幻灯片 1

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1 神经系统 神经细胞 突触 周立兵 Tel: 粤港澳中枢神经再生研究院

2 组成 : 脑 脊髓 内脏神经 ) 第一节神经系统 中枢神经 周围神经 ( 脑神经 脊神经 功能 : 1. 控制 调节机体各器官 系统的活动 2. 调节机体适应内 外环境的变化 3. 脑为思维活动的器官

3 一 脑 (Brain) 端脑 小脑 丘脑 脑干 中脑 脑桥 延髓

4 1 端脑 (Telenceohalon) 3 条恒定的沟 : 外侧 中央和顶枕沟 5 叶 : 额叶 顶叶 颞叶 枕叶和岛叶

5

6 大脑皮质功能定位 (1) 躯体运动区 : 中央前回和中央旁小叶的前部 (4 6 区 ) 躯体运动区

7 (2) 躯体感觉区 : 中央后回和中央旁小叶后部 (3 1 2 区 ) 躯体感觉区

8 1) 上下颠倒, 头面部为正 ; 2) 左右交叉 ; 3) 大小与运动复杂性或感觉的敏感程度成正比 ;

9

10 (3) 听区 : 颞横回 (41 42 区 ) 颞横回

11 (4) 视区 : 距状沟两侧的皮质 (17 区 ) (5) 嗅觉区 : 海马旁回钩 嗅觉区 视区

12 (6) 语言中枢位于 优势半球 右利者 或大部分 左利者 在左侧半球, 仅一部分 左利者 在右侧

13 1 运动性语言中枢位于额下回后部, 又称 Broca 区,(44 45 区 ), 此区受损, 产生运动性失语症 有口难言 运动性语言中枢

14 2 书写中枢位于额中回后部 (8 区 ), 此区受损, 产生失写症 下笔无字 书写中枢

15 3 听觉性语言中枢位于颞上回后部 (22 区 )(Wernicke 区 ) 此区受损, 产生感觉性失语症 对牛弹琴 听觉性语言中枢

16 4 视觉性语言 ( 阅读 ) 中枢在角回 (34 区 ) 此区受损, 产生失读症 有眼无珠 视觉性语言中枢

17 基底核 位于白质内, 位置靠近脑底, 包括尾状核 豆状核 杏仁核和屏状核 尾状核 豆状核 屏状核

18 纹状体 尾状核 豆状核 : 壳 新纹状体 苍白球 旧纹状体

19 2 间脑 (Diencephalon) ( 背侧 ) 丘脑 : 感觉信息处理的中继站下丘脑上丘脑后丘脑 丘脑上丘脑 底丘脑 下丘脑

20 3 脑干 (Brain stem) 由延髓 脑桥和中脑三部分组成 延髓和脑桥背面与小脑相连, 它们之间的室腔为第四脑室

21

22 4 小脑 (Cerebellum) 前叶 原裂 蚓垂蚓锥体 古小脑 ( 绒球小结叶 ) 旧小脑 ( 前叶, 后叶的蚓垂和蚓锥体 ) 新小脑 ( 后叶的其余部分 )

23 二 脊髓 (Spinal cord) 31 个节段 (C1-8 T1-12 L1-5 S1-5, Co1) 相连 31 对脊神经根 2 个膨大 : 颈膨大 (C4-T1) 和腰骶膨大 (L2-S3) 3 层被膜

24

25 三 周围神经 (PNS) 脊神经节 后根 脊髓 1 脊神经 (Spinal nerves) 脊神经 前根

26 共 31 对, 包括 : 颈神经 8 对胸神经 12 对腰神经 5 对骶神经 5 对尾神经 1 对脊神经前支交织形成 4 个神经丛 : 颈丛 (C1-4) 臂丛(C5-T1) 腰丛 (T12-L4) 和骶丛 (L4-5) C T1 L1 S1 Co

27 2 脑神经 (Cranial nerves) 脑神经共 12 对 ; 从头至尾排列 ; 用罗马字表示 ; Ⅰ 嗅 Ⅱ 视 Ⅲ 动眼 ; Ⅳ 滑 Ⅴ 叉 Ⅵ 外展 ; Ⅶ 面 Ⅷ 听 Ⅸ 舌咽 ; 迷副舌下神经全 ;

