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第十章第一节:神经系统活动的基本原理 — 全集存档
一、神经元和神经胶质细胞
(一)神经元
1. 神经元的基本结构和功能
- 约 1000 亿个神经元
- 胞体:整合信息
- 树突:接受信息(多少不一)
- 轴突:通常只有一个 → 传导兴奋
- 始段(轴突起始部分):产生 AP(动作电位)的起始部位
- 突触小体(神经末梢膨大):释放递质的部位
2. 神经纤维的功能
- 神经纤维:轴索(轴突或长树突)包裹髓鞘或神经膜
- 有髓神经纤维 / 无髓神经纤维
(1)神经纤维传导兴奋的功能
- 神经冲动:在神经纤维上传导的兴奋
- 传导速度的影响因素:
- 结构:直径粗、有髓鞘 → 快;直径细、无髓鞘 → 慢
- 温度:温度降低 → 慢(低温麻醉)
神经纤维传导兴奋的特征:
- 生理完整性
- 绝缘性:一条神经干内神经纤维间传导兴奋时互不干扰
- 双向性:离体时刺激任何一点,AP 向两端传导
- 相对不疲劳性:耗能极少
(2)神经纤维的轴浆运输功能
- 轴浆运输:通过轴浆流动实现胞体与轴突末梢间的物质运输
- 顺向运输(胞体→轴突末梢):
- 快速:递质囊泡、分泌颗粒
- 慢速:胞质蛋白、基质成分
- 逆向运输(轴突末梢→胞体):内吞体(神经营养因子)
- 病毒(狂犬病毒)、毒素(破伤风)可经此途径进入 CNS
3. 神经的营养效应
- (1)神经的营养性作用:神经末梢释放活性物质(营养因子),调节靶组织代谢
- (2)神经营养因子对神经元的作用:效应组织/胶质细胞产生神经营养因子 → 经末梢进入胞体 → 支持神经元生长、发育及功能
(二)神经胶质细胞
- 支持:形成网状支架
- 修复:胶质细胞增生填充缺损
- 绝缘:形成髓鞘
- 屏障:形成血脑屏障
- 影响代谢、营养
- 参与免疫反应
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二、神经元的联系方式——突触传递
- 突触:神经元之间或神经元与效应细胞间传递信息的部位
- 接头:神经元与效应细胞之间的突触
- 分类:电突触 / 化学性突触(定向、非定向)
(一)电突触(缝隙连接)
- 带电离子通过通道蛋白移动
- 双向性传递
- 传递速度快
(二)化学性突触
1. 定向突触(经典突触)
(1)基本结构
- 突触前膜:释放递质
- 突触间隙:20~40nm
- 突触后膜:含受体
- 突触囊泡三种:
- 小而清亮透明:ACh、氨基酸
- 小而有致密中心:儿茶酚胺类
- 大而有致密中心:肽类
(2)经典突触的分类
- 轴-树(最多见)、轴-体、轴-轴、树-树、树-体、树-轴
(3)经典突触的传递过程
- 突触前神经元兴奋 → 神经冲动传至轴突末梢 → 突触前膜去极化 → 电压门控 Ca²⁺ 通道开放 → Ca²⁺ 内流 → 囊泡动员、摆渡、锚定、融合 → 递质量子式释放(出胞)→ 递质 + 突触后膜受体 → 突触后膜离子通透性改变 → 产生去极化或超极化 → EPSP 或 IPSP
(4)突触后电位
兴奋性突触后电位(EPSP):
- 兴奋性递质 + 受体 → 突触后膜 Na⁺ 内流为主 → 突触后膜去极化 → EPSP
抑制性突触后电位(IPSP):
- 抑制性递质 + 受体 → 突触后膜 Cl⁻ 内流为主 → 突触后膜超极化 → IPSP
| 对比 | EPSP | IPSP | |------|------|------| | 突触前神经元 | 兴奋性神经元 | 抑制性神经元 | | 递质 | 兴奋性递质 | 抑制性递质 | | 离子通透性 | Na⁺ 内流为主 | Cl⁻ 内流为主 | | 后膜状态 | 去极化 | 超极化 | | 对突触后神经元影响 | 兴奋性升高 | 兴奋性降低 |
(5)影响突触传递的因素
- 影响递质释放:
- Ca²⁺ 内流↑ → 递质释放↑
- AP 频率/幅度↑ → Ca²⁺ 内流↑ → 递质释放↑
- 肉毒杆菌毒素:阻止神经-肌肉接头处 ACh 释放 → 肌肉麻痹
- 影响已释放递质消除:
- 有机磷农药:抑制胆碱酯酶 → ACh 蓄积 → 肌肉痉挛、抽搐
- 影响受体:
- 筒箭毒碱/α-银环蛇毒:阻断 N₂ 受体 → 神经-肌接头传递受阻 → 肌肉松弛/麻痹
2. 非定向突触
- 没有典型突触结构
- 通过神经递质传递信息
- 例:交感神经支配平滑肌
3. 突触后神经元的兴奋与抑制
- 突触后膜电位变化取决于 EPSP 和 IPSP 的代数和
