网壮结构→多次交换神经→丘脑网状核→弥散性的到达皮层特点：纤维短换元次数多弥散性非特定感觉→觉醒三、大脑皮层的感觉功能1、大脑皮层的结构2、大脑皮层的分区（52区）3、感觉柱：皮层细胞的纵向柱状排列构成大脑皮层的最基本功能单位——感觉柱大脑皮层的分区1、前叶2、顶叶3、后叶4、侧叶三、大脑皮层的分析感觉功能（一）皮层感觉区定位1、皮肤肌动觉代表区（3－1－2区）：第一感觉区（一）感觉的基本生理特征： 感觉的强弱：刺激的强度和神经原机能状态 不同感觉互相影响：互相加强或减弱 对比 适应 后作用四、痛觉的生理机制（一）疼痛的类型及特点1、躯体痛（1）浅表痛：两种疼痛感觉：先出现刺痛，后出现灼痛。刺痛的特点：产生和消失快，定位明确，屈肌反射。灼痛时间长、弥散性、心血管、情绪反射（2）深部痛：钝痛特点：不能明确定位，弥散性、心血管、情绪反射。四、痛觉的生理机制（一）疼痛的类型及特点2、内脏痛（1）浆膜痛：性质与躯体痛相似（2）脏器痛：钝痛特点：持续时间长，不能明确定位，弥散性、常常伴有牵涉痛四、痛觉的生理机制（二）疼痛感受器与传入纤维1、仅对伤害性刺激或伤害性热刺激起反应：机械痛感受器（单型式痛感受器）2、不仅对伤害性刺激，而且对化学、机械、较强的热冷刺激等其反应——热痛感受器（多型式痛感受器）3、痛感受器的特点：很少发生适应；疼痛只发生在损伤正在进行或其后短时间内四、痛觉的生理机制（三）疼痛感受器的直接刺激物及传导通路1、多样性，多肽或其它类似多肽物质可能是主要刺激物（如：组织胺、5－羟色胺、缓激肽、前列腺素等，以及钾离子、氢离子）。这些物质称为致痛物质2、上行通路：（1）新脊髓－丘脑束：丘脑再投射到皮层第二感觉区。A纤维传导快痛；C纤维传导慢痛（2）旁中央上行系统：脊髓弥散上升，抵达网状结构——丘脑内侧部——边缘系统，主要引起情绪反应。四、痛觉的生理机制（四）牵涉痛患病脏器心脏胃和胰肝胆肾结石阑尾炎体表心前区左上腹右肩胛腹股上腹部疼痛部位左肩肩胛间沟区脐部左上臂**