13章神经系统与神经调节

1、第13章 神经系统与神经调节,一、神经元的结构与功能 二、神经系统的结构 三、脊椎动物神经系统的功能 四、人脑,神经系统的作用及特点,人体协调内部的生物信息过程主要涉及两个系统： 神经系统 协调内、外 内分泌系统 主要协调内部 作用：神经系统是机体内起主导作用的调节机构，全身各器官、系统在神经系统的的统一控制和调节下，互相影响、互相协调、保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。,一、神经元的结构与功能,1.神经元（neuron）是神经系统的基本的结构功能单位 神经元的结构：胞体、突起（轴突、树突）。 细胞膜: 传导电冲动 胞体: 营养和整合中心。细胞核大、有丰富的神经原纤维、粗面内质网等。,树突: 较短、有小突起，是接受冲动并将神经冲动传入胞体的重要结构。 轴突：一般只有一个，细长。起始部位称轴丘，其末梢分支很多并形成终扣。轴突外周有髓鞘包着。轴突传出神经冲动。,2.神经冲动,神经元的基本功能: 接受刺激、传导兴奋。 即受到刺激产生神经冲动沿轴突传出去。 蛙的坐骨神经-腓肠肌标本。,3.神经冲动为什么刺激神经会产生动作电位？,静息膜电位：神经元在静息状态时，即未接受刺激，未发生神经

2、冲动时，细胞膜内积聚负电荷，细胞膜外积聚着正电荷，膜内外存在着70 mV 电位差。 呈极化状态。,产生机制,细胞生物电现象的各种表现，主要是由于一些带电离子在细胞膜两侧的不均衡分布，以及膜在不同情况下对这些离子的通透性发生改变所造成的。,神经和肌肉细胞膜内、外某些离子的浓度,静息电位（RP）,高K+,高Na+,+ + + + + + +,- - - - - - - - -,RP的形成,1. K+平衡电位（Ek）是形成RP的主要因素,细胞内外K+的不均衡分布和安静状态下细胞膜主要对K+有通透性，是细胞能保持内负外正的极化状态的基础。 Ek的产生过程： Ek的计算：Nernst公式,Ek=61 log （mV）,K+o,K+i,实验证据,1.分别改变细胞外液中的Na+、K+浓度，只有改变K+浓度才会使RP发生变化。 2.分别用Na+通道阻断剂河豚毒素（TTX）， K+通道阻断剂四乙胺作用于细胞膜，只有四乙胺能使RP减小。,动作电位（AP）神经冲动的产生 细胞受刺激时，首先Na +通道打开，少量Na +的流入，导致轴突膜电位发生变化，当这种变化超过一定的阈值时，就会引起瞬时间Na +的大量内

3、流，至中性后反极化。短时间内Na +通道关闭，K+继续外流，使膜再次极化。 在去极化反极化再极化过程中膜电位的变化，即由膜的外正内负到外负内正，再到外正内负的过程称为动作电位神经冲动。,动作电位： 超极化 去极化 （除极化） 反极化 （超射） 复极化,实验证据,分别改变细胞外液中的Na+ 、 K+浓度， Na+浓度改变时，AP的去极化和反极化发生改变， K+浓度改变时，AP的复极化发生改变。 分别用Na+通道阻断剂TTX， K+通道阻断剂四乙胺作用于细胞膜，前者影响AP的上升支，后者影响AP的下降支。 超极化：Cl-内流,（五）动作电位的特点,单一神经或肌细胞动作电位的一个特点在同一细胞上动作电位大小不随剌激强度和传导距离而改变的现象，称作“全或无”现象。 兴奋后兴奋性的改变-在细胞接受一次刺激而出现兴奋的当时和以后的一个短时间内，它们的兴奋性将经历一系列有次序的变化，然后才恢复正常。,绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期 绝对不应期的意义:使神经兴奋过程具有间断性；使T.C接受连续刺激时，机体对新刺激的反应能力与正常的不仅相同。 锋电位不会发生重叠和总和。 锋电位与后电位对兴奋性的

