神经生物绪论第一章-中.ppt
神经生物学第一章 绪 论,一、神经生物学发展简史,神经科学 基础神经科学(脑科学)临床神经科学1.临床神经科学-研究神经系统疾病为主 神经病学 神经外科学 精神病学2.基础神经科学-基础理论研究为主（神经生物学）是生命科学中的一门基础实验科学，以研究神经系统为目的的综合科学（实验科学）包括多种传统学科：神经解剖学、神经组织学、神经生理学、神经化学、神经药理学、神经病理学、分子神经生物学和神经心理学。,二、神经生物学的分科,1.发育神经生物学 Development Neurobiology2.比较神经生物学 Comparative Neurobiology3.分子神经生物学 Molecular Neurobiology4.细胞神经生物学 Cellular Neurobiology5.系统神经生物学 Systemic Neurobiology6.行为神经生物学 Behavioral Neurobiology 从研究的内容和角度可分6个学科，但就一个课题，往往是多个学科多种研究方法结合。,三、神经生物学地位从上个世纪90年代以来，分子生物学快速发展。人类有33.5万多结构基因，60%以上在神经系统内。美国于1990年推出了“脑的十年计划”，接着欧洲和日本也相继开展了神经生物学相关的大型研究计划。21世纪为“脑的世纪”。研究队伍的学科范围不断壮大。从神经生物学的几个主要杂志的影响因子上可以看出：自然神经科学的影响因子是15,神经元的影响因子是14,神经科学杂志的影响因子是8，此外，科学期刊上还有专门的神经生物学专题，其中的文章数量在生物学领域几乎是最多的。,第二章 神经组织的结构和功能,掌握要点1.尼式体的组成2.神经纤维的定义、分类3.突触的定义、分类4.按突触连接方式，特殊形态的突触包括哪几种5.神经胶质细胞的主要功能6.星形胶质细胞的主要特异性标志物,神经组织最主要细胞：神经元和神经胶质 细胞。神经元：数量为1014，接受、加工并传递信息，是 神经系统的遗传、解剖、功能和营养单位。神经胶质细胞：为神经元数量的10-50倍。主要起 隔离、支持及营养周围神经元的 作用。,第一节 神经元,虽然神经元形态与功能多种多样，但结构上大致都可分成胞体和突起两部分。突起又分树突（dendrite）和轴突（axon）两种。树突输入信号 神经元 胞体整合信号 轴突传导输出信号,神经元的分类 按形态或神经突起(树突和轴突)的总数分类，分为：假单极神经元、双极神经元和多极神经元。,按功能分为感觉、运动和联络神经元。,一、胞体,又称核周体，呈三角形或多角形，与其他种类身体细胞的基本构造相似。胞体最突出的部分是胞核，光镜下呈空泡状，核仁深染。神经元的基因和身体其他细胞的基因相同，但基因的调节和表达方式特别，能够合成特异的蛋白质，维持神经细胞特异的结构和功能。神经元胞体和突起中代谢和功能活动所需的蛋白质和酶类，几乎都是在胞体内合成的并运输到所需的部位。胞体接受输入的信息并加以整合分析，作出综合性反应。,细胞器：线粒体-氧化供能 粗面内质网和核糖体-合成蛋白质(尼氏体)高尔基体-分泌蛋白的加工和包装 光面内质网-运输蛋白质 溶酶体等等非膜性细胞骨架成分：微管-细胞形态、运动和物质转运 微丝-细胞形态、运动和分泌颗粒移动排除 神经微丝-保持形态、物质转运,尼氏体LM：神经细胞胞浆中的大颗粒状结构，呈嗜碱性 染色，也称为虎斑(tigriod body).EM：粗面内质网(ERE)和游离核糖体，合成蛋白 的部位.尼氏体存在于神经元的胞体和树突中，神经元的轴突和轴丘内不含尼氏体。,光镜：,二、树突,从胞体延伸出来，在延伸过程中逐渐变细，不断发出分支，与其他细胞的轴突终末构成突触。单个神经元的树突统称为树突树。因为树突的作用相当于神经元的天线，上面覆盖着成千上万的突触，是神经元信息传入的功能区。,有些神经元的树突表面发出多种形状的突起，称为树突棘，它是突触输入的重要靶点。胞体中所包含的成分大多可以进入树突，但会逐渐减少。树突与轴突最主要的区别是树突内含有尼氏体，而且贯穿树突的全长。