神经元的基本结构和功能概述.ppt

神经生物学研究室 高小青神经元（neuron）是神经系统的基本结构和功能单位它 可产生冲动和传导冲动，并可合成化学物质（神经递质、 神经激素等），通过它的轴突输送到特定部位释放一、概述（一）胞体Ø 细胞代谢和信息整合中心；Ø 大小不等（直径5～135um）；小脑颗粒细胞5 ～ 8um，大脑皮质Betz细胞30 ～135umØ 形状不等，呈圆形、星形、梭形和锥形等；Ø 由细胞膜、细胞质和细胞核组成二、神经元的基本结构轴突 axon树突 dendrites胞体 cell body突起构造1.细胞膜× 为脂质双层及蛋白 镶嵌模型× 膜蛋白：形成受体 、通道蛋白、载体等× 糖链：与化学信息 的识别、细胞粘连、 膜抗原和抗体有关2.细胞核①1～2个，大小3 ～18um ，球形，有的可能凹陷或 分叶，如脑的浦肯野细胞 ②正常情况下位于细胞质的 中央，个别偏于一侧（如 脊髓的Clarke背核神经元 ） ③如发生偏位，意味神经元 已处于开始变性的状态， 表明神经元受到损伤 ④光镜下，胞核大而圆，着 色浅，空泡状核仁清晰 ，1个，偶见2～3个⑤电镜下： Ø 核膜——双层质膜，有 核孔 Ø 染色质——细颗粒状的 DNA和组蛋白 Ø 核仁——高电子密度的 球体，由15 ～20nm的 致密颗粒和细丝构成。

主要是rRNA、少量 DNA、碱性蛋白及一些 酶类 ⑥功能：遗传信息储存、 复制和表达的主要场所 ； DNA转录成RNA的 部位苏木素着色DAB着色DAPI着色3.细胞质——核周质神经元的细胞质内含有一般细 胞器如 线粒体——供能 粗面内质网和核糖体——合 成蛋白质 高尔基体——加工包装分泌 蛋白 溶酶体——清除垃圾 滑面内质网——运输蛋白质 、合成脂质l可被碱性染料染色，在光学显 微镜下呈小粒或小块状的物质 l在电子显微镜下，可见尼氏体 由粗糙内质网和核糖体构成 l是神经元合成蛋白质最活跃的 部位，用以补充神经元正常生理 活动中不断消耗的蛋白质 l神经元受过度刺激时，减少或 消失；神经纤维损伤时，溶解消 失，如细胞不死亡，则可恢复神经元特有的结构尼氏体：神经原纤维p光镜下，Cajal法染色（硝酸银染 色）呈棕色的细丝，交织成网状 p由神经微管、神经丝和微丝构成 ，形成细胞骨架n直径约10nm细长的管状结构 ，由三种多肽亚基组成： üNF-L（73kD） üNF-M（145kD） üNF-H（200kD） n胞质中含量丰富，常聚集成束 ，形成原纤维中主要成分 n在轴突中数量比神经微管多3 ～10倍 n参与神经元内的代谢产物和离 子运输流动 n提供弹性使神经纤维易于伸展 和防止断裂 神经丝（neurofilament）n细胞骨架中最粗 n直径20-25nm n其表面有动力蛋白（ dynein)，具有ATP酶的作用 ，在ATP存在下使微管滑动， 从而使微管具有运输功能 n在轴突中纵形排列，参与轴 突的生长 n微管的化学亚单位 Ø 微管相关蛋白： MAP1,2,3,4,5和tau蛋白 Ø 微管蛋白α和β亚单亚单 位（ tubulin）MAP2神经微管（neurotubule）是最细的丝状结构，直 径约5nm，长短不等，集 聚成束，交织成网•由肌动蛋白、肌球蛋白、 原肌球蛋白组成，具有收 缩作用，适应神经元生理 活动的形态改变•参与生长锥突起和伪足的 形成与回缩，生长锥依赖 微丝得以向前运动微丝（microlilament）（二）树突1. 分支：胞体的延伸部，1～多条， 锐角状反复分支，形成树突野 2. 与胞体所含的细胞器相似，唯有 高尔基复合体仅存在于树突近侧 端。

