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动物生理学3中枢神经系统[3]

第三章 中枢神经系统学习目标掌握神经元活动的一般规律 反射活动的一般规律了解中枢神经系统对躯体运动机能的调节中枢神经系统的感觉机能 中枢神经系统对内脏运动的调节第一节 动物神经系统的演化第二节 神经元活动的一般规律第三节 反射活动的一般规律第四节 中枢神经系统感觉机能第五节 中枢神经系统对运动机能调节第六节 中枢神经系统对内脏机能调节本章主要内容第三章 中枢神经系统第一节 动物神经系统的演化一、神经系统概述是机体各种生命活动的主要调节机构。

神经系统可分为中枢和外周。

中枢神经系统包括脑和脊髓。

外周神经包含有传入和传出神经纤维,把外周神经冲动传送到中枢,或把中枢的冲动传向周围器官。

人类神经系统的结构脑干第一节 动物神经系统的演化人类神经系统功能第一节 动物神经系统的演化二、动物神经系统演化头索动物(文昌鱼):神经管-脑泡-脊神经,是高级神经系统雏型。

脊椎动物:膨大的脑(大脑、间脑、中脑、小脑、桥脑(灵长类)和延髓-脊髓-周围神经。

人类:大脑高度皮层化。

神经系统演化:从弥散、网状、梯形、链状到管状,直至前端分化成脑的六个部分以及大脑皮层的形成。

第一节 动物神经系统的演化第一节 动物神经系统的演化鱼类神经系统特点中枢神经:5部脑。

端脑:嗅叶和大脑,没有大脑半球,古纹状体,嗅觉发达。

间脑:较小,包括丘脑和下丘脑、松果体;内分泌调节。

中脑:发达,视觉整合中枢,是感觉中枢。

适应暗光,为近视眼。

小脑:发达,出现脊髓束,是运动协调中枢;延脑:壁薄,参与运动与姿势平衡。

某些鱼类(七鳃鳗)发育过程中的后脑(小脑和延脑)成为菱脑。

平衡器官发达:半规管、椭圆囊、球状囊;侧线感觉水流。

第二节 神经元活动的一般规律一、神经元和神经纤维1、神经元的形态结构与功能神经元(neuron):即神经细胞,是神经系统基本结构和功能单位。

神经元结构:胞体(soma):主体部分、内有细胞器。

轴突(axon):轴丘、始段,AP发源地,末端形成突触小体-突触:传导冲动:感受刺激、综合信息、传导信息;营养作用:释放营养物质,调整被支配组织代谢。

树突(dendrite):多,有棘突,接受冲动,传给胞体。

神经元功能:接受、整合、传导、输出信息。

第二节 神经元活动的一般规律树突突触前末梢胞体细胞核轴丘始段髓鞘整合部位递质分泌轴突末梢冲动传导神经元的结构第二节 神经元活动的一般规律神经元的种类第二节 神经元活动的一般规律2、神经纤维神经纤维(nerve fiber):轴突和神经元的长树突统称轴索,轴索及其外面包裹的髓鞘或神经膜构成神经纤维。

分类:(按有无髓鞘分):有髓纤维和无髓纤维(根据传导速度分):A类(α、β、γ、δ):有髓鞘的躯体传入和传出纤维,粗快B类(有髓):自主神经的节前纤维;C类(无髓):自主神经的节后纤维,后根中的痛觉传入纤维,细慢第二节 神经元活动的一般规律神经纤维传导兴奋的特征完整性:切断、麻醉-丧失完整性。