28 第 2 节神经元及神经胶质细胞 神经系统 (nervous system) 神经元 neuron 胶质细胞 neuroglial cell 28

29 组成 : 神经元 ( 神经细胞 ) 和神经胶质细胞 ( 神经胶质 ) 组成 ; 功能 : 神经元接受和传导神经冲动, 神经胶质对神经元有支持 联系 营养 保护等作用

30 ( 一 ) 神经元 Neuron 1. 神经元的结构 : 胞体 + 突起 ( 树突 + 轴突 ) 胞体树突轴突 胶质细胞 神经末梢

31 (1) 胞体 soma : 神经元营养和代谢的中心, 主要 位于脑皮质 脊髓的灰质以及神经节内 多极神经元 脊髓前角多极神经元 (CLSM)

32 细胞膜 : 可兴奋膜, 感受刺激, 产生兴奋和传导冲动 细胞核 : 大而圆, 位于细胞中央, 着色浅, 核仁明显 细胞质 : 除有一般细胞器外, 还有尼氏体 神经原纤维

33 尼氏体 Nissl body LM: 颗粒或斑块状, 嗜碱性, 染紫蓝色 EM:RER R 功能 : 合成蛋白质, 酶 神经递质等 尼 氏 体 (HE)

34 神经元 ( 电镜 ) Neuron 尼氏体 ( 电镜 ) Neuron Nissl body

35 神经原纤维 neurofibril 银染 LM: 呈棕黑色细丝 EM: 微管 微丝 神经丝功能 : 构成神经元的细胞骨架, 也参与物质运输 多极神经元

36 (2) 突起分树突与轴突树突 dendrite 一个或多个, 粗短且有分支, 结构类似胞质 轴突 axon 一条, 细而长, 内无尼氏体 轴丘 axon hillock : 无尼氏体

37 生长锥 (Growth cone) 轴突的末端结构

38 2 神经元的分类 按神经元突起的数目分 (1) 多极神经元 multipolar neuron (2) 双极神经元 bipolar neuron (3) 假单极神经元 pseudounipolar neuron

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40 按神经元的功能分 : (1) 感觉神经元 sensory neuron : 传入神经元 (2) 运动神经元 motor neuron : 传出神经元 (3) 中间神经元 inter neuron : 联络神经元

41 按神经元释放的递质不同分 : (1) 谷氨酸能神经元 (2) 氨基酸能神经元 (3) 胆碱能神经元 (4) 儿茶酚胺能神经元 (5) 肾上腺素能神经元 (6) 肽能神经元

42 3 神经元间的联系 : 突触 (synapse) 是神经元与神经元之间, 或神经元与非神经元之间信息传递的部位

43 ( 二 ) 神经胶质细胞神经胶质细胞 (neuroglial cell) 数量较多, 分布广, 结构类似神经元, 突起无树突和轴突之分 特征 : 多种形态特征, 有突起, 但不分树突和轴突 终身具有分裂 增殖的能力 不产生动作电位或突触电位 ( 有去极化 ( 约 40 mv) 与复极化, 没有主动的再生式电流产生, 可记录到膜电位的变化 ) 去极化与神经元同步 Glia-neuron ratio in the brain: Drosophila: 25% Rat: 65% Human: 90%

44 分类 中枢胶质细胞 大胶质细胞 (macroglia) 星形胶质细胞 (astrocyte) 少突胶质细胞 (oligodendrocyte) 外周胶质细胞 小胶质细胞 (microglia) 施万细胞 (Schwann cell) 室管膜细胞 脉络丛细胞 (ependymocyte) (choroidal epithelial cell) 被囊细胞 (satellite cell)

45

46 中枢神经系统胶质细胞 : 星形胶质细胞 少突胶质细胞 小胶质细胞

47 星形胶质细胞 (astrocyte) 体积最大, 分布最广 呈星形, 胞核大, 染色质细小而分散 GFAP 组成胶质丝 胶原纤维酸性蛋白 (GFAP)