但神经微管和神经丝一般比 胞体明显，并沿长轴排列 3. 树突内不含生长相关蛋白-43（ growth-associated protein- 43,GAP-43)，但含MAP2，根据 此抗体识别树突和轴突 4. 表面不光滑，有树突棘，可扩大 树突的接触面积，树突棘是兴奋 性突触所在部位树突棘特点Ø 电镜下可见小棘含有数个扁平囊状平行并置结 构，囊内含有电子致密物质，呈板状，称棘器 ；Ø 树突棘形态、大小差别大；Ø 不是固定的结构，具有可塑性三）轴突1.形态：细而长，粗细均匀，表面 光滑，分支少，可有侧枝 2.轴丘：起始处的膨大部，无尼氏 体 3.起始段：一般15～25um，此段 兴奋域最低，是神经冲动的起始部 ；是抑制性轴轴突触的所在部位 4.较粗的轴突表面常包有髓鞘 5.终扣：其终末发出细的终末支， 且形成扣状膨大 6.膨体：终末支上形成串珠样膨大 终扣和膨体均为突触位点，且形成 突触前成分，内含大量的突触囊泡t位于轴突的尖端，呈扁 平掌形结构，是神经轴突 生长的执行单元t向外部突出丝状伪足， 在内部的微管、微丝构成 的动力骨架支撑下进行生 长t膜表面富含不同的感觉 器和黏接分子，感受环境 中适宜的生长方向，从而 决定轴突生长导向生长锥7.轴突结构：u轴膜 u轴浆 Ø 无核糖体、粗面内质 网和Golgi复合体—— 电镜下常据此以辨别树 突和轴突 Ø 只含滑面内质网、线 粒体、溶酶体、神经微 管和神经细丝 Ø 含有GAP-43，MAP1 和tau蛋白 轴突和树突的主要形态学特点轴突树突 从胞体或树突主干基部发出，只有1条从胞体发出一至多条起始段细起始段的树突主干最粗，其胞质成分 与核周质相同 表面光滑，粗细均匀分支逐渐变细，不均匀或表面有小棘有髓或无髓无髓，偶见薄髓不含核糖体和粗面内质网含核糖体及粗面内质网近侧段微丝多于微管，远侧段少于微管树突主干及其分支均以微管为主小轴突均匀细小，成束分布小树突多单个分布，外形不规则，最 小树突分支也较小轴突粗三、神经元的特点3. 高代谢、高耗氧细胞，因此线粒体含量丰富1. 神经元的有丝分裂活动一般在出生或出生后不久便停止 ，这是因为神经元的定向分化一旦开始，有丝分裂的潜 力就丧失，而且细胞就不再回复到可引发有丝分裂的状 态2. 当神经元受损时，尼氏小体逐渐分散以致消散，这种 现象称为尼氏体溶解四.神经元的基本类型假单极神经元 双极神经元 多极神经元1.根据突起的多少 ：Golgi Ⅰ型—轴突长而粗，外被髓鞘；胞体大；有树 突棘，树突野范围广。

eg.大脑皮质锥体细胞 Golgi Ⅱ型—轴突短而细，通常无髓鞘；胞体小；无 或少量树突棘，树突分支无定型eg.大多数中间神经 元兴奋性神经元•抑制性神经元2.根据轴突的长短和树突有无树突棘3.根据电生理特性：4.根据神经元的功能：感觉神经元（传入神经元）运动神经元（传出神经元）中间神经元（联络神经元）胆碱能神经元•单胺类神经元（肾上腺素 能、去甲肾上腺素能、多 巴胺能和5-羟色胺能神经元 ）γ-氨基丁酸能神经元肽能神经元5、根据所含神经活性物质：五、神经元的特有蛋白和标记酶胆碱乙酰基转移酶（ChAT）：胆碱能神经元 谷氨酸脱羧酶（GAD）：γ-氨基丁酸能神经元 酪氨酸羟化酶（TH）：多巴胺能神经元存在的标志 多巴胺-β-羟化酶（ D β H）：去甲肾上腺素能神经元 色氨酸羟化酶（TPH）： 5-羟色胺能神经元标记酶神经元特异性烯醇化酶（NSE） 神经丝蛋白（NFP） 微管相关蛋白（MAP2） 低分子量微管相关蛋白（tau蛋白）特有蛋白六、神经纤维神经元的轴突和包被它的结构的总称◊中枢神经系统——白质 ◊周围神经系统——神经1、基本构造：由轴突与髓鞘构成 髓鞘：阶段性环层结构 Ø 外周——Schwann细胞，只在 一条轴突上形成髓鞘 Ø 中枢——少突胶质细胞，伸出几 个突起，分别包绕几个轴突形成 髓鞘（一）有髓纤维Ø 结间节，长度不一，150 ～1500um，通常神经纤维 越粗则越长 Ø Ranvier结，无髓鞘，只 有少量胶质细胞的胞质和基 底膜HE染色锇酸染色2、形态3、成分u磷脂、糖脂、胆固醇等脂质 结构占70～80% u髓鞘碱性蛋白（ myelin basic protein， MBP）、髓 鞘少突胶质细胞醣蛋白（ myelin oligodendroglia glycoprotein， MOG）、髓 鞘相关糖蛋白（ Myelin associated glycoprotein， MAG）等蛋白质占20～30 %目前研究髓鞘成分的抗原性， 如：MBP、MAG、MOG周围神经——凹入 Schwann细胞的包膜中中枢神经——包被薄层星 形胶质细胞的胞质（二）无髓纤维无髓神经纤维，HE染色：周围神经系统的无髓神经纤维常呈波状走行，其轴 突难以分辨，无郎飞结，但可见许多椭圆形、染色 较淡的雪旺细胞核（S）。