4、影响不同： 锋电位绝对不应期 负后电位开始段相对不应期 负后电位后段超常期 正后电位低常期,神经冲动的传导,在兴奋部位局部产生的电位差刺激了相邻的部位，则两者之间产生的局部电流 ，使相邻部位去极化，达到域值则在相邻部位产生兴奋。兴奋以这种机制快速传播下去直到神经末梢。 连续传导:同一个神经细胞上。,神经冲动的传导动作电位的传播。,神经冲动的传导,神经纤维传导神经冲动的特点,动作电位沿神经纤维传导，电位恒定，各神经纤维传间的传导互不影响，具绝缘性。,生理完整性（低温、药物、机械压力、损失）； 绝缘性（神经干中含许多条NF，互不干扰，更具有精确性）； 双向性（顺向冲动orthodomic impulse向轴突末梢；逆向冲动antidromic impulse向胞体或树突）； 不衰减性 相对不疲劳性（实验每秒50100次，连续912小时始终保持传导功能）。,神经纤维传导神经冲动的特点,神经元与神经元之间也是通过突触联系的,突触的类型,4、突触的信号传导,突触小体,2030nm,致密突起,网格,4、突触的信号传导,突触：神经末梢（轴突的末端终板）与另一个神经元或效应细胞的联结处。即神经元与神经

5、元或效应细胞之间的信息传递装置。,突触(synapse),突触前膜内侧有几百上千个“突触小泡”，每个小泡内含化学递质分子。当冲动到达前膜时，就会导致一定量的突触小泡与前膜融合，并释出递质进入间隙。递质扩散到后膜，即同后膜上特异的受体结合，结合后的复合物影响突触后膜对离子的通透性，引起突触后膜的去极化，引发一个局部电位。当复合物继续增多，电位增大，在肌膜上形成动作电位。当动作电位传到肌纤维内部时，引起肌肉收缩。,突触的信号传导,突触传递过程和原理,突触前神经元传来兴奋 突触前膜去极化 Ca2+ 内流 囊泡移向突触前膜并与前膜融合 突触前 膜释放出递质 递质穿过突触间隙到达后膜 递质与后膜上的受体结合 突触后膜离子通透性改 变 产生突触后电位,神经元在突触处释放化学物质，称为神经递质。突触后细胞的细胞膜上有特殊受体，与神经递质特异结合而使神经冲动的信号传播下去。这种情况下的突触称为化学突触。,电突触,在电突触部位，突触前膜与突触后膜有缝隙连接，前一个神经元的神经冲动产生的电流可以通过这种缝隙连接流到后一个神经元，使神经冲动传递下去。,二、神经系统的结构,1. 神经系统的演变 腔肠动物开始：

6、 神经网 神经节 连成神经索 脑。 在物长期进化的过程中，动物神经系统经历了由简单到复杂、由分散到集中的演化。,2.脊椎动物中枢神经系统的进化 鸟、哺乳动物：脑是神经系统的主导地位。 大脑：大为发达，进化主流。 脑 中脑：变化不大 小脑：逐渐发展,中枢神经系统主要包括脑和脊髓，脑包括大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓； 周围神经系统主要由12对脑神经和31对脊神经组成。,3.人的神经系统,3.人的神经系统,中枢神经系统,周围神经系统,脊髓 脑干 脑 小脑 间脑（丘脑、下丘脑等） 大脑（端脑）,延髓 脑桥 中脑,脊神经 脑神经,神经系统,传入神经 （感觉神经） 周围神经系统 躯体神经 传出神经 交感神经 （运动神经）内脏神经 副交感神经,人的神经系统,脊髓,脊髓外形 位置、上端、下端、马尾 分节、全长粗细不均: 纵沟裂：,脊髓的内部结构包括 灰质、白质和中央管。,后角 白质 灰质 前角,后根 神经节 前根 脊神经,脊髓,脊髓颈段横切 (二)脊髓内部结构,脊髓灰质的组织结构 脊髓横切面由中央的蝶形灰质和周围的白质组成。 灰质分前角、后角和侧角（侧角主要见于胸腰段脊髓）。 前角内大多是躯体运

7、动神经元，大者称神经元，小者称神经元。 侧角内的神经元是交感神经系统的节前神经元。,后角内的神经元组成较复杂，它们主要接受后根纤维（感觉神经元的中枢突）传入的神经冲动，其轴突在白质内形成各种上行纤维束到脑干、小脑和丘脑，故这类神经元又称束细胞。 脊髓灰质内还遍布许多中间神经元。,灰质 前角,后角 白质,白 质:分布规律,短距离纤维、长距离纤维 三个索 前索：前正中裂与前外侧沟之间 外侧索：前外侧沟与后外侧沟之间 后索：后中间沟与后外侧沟之间 白质前连合：由横行的越边纤维组成,上行纤维束,薄束：后索、内侧部,同侧下半身的本体觉和精细触觉 楔束：后索、外侧部,同侧上半身的本体觉和精细触觉 脊髓小脑后束：外侧索、边缘后部,下肢和躯干下部非意识性本体觉 脊髓小脑前束：外侧索、边缘前部 ,上肢非意识性本体觉 脊髓丘脑束：外侧索和前索、肢体对侧伴痛、温觉和粗触觉及压觉,下行纤维束,皮质脊髓侧束：外侧索、同侧骨骼肌随意运动 皮质脊髓前束；前索、双侧躯干肌随意运动 红核脊髓束：外侧索、兴奋屈肌运动神经元 前庭脊髓束：前索、兴奋伸肌运动神经元 网状脊髓束：前索和外侧索、协调随意运动 顶盖脊髓束：前索、协