- 超极化 → 抑制;去极化达到阈电位 → 触发 AP,兴奋
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三、神经递质和受体
(一)神经递质
- 概念:由突触前神经元合成并在末梢释放,特异性作用于突触后神经元或效应器细胞受体,产生一定效应的信息传递物质
- 调质:对递质信息传递起调节作用的化学物质
- 递质共存:两种或以上递质共存于一个神经元内,协调生理活动
- 副交感:ACh(唾液分泌↑)+ VIP(血管舒张)→ 大量稀薄唾液
- 交感:NE(唾液分泌↑)+ NPY(血管收缩)→ 少量粘稠唾液
(二)受体
- 受体:细胞膜或细胞内能与化学物质特异性结合并诱发生物效应的特殊生物分子
- 受体激动剂:结合后产生特定效应
- 受体拮抗剂:结合后不产生效应,占据受体对抗激动剂
(三)主要的神经递质和受体系统
1. 乙酰胆碱(ACh)及其受体
(1)外周胆碱能纤维分布
- 躯体运动神经纤维
- 交感和副交感神经的节前纤维
- 多数副交感神经节后纤维
- 少数交感神经节后纤维:小汗腺、骨骼肌交感舒血管神经
(2)胆碱能受体
- M 受体(毒蕈碱受体,M1~M5):
- 分布:心脏、血管、支气管/胃肠平滑肌、腺体、汗腺、瞳孔括约肌、睫状肌
- M 样作用:心率↓/传导↓/收缩力↓、血管舒张、平滑肌收缩/腺体分泌↑、瞳孔缩小
- 阻断剂:阿托品
- N 受体(烟碱受体):
- N₁(自主神经节后神经元):节后神经元兴奋
- N₂(骨骼肌运动终板膜):终板电位 → 肌肉收缩
- 阻断剂:筒箭毒碱(N₂)、六烃季胺(N₁)、十烃季胺(N₂)
(3)中枢胆碱能系统
- 分布:脊髓前角运动神经元、脑干网状结构上行激活系统等
- 功能:学习和记忆、觉醒与睡眠、感觉与运动、内脏活动调节 → 主要起兴奋性递质作用
2. 胺类递质及受体
(1)去甲肾上腺素(NA/NE)、肾上腺素(Adr/E)及其受体
- 外周肾上腺素能纤维:末梢释放 NA 的神经纤维 → 绝大多数交感神经节后纤维
- 肾上腺素能受体:
- α 受体:α₁(血管平滑肌收缩/瞳孔开大/子宫收缩)、α₂(突触前膜调节递质释放/小肠平滑肌舒张)→ 阻断剂:酚妥拉明
- β 受体:β₁(心脏组织兴奋/强心)、β₂(支气管/胃肠/膀胱逼尿肌/骨骼肌血管舒张)→ 阻断剂:普萘洛尔(心得安)
(2)多巴胺及受体
- 分布:黑质-纹状体、中脑-边缘前脑、结节-漏斗
- 功能:参与躯体运动、精神情绪、垂体内分泌等调节
(3)5-羟色胺及受体
- 与痛觉、情绪、睡眠调节等有关
(4)组胺及受体
- H₁、H₂、H₃ 受体;组胺 + H₂ 受体 → 壁细胞 → 胃酸分泌
3. 氨基酸类递质及受体
- 兴奋性氨基酸:谷氨酸、门冬氨酸
- 抑制性氨基酸:γ-氨基丁酸(GABA)、甘氨酸
4. 肽类递质及受体
- 阿片肽:镇痛
- 下丘脑调节性多肽
- 脑-肠肽
5. 嘌呤类递质及受体:腺苷和 ATP
6. 气体分子类神经递质:NO、CO
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四、反射活动的基本规律
(一)中枢神经元之间的联系方式
- 单线式(感觉传入)
- 辐散式
- 聚合式
- 链锁式
- 环路式(运动传出)
(二)中枢兴奋(突触)传递的特征(7 条)
- 单向传递:突触前膜 → 突触后膜
- 突触延搁:一次突触传递需 0.3~0.5ms
- 总和效应:突触后电位是局部电位(时间总和 + 空间总和)
- 兴奋节律可变性:传出与传入冲动频率不同
- 后发放:刺激停止后传出神经仍继续发放冲动(环式联系)
- 敏感性高:缺 O₂、CO₂ 潴留、酸碱失衡、药物
- 易疲劳性:与递质耗竭有关
(三)中枢抑制
1. 突触后抑制
- 机制:抑制性中间神经元释放抑制性递质 → 突触后膜产生 IPSP → 抑制效应
(1)传入侧支性抑制(交互抑制)
- 概念:传入纤维兴奋一个中枢神经元 + 同时经侧支兴奋一个抑制性中间神经元 → 抑制另一个中枢神经元
- 意义:使不同中枢之间的活动相互协调(如屈肌反射、伸肌反射)
(2)回返性抑制
- 概念:中枢神经元兴奋沿轴突外传时,经轴突侧支兴奋抑制性中间神经元(闰绍细胞)→ 释放甘氨酸 → 反过来抑制原先兴奋的神经元
- 意义:及时终止运动神经元活动,或促使神经元间活动同步化
2. 突触前抑制
- 机制:预刺激 → 突触前膜兴奋性递质释放减少 → 突触后膜 EPSP 降低