,Dendritic spines(树突棘),This is a computer reconstruction of a segment of dendrite,showing the variable shapes and sizes of spines.Each spine is postsynaptic to one or two axon terminals(Harris and Stevens,1989),三、轴突和轴突终末,轴突是神经冲动的传送区，主要是传出信息，现在认为有的轴突也可以接受信息。一般一个神经元只有一个轴突，表面光滑匀称，很少分支，偶有分支多呈直角发出，形成侧枝。轴丘：胞体的锥形隆起，轴突多由轴丘发出，也可由树突根 部发出。轴丘呈三角形或扇形，其中几乎没有游离蛋 白质和粗面内质网，但有大量的微丝和微管。始段：轴丘顶端到开始出现髓鞘的那一段轴突，兴奋阈值最 低，是神经冲动的触发区或发起处。轴膜：轴突的质膜轴浆：轴突的细胞浆；在轴浆中有细胞骨架、光面内质网 等，但没有核糖体和粗面内质网，不能合成蛋白质，所需蛋白质完全依靠轴浆运输。,神经纤维轴突内的轴浆经常在流动，其作用在于运输物质，此现象称为轴浆运输。轴浆运输与神经纤维的信息传递以及轴突的生长、再生有密切关系。,髓鞘：胶质细胞包绕轴突的大部分形成髓鞘，髓鞘主要 由两种胶质细胞形成：PNS施万式细胞；CNS少突胶质细胞。轴突终末：轴突在末端处失去髓鞘，并发出一些细小终末样分支，称为轴突终末。终末内充满线粒体、酶和载体合成神经递质；充满突触囊泡储存和释放神经递质；膜受体接受外界信息，并加以整合，以修正和调整递 质的合成和分泌。,又称为终末扣，就像一个膨胀的圆盘。末梢是轴突和其他神经元(或其他细胞)的连接点，并在此将信息传递给它们，这个连接点又称为突触。,四、神经纤维,神经纤维是指神经细胞发出的轴突或长树突，其主要功能是传导兴奋或冲动。可分为两种：1.有髓纤维-每一条神经纤维都有自己的神经膜；2.无髓纤维-若干条神经纤维有一个神经膜包裹。,根据直径，分为4类：类：直径12-20m，只见于肌神经；类：直径6(5)-12m，皮神经常见；类：直径1(2)-6(5)-m，肌神经和皮神 经均有；类：直径1m以下或0.5-1 m。、类均有有髓纤维，而类是无髓纤维。,不同种类的神经纤维，其传导兴奋的速度有很大的差别。这与神经纤维的直径、有无髓鞘、髓鞘的厚度以及温度高低等有关。一般来说，有髓鞘的比无髓鞘的纤维传导速度快。直径粗比直径细的纤维传导速度快。,根据传导速度和动作电位的特点，分为3类：A类：是有髓鞘的躯体传入和传出纤维，传导速 度6-120m/s，直径1-20m以上。还可根据传导速度的快慢，分为等亚型；B类：传导速度3-15m/s，直径3m，在组织学和传导速度上A类无法区别，但属于有髓鞘的传出的自主神经的节前轴突；C类：传导速度为0.6-2m/s，直径小于1m，是无髓鞘的纤维，又分为s.C 和dr.C 两个亚型，前者是节后的交感轴突，后者是外周传入轴突。,神经纤维的传导是双向的，但在整体中，由于突触的作用，一些神经纤维总是将信号由周围传至中枢，而另一些则由中枢传向周围，根据信号传导的方向，分为传入神经纤维和传出神经纤维。传入神经纤维1.躯体反射传入纤维 A，牵张感受器，反射性调节活动，不到达丘脑和皮质；2.躯体感觉传入纤维.,浅感觉（触、压和位置感）和深感觉，投射到皮质，形成意识。,3.内脏反射传入纤维 位于副交感纤维，多在脊髓和延髓形成反射联系，而不投射到高级中枢，却控制重要内脏活动（心反射，主动脉反射，排尿反射等）。4.内脏感觉传入纤维 A 和A；投射到大脑皮质，传导有意识的内脏感觉。腹部内脏-交感N 气管、食管、盆腔-副交感N,传出神经纤维1.躯体传出纤维 A、A 梭外肌纤维 A 梭内肌纤维2.内脏传出纤维 B和s.C，分别是自主神经的节前和节后纤维，将自主神经冲动传输给心肌、平滑肌和腺体。,第二节 突触和突触回路,突触：是两个神经元之间或神经元与效应器细 胞之间功能性接触点，并借以传递信息 的特化结构。