8、调颈肌的随意运动 固有束：位于灰质周围，负责脊髓节段内和节段间的联络,脊髓的功能：传导、反射,脊髓通过脊神经所完成的复杂功能，许多是在脑的各级中枢控制和调节下，通过各上、下纤维束完成的。虽然如此，当脊髓与脑分离后，它仍可完成若干简单的反射，如腱反射、屈肌发射，甚至排便发射，这些反射都是通过前、后根、脊髓灰质和固有束来完成的。,脊髓损伤的一些表现,脊髓全横断 脊髓半横断布朗-色夸综合症 前角损伤如脊髓灰质炎-小儿麻痹 中央灰质病变如侵犯白质前联合 后索损伤 脊休克后：恢复的速度与动物进化程度密切相关。也即与不同动物的脊髓反射对于高位中枢的依赖程度有关。,脊休克后反射活动的恢复,反射恢复的顺序：比较简单及原始的反射如屈肌反射和腱反射恢复较早；然后才是比较复杂的反射，如搔爬反射、对侧伸肌反射的恢复。在脊髓躯体反射恢复的同时血压反射、排便、排尿反射这些内脏反射也在一定程度上恢复。 在反射恢复后，有的反射如伸肌反射比正常弱，而有的反射如发汗反射比原先强(说明脊髓受上位脑的影响)。 节间反射：脊动物在反射恢复的后期，出现较复杂的反射如搔爬反射。,脑,包括中脑、脑桥和延髓，脑干下端为延髓，向下与脊髓

9、相连，宽大的中部为脑桥，上端缩窄的部分为中脑，向上与间脑相连。,脑干：腹面,脑干背侧面：,松果体 四叠体 滑车神经根 第四脑室菱形窝 面丘 小脑脚,小 脑,位置： 形态： 小脑蚓 ：小脑中部比较狭窄的部分 小脑半球：两侧的膨大部 小脑脚 ：上、中、下三对,小脑的内部结构,小脑皮质分层 1.分子层：较厚，神经元较 少，主要由星形细胞和篮状 细胞组成。 2.蒲肯野(梨状）细胞层：由一 层细胞胞体组成。 3.颗粒层：由密集的颗粒细胞和一些高尔基细胞组成。 髓体：小脑内部的白质 小脑核 齿状核： 中间核：球状核、栓状核 顶核：,小脑的分叶和机能分区,1形态学分叶 前叶：小脑上面原裂以前 后叶：小脑原裂与外侧裂之间 绒球小结叶：小脑下面借后外侧裂与后叶分界 2机能分区 前庭小脑（绒球小结叶） 原小脑：经前庭脊髓束、网状脊髓束来应答平衡刺激，保持平衡,脊髓小脑（小脑蚓和小脑半球中间部及相关的顶核与中间核） 旧小脑：通过红核脊髓束、网状脊髓束来影响运动N.C，控制肌张力和肌的协调。 大脑小脑 （小脑半球外侧部及相关的齿状核） 新小脑：通过皮质脑桥束和小脑中脚接受大脑皮质的始动随意运动(正要发生和正在进行着的) ，新小脑对这些信息整合后，通过小脑皮质传出纤维将冲动传至齿状核，经小脑上脚终至大脑的皮质运动区，修正皮质脊髓束和皮质核束起始N.C的活动，保证随意运动的圆滑和协调，也保证了运动力量、方向和范围的精确性。,切除或损伤新小脑后的主要症状： 运动共济失调（ataxia） 随意运动的力量、方向、速度和范围发生扰乱，不能完成精巧动作，也不能进行拮抗肌轮替快速转换动作，在进行某一动作时手、臂抖动，把握不住动作方向。不能进行拮抗肌轮替、快速动作,但静止时无肌肉工作异常。 肌张力减退，四肢乏力。,间脑和端脑在胚胎早

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