绝缘性:纤维间存在结缔组织,互不干扰。

双向性:局部电流可在刺激点两端发生,冲动可向两端传导。

不疲劳性:冲动传导耗能极少,传导具有相对不疲劳性。

不衰减性:无论传播距离多远,AP幅度、频率和速度不变。

确保传导及时、迅速、准确。

第二节 神经元活动的一般规律神经纤维的兴奋传导速度直径粗细:传导速度(m/s)= 6×直径(μm) 。

有无髓鞘:有髓鞘神经传导速度更快。

温度:恒温动物比变温动物传导快,温度降低则传导速度减慢。

状态:发生病变时传导速度减慢。

第二节 神经元活动的一般规律神经纤维的轴浆运输顺向运输:自胞体向轴突末梢的运输;逆向运输:自轴突末梢向胞体的运输。

1、经典突触 的结构与类型突触(synapse):神经元轴突末梢与其它神经元相接触的部位。

第二节 神经元活动的一般规律二、神经元间信息传递方式(经典的突触传递)超微结构:突触小体:每个轴突末梢分支膨大呈球状。

突触前膜:轴突末梢的轴突膜。

突触后膜:与突触前膜相对的胞体膜或树突膜。

突触间隙:两膜之间的缝隙为突触间隙。

突触小泡:突触小体的轴浆内聚集的突触囊泡。

其内含有Ach和NE等神经递质。

囊泡栏栅:突触前膜内有致密的囊泡栏栅,间隙容纳一个囊泡。

第二节 神经元活动的一般规律第二节 神经元活动的一般规律突触类型 (三种基本类型)轴突与胞体;轴突与树突;轴突与轴突;支配数量:一个轴突末梢可以作用于许多神经元;脊椎前角运动神经元胞体和树突接受2000个突触小体,一个大脑皮层锥体细胞约有30000个突触。

任何部位:无脊椎动物和低等脊椎动物神经元之间任何一部分都可以彼此形成突触,包括树突-树突型突触。

第二节 神经元活动的一般规律第二节 神经元活动的一般规律2. 电突触(electrical synapse):结构特点:结构基础是缝隙连接;两个神经元膜间距仅2-3nm;两侧膜上有沟通胞浆的水相通道蛋白质,允许带电离子通过;无突触前、后膜之分,为双向传递;电阻低,传导速度快功能意义:使许多神经元产生同步性放电或同步性活动。

第二节 神经元活动的一般规律3、化学突触传递的过程与原理过程:突触前膜去极化,对Ca2+的通透性显著增加;↓Ca2+由突触间隙进入到突触小体内膜内;↓突触囊泡与突触前膜紧密融合-递质释放入突触间隙;↓递质弥散到突触后膜,与特异性受体结合,产生突触后电位。

第二节 神经元活动的一般规律AP引发钙离子通道开放,囊胞移动破裂递质与突触后膜结合,离子通道开放递质被重吸收化学突触传递的过程突触后电位:兴奋性突触后电位(EPSP):释放兴奋性的神经递质。

抑制性突触后电位(IPSP):释放抑制性神经递质。

作用后的神经递质被降解或重新利用。

第二节 神经元活动的一般规律突触后神经元的电活动变化:第二节 神经元活动的一般规律兴奋性突触后电位(EPSP):兴奋性递质作用突触后膜受体→膜对Na+或Ca2+通透性增加→产生内向电流→膜局部除极化抑制性突触后电位(IPSP):抑制性递质作用突触后膜受体→膜对Cl-和K+通透性增加→胞内进入较多Cl-,胞外增加较多K+→膜电位超极化第二节 神经元活动的一般规律第二节 神经元活动的一般规律三、神经递质由神经元合成并经其末梢释放后扩散到突触后膜上,与特异性受体结合,完成信息传递的一系列化学物质为神经递质。

确认为神经递质应符合以下条件:合成:突触前神经元有合成递质的原料和酶;贮存:合成物质储存在突触囊泡内,防止被酶破坏;释放:当冲动抵达末梢时,小泡内递质能释放入突触间隙;受体:递质与突触后膜上受体结合发挥其生理作用;失活:发挥作用后递质失活或被摄取回收,防止痉挛;模拟:用递质拟似剂或受体阻断剂加强或阻断传递作用,模拟递质释放过程能引致相同的生理效应;第二节 神经元活动的一般规律第二节 神经元活动的一般规律中枢递质及其功能(1)胆碱类(胆碱能纤维)代表:乙酰胆碱(Ach),中枢中普遍存在,兴奋作用。

分布:在中枢神经系统广泛区域内存在大量胆碱能神经元、胆碱能通路和胆碱敏感神经元,统称为中枢胆碱能系统。

功能:在运动、感觉、心血管活动、摄食、饮水、体温调节、睡眠与觉醒以及学习记忆中都起重要作用。

第二节 神经元活动的一般规律(2)单胺类(monoamines):代表:属于儿茶酚胺类,主要有如多巴胺(DA)分布:多巴胺除了作为去甲肾上腺素的前体存在于大脑皮层,其本身也是一个独立的神经递质,多巴胺能神经元胞体主要集中在中脑。