功能性接触点：两细胞之间没有原生质相通，电镜下中间有裂隙，神经信息在此处由电脉冲传导转化为化学性传递，又由化学传递转换为电脉冲传递。,功能：神经冲动 化学信号 神经冲动(突触前神经元)(神经递质)(突触后神经元)分类：化学性突触：由神经 递质等化学物质介导 电突触：突触前电脉 冲可直接传递到突触 后,How many synapses are in one neuron?,1,000 to 200,000!,一、化学性突触(一)结构1.突触前部：突触前轴突终末 突触前部以突触前膜与突触后部的突触后膜相对应，两膜间为突触间隙。突触前部含有不同形态的突触囊泡，线粒体，滑面内质网，微管及突触前致密突起（突触前膜胞浆面附着的致密物质）。,突触囊泡：膜包被，储存神经递质 小清亮突触囊泡(SSV)-经典递质 小致密核心囊泡(SDV)-单胺递质 大致密核心囊泡(LDV)-肽类、胺类 突触活性区：突触囊泡与突触前致密物质,2.突触后部突触后膜：突触后膜致密区，内含有神经递质的受体蛋 白，通道蛋白等。功能：将胞间的化学信号转化为突触后细胞的胞内信号。,3.突触间隙,冲动传到突触前末梢,触发前膜中的二价钙离子（Ca2+）通道开放，一定量的Ca2+顺浓度差流入突触扣。在Ca2+的作用下一定数量的突触泡与突触前膜融合后开口，将内含的递质外排到突触间隙。此过程称胞吐。被释放的递质，扩散通过突触间隙，到达突触后膜，与位于后膜中的受体结合，形成递质受体复合体，触发受体改变构型，开放通道，使某些特定离子得以沿各自浓度梯度流入或流出。这种离子流所携带的净电流，或使突触后膜出现去极化变化，称兴奋性突触后电位(EPSP)，或使突触后膜出现超极化变化，称抑制性突触后电位(IPSP)。在突触传递中递质一旦释放，无论是否已与受体结合，便又迅速地被分解或被重吸收到突触扣内或扩散离开突触间隙，使突触得以为下次传递作好准备。,(二)分类1.按生理功能分类：,2.按突触联系方式：,3.特殊形态的突触A.平行性突触B.连续性突触C.交互性突触D.突触小球E.自突触,二、电突触 最大特征是两个神经元膜相距非常近，为缝隙连接，2nm。缝隙连接紧密对称，无可以区分突触前、后成分的形态特征。缝隙之间形成细胞间管道，低阻通道，传导速度快，有利于细胞之间进行精确、快速、双向的同步化活动。轴体型、轴树型、轴轴型和树树型等等，也可兼有化学突触的特点，称为混合性突触。,三、突触回路,局部回路神经元：在同一结构水平范围内构成回 路的神经元。突触回路 微回路：独立的整合单位，是执行信 息处理的初级阶段 局部神经元回路：由局部回路神经元 构成的功能活动环路,(一)微回路突触性辐射、突触性会聚、突触前抑制、前馈抑制、返回抑制,(二)局部神经元回路三种类型：一种局部神经元组成：Renshaw cell（润绍细胞）二个局部神经元组成：reciprocal synapse多个局部神经元组成：小脑皮质颗粒细胞星状C或篮细胞浦肯野细胞(三)神经网络神经系统每一功能的形态基础 机体行为模式的发生器-专用和分散两种基本模型,第三节 神经胶质细胞,是神经系统的间质细胞或支持细胞，一般不具有传导冲动的功能。各种神经胶质细胞均不能产生动作电位。中枢：星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞和室管膜细胞 周围：施万细胞功能：支持作用 绝缘作用 屏障作用 营养性作用 修复和再生作用 维持神经元周围的离子平衡 参与神经递质摄取与分泌,一、星形胶质细胞 原浆性星形胶质细胞：灰质 纤维性星形胶质细胞：白质特异性标志物:胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)功能：诱导和维持血脑屏障的组成 胚胎发育过程中神经细胞迁移的脚手架 参与某些跨突触的信号传递过程 调节谷氨酸和-氨基丁酸的互相转变 对K+有空间缓冲作用，参与神经冲动消失过程 分泌多种神经营养物质，存活，突起生长，损 伤修复,二、少突胶质细胞 参与髓鞘的形成 抑制神经元轴突生长三、小胶质细胞 脑内的巨噬细胞，吞噬作用，源于单核细胞,END,