48 星形胶质细胞从胞体伸出许多长而分支的突起, 分布在神经元胞体及其突起之间 突起的末端常膨大形成足板 (end foot), 贴附在邻近的毛细血管壁上

49 少突胶质细胞 oligodendrocyte: CNS 的髓鞘形成 细胞, 参与 CNS 神经纤维的形成

50 形成 CNS 轴突的髓鞘 分泌神经营养因子 : BDNF NT-3 IGF-1 GDNF TGF FGF-9 等 表达抑制性蛋白 :Nogo 等

51 小胶质细胞 microglia: 胞体细长, 核小而深, 突起 细长有分支和棘突 最小, 数量较少 属于单核吞 噬细胞系统, 可转变为巨噬细胞 小胶质细胞

52 小胶质细胞的激活 A: 静止的小胶质细胞 B: 激活的小胶质细胞 C: 巨噬细胞

53 参与脑内免疫防御功能 保持内环境稳定免疫功能

54 室管膜细胞 ependymocyte: 单层上皮, 分布在脊髓 中央管和脑室的表面, 能分泌脑脊液

55 周围神经系统的神经胶质细胞 : 1 施万细胞 Schwann cell:pns 的髓鞘形成细胞, 参与 PNS 神经纤维的形成 结构 : 细胞呈梭形, 核为扁椭圆形 胞质薄而不连续 来源 : 胚胎时期的神经嵴细胞 Theodor Schwann.1939

56 形成周围神经系统的髓鞘 迁移 粘着 产生细胞外基质 分泌多种神经营养因子和生物活性物质 : NGF BDNF CNTF FGF NT 生长相关蛋白 -43(GAP-43) 等.

57 2 卫星细胞 satellite cell: 包围在感觉神经元胞体的周围, 构成神经节

58 第三节神经元间信息的传递 : 突触 一 突触的定义 定义 : 两神经元之间 ( 狭义 ) 或与感受细胞 / 效应细胞之间以及同一个神经元突起之间结构上特化的机能联系部位, 称为突触 (synapse) ( 广义 )

59 1932 C.S. 谢林顿 Charles Scott Sherrington 英国生理学家 C. S. Sherrington ( ) 通过研究膝跳反射, 认为反射是神经系统的基本活动形式, 并具有抑制兴奋两个相互协同作用的过程 ; 发现肌肉的神经束是由运动和感觉两种神经纤维组成, 提出了神经系统整合作用和 突触 的概念

60 突触是神经冲动传导得以实现的转化装置, 突触传递则是神经系统中感觉 自主运动和学习记忆等生理活动的基础 我国著名生理学家冯德培教授对突触的作用有过一段精辟的阐述 : 即 在整个神经生物学中, 突触及其有关的研究可以说是占据中心地位 因为神经系统基本上是信息加工系统, 而信息加工要求神经元与神经元对话, 这是通过突触进行的

61 二 突触的分类 1. 根据突触结构和传递机制不同分类 : 电突触 : 通过缝隙连接, 借电信号进行传递 化学性突触 : 借化学递质进行信息传递 混合性突触 : 有化学传递和电传递并存 电突触 化学性突触 混合性突触

62 2. 按照神经元接触部位分类 : 轴 树突触 : 最常见, 可以是轴突与树突干或树突棘相突触, 多为不对称型, 据认为是兴奋性突触 轴 体突触 : 可为对称型或不对称型, 但以对称型为多 轴 轴突触 : 多在轴丘处或轴突起始处或轴突末梢部, 大多具有突触前抑制作用 树 树突触 : 具有双向极性, 即构成突触的两个树突之间可以互相传递冲动

63 3. 根据突触生理作用分类 : 兴奋性突触 突触前膜释放的是兴奋性神经递质, 引起突触后膜呈现兴奋性 ( 膜的去极化 ) 抑制性突触 突触前膜释放的是抑制性神经递质, 引起突触后膜发生抑制性变化

64 1 结构 : 二 化学突触 哺乳动物神经组织信息传递的主要形式, 由突触前成分 突触后成分和突触间隙所构成, 呈单向性传导 突触前后膜厚约 7.5nm 化学突触 突触前成分 突触间隙 突触后成分

65 (1) 突触前成分主要由突触前膜和突触囊泡等组成 突触前膜通常是神经元的轴突终末, 呈球状膨大, 在印染标本中呈棕黑色的环扣状, 附着在另一神经元的胞体 树突或轴突上