功能:调控锥体外系的运动,情绪和精神活动、促性腺激素、催乳激素、抗利尿激素及α-促黑素细胞素等的分泌调节,还参与认知、摄食等功能活动。

缺少患帕金斯综合症。

第二节 神经元活动的一般规律肾上腺素(E, A)与去甲肾上腺素(NE,NA),称为肾上腺素能神经元。

分布:其胞体主要分布在脑桥和延髓,NE不易通过血脑屏障。

功能: NE能系统与血压、呼吸、神经内分泌调节功能有关。

第二节 神经元活动的一般规律5-羟色胺(5-HT)分布:动物体内的5-HT只有1%左右位于中枢神经系统内,5-HT很难透过血脑屏障,中枢和外周的5-HT属于两个独立的系统。

5-HT能神经元主要集中在低位脑干的中缝核群和下丘脑内。

脑的各个部位几乎都有5-HT能神经元的传入。

功能:与睡眠、情绪和精神活动、痛觉和镇痛、体温调节、心血管活动和躯体的运动功能有关,另外,还与肾上腺皮质激素和性激素的分泌以及性活动有关。

第二节 神经元活动的一般规律(3)氨基酸类种类与分布:谷氨酸和天冬氨酸为兴奋性递质,广泛分布于大脑皮层和感觉传入通路;γ-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸为抑制性神经递质。

功能:在脊髓内GABA能产生IPSP和突触前抑制,也能对腺垂体许多激素分泌有一定影响。

脑内GABA系统对于维持骨骼正常兴奋性和痉挛阈值有非常重要作用。

破伤风毒素可阻止神经末梢释放甘氨酸,因而可引起肌肉痉挛和惊厥。

第二节 神经元活动的一般规律(4)肽类神经递质(也称神经调质,往往与递质共存)阿片肽:具有吗啡样活性的多肽,总称为阿片肽。

神经激素:如促甲状腺激素释放激素(TRH)、黄体生成素释放激素(LHRH);促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)、生长激素释放因子(GRF)、生长抑素(GHRIH)、血管升压素(VP)和催产素(OT);脑肠肽:P物质、血管活性肠肽(VIP)、胆囊收缩素(CCK)、胃泌素及胃动素等也起到神经递质作用。

第二节 神经元活动的一般规律四、神经递质受体(Receptor):受体镶嵌于细胞膜或细胞内,能与配体(激素、递质、调质等)发生特异结合的特殊生物分子。

膜受体结构配体与受体的结合具有以下特性:相对特异性:特定的受体只与特定的配体相结合;饱和性:受体数量有限,决定与之结合的配体有限。

可逆性:配体与受体可以结合也可离解,不同配体离解常数不同,有些拮抗剂与受体结合后很难解离(受体阻断剂)。

脱敏性:当受体长时间的暴露于配体时,大多数受体会失去反应性,即产生脱敏现象(同源脱敏、异源脱敏)。

第二节 神经元活动的一般规律第二节 神经元活动的一般规律1、胆碱能受体:与Ach结合M型受体(毒蕈碱型):M1、M2、M3、M4、M5受体;N型受体(烟碱型):N1、N2受体。

受体分布效应阻断剂兴奋剂M型受体副交感节后纤维副交感兴奋阿托品毒蕈碱支配汗腺、胰腺,骨骼肌交感舒血管纤维分泌增加,血管舒张阿托品毒蕈碱N型受体交感、副交感节前纤维EPSP六烃季铵、箭毒烟碱躯体运动N纤维终板电位箭毒、十六烃季铵烟碱第二节 神经元活动的一般规律2、肾上腺素能受体多数交感神经节后纤维释放递质是NE,对效应器作用有兴奋性,也有抑制性,分为α受体(较强)和β受体(较弱)。

儿茶酚胺能与α受体结合的产生平滑肌效应主要是兴奋性,与β受体结合后产生平滑肌效应是抑制性,产生的心肌效应是兴奋性。

有的效应器仅有α或β受体,大部分血管含有α和β受体两种。

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