66

67 (2) 突触间隙 : 突触前膜与突触后膜之间的间隙, 度因突触类型不同而异, 约 20nm CNS 中的突触间隙一般为 10-30nm, 神经 - 肌接头的间隙可达 5-60nm

68 (3) 突触后成分 : 包括突触后膜 致密小体等 突触后膜厚薄不一, 深面有电子致密物质层, 以颗粒物质和埋在其中的细丝为特征, 此层的厚度直接影响突触后膜的厚度 突触后膜上含有受体蛋白和离子通道蛋白, 还含有一些酶类 线粒体和神经微管等

69 兴奋传至神经末梢 突触前膜去极化 前膜电压门控式 Ca 2+ 通道开放 Ca 2+ 进入突触前膜 神经递质通过出胞作用释放到突触间隙 递质作用于突触后膜的特异性受体或化学门控式通道 突触后膜上某些离子通道通透性改变 某些离子进入突触后膜 后膜去极化或超极化 ( 突触后电位 ) 2 突触信息传递过程

70 经典的化学突触传递过程可简单概括为 3 部分 : 突触前神经轴突末梢的电信 号转化为化学信号 ; 化学物质到达突触后神经元 ; 电 - 化学 - 电传递 突触后神经元将化学信号转 化为电信号

71 2 突触信息传递的特点 单向传递 : 兴奋只能从突触前神经末梢传向突触后神经元而不能逆向传递 突触延搁 : 兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导慢, 约需 0.5ms 总和 : 通常兴奋性突触每兴奋一次不足以触发突触后神经元兴奋, 而需同时传来一连串兴奋或许多突触前神经末梢同时传来兴奋 对内环境变化敏感性 : 缺氧 CO 2 增加或酸碱度改变都可以改变突触部位的传递活动 对某些药物敏感 : 突触后膜的受体对神经递质非常敏感, 因而某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程, 阻断或增强突触的传递

72 突触前神经递质的释放 通过突触囊泡与突触前膜融合以胞吐形式将事先在胞体合 成并且转运过来的神经递质释放到突触间隙 量子式释放 : 即一个小囊泡直径约 50nm, 单个囊泡所含的递质总量为一个量子, 一次动作电位可诱导一批类似的囊泡释放 在递质释放过程中, 突触前末梢的去极化及钙离子内流是诱发递质释放的关键因素

73 突触小泡的循环 锚靠 激活 融合 / 出胞 移位 内质体融 合 出芽 神经递质摄取

74 三 电突触 可兴奋组织中, 通过缝隙连接构成电信号的直接传递 由突触前膜 突触后膜和突触间隙 连接子 组成 : 突触间隙极窄, 约 2-4nm 左右 ; 突触前 后膜的构造完全相等, 无增厚, 紧相贴附, 突触前膜无突触囊泡 电信号的传递是通过连接子通道进行

75 连接子呈六角形, 前后膜上各有一个半通道, 每个半通道是由 6 个连接蛋白构成, 突触前后膜上的半通道对接形成通道, 通道外径 2nm, 内径 1.5nm

76 电突触和化学突触的对比 突触类型 电突触 化学突触 突触间隙 3.5nm 20-40nm 突触前后胞浆连续性 具有 不具有 精细结构 缝隙连接 具有突触前囊泡 活性带和突触后受体 信息传递物质 离子电流 化学神经递质 突触延搁 几乎无 延时明显, 至少 0.3ms, 一般 1-5ms 或更长 传递方向 双向 单向 传递条件 突触前膜去极化即可 突触前膜需要动作电位

77 四 相关疾病举例 重症肌无力是神经肌肉接头处传递障碍的慢性疾病, 肌肉丧失了收缩功能, 临床上就出现进行肌无力, 如眼睑下垂 复视 斜视, 表情肌和咀嚼肌无力表现为表情淡漠 不能鼓腮吹气等, 延髓肌无力则出现语言不利 伸舌不灵 进食困难 饮食呛咳等

78 阿尔茨海默病 ( Alzheimer s disease,ad) 是一种多发于老年 人的神经退行性病变,65 岁以上的老年人口发病率约为 5% ~ 10% 其主要临床表现是渐进性的认知功能障碍和记忆损害

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