其中细胞核细长、染色 深的为成纤维细胞（F）七、突触（synapse）是实现神经元之间或神经 元与效应细胞间信息传递的 机能性接触部位，是特殊分 化的结构和区域 由突触前成分、突触后成 分及突触间隙3部分构成一）概述（二）分类电突触•化学突触（三）电突触是缝管连接（gap jiunction)样桥 状结构，在两个神经元膜之间有 2nm的缝隙 每个桥状结构为贯穿膜内外的大分 子蛋白质，称连接蛋白（connexon ）每6个蛋白亚基形成六角形的通 道，能通过分子直径小于1.5nm的化 学物质，如氨基酸 其信息的传递是通过突触前的电脉 冲直接传导到突出后的 存在于哺乳动物大脑皮质的星形细 胞，小脑皮质的篮状细胞、星形细 胞，视网膜内水平细胞、双极细胞 ，以及某些神经核，如动眼神经运 动核、前庭神经核、三叉神经脊束 核四）化学突触电镜下，化学突触由三部分 组成：突触前部、突触间隙和 突触后部突触信息传递是通过神经递 质介导的，即信息由电脉冲传 导转化为化学传递，再由化学 传递转换为电脉冲传导1.突触前部（presynapticelement）突触前膜： Ø 是神经元轴突终末呈球状的膨 大，轴膜增厚形成 Ø 突触前膜内侧致密物质突起与 膜上的网形成突触前囊泡网格 ，可调节递质的释放 突触囊泡 --是突触前部的特征性结构， 小泡内含有化学物质，称为神 经递质（neurotransmitter）, 如Ach、GABA、去甲肾上腺 素等 w突触囊泡上蛋白突触体素（synaptophysin）： •调节ca 依赖性神经递质的释放； •参与突触囊泡的循环，维持突触囊泡膜的稳定性及流动性； •参与突触形成和突触重塑。

突触素（synapsin）： --有调节神经递质释放的作用 小泡相关膜蛋白（vesicle associated membrane protein， VAMP）： --是突触小泡膜的结构蛋白，可能对突触小泡代谢有重要作用2.突触后部（postsynaptic element ） 多为突触后神经元的胞体膜或 树突膜,与突触前膜相对应部分 增厚形成 突触后致密物质（ postsynaptic density， PSD): 电镜下所见的突触后膜胞质面 聚集的一层均匀而致密的物质 ，是由神经递质受体、信号分 子及支架蛋白组成的复合物 厚约50nm，直径约300～ 500nm，其形态结构有很大的 可塑性3.突触间隙（synaptic space ）t位于突触前、后膜之间 的细胞外间隙，其宽度因 不同的突触而异，约20～ 30nm t含糖蛋白及细丝等中间 致密物质，能和神经递质 结合，促进递质由前膜移 向后膜，使其不向外扩散 或消除多余的递质 t含大量的粘附分子，将 前后膜连接起来五）化学突触传递（六）突触可塑性synaptic plasticity p突触可塑性是指突触在一定条件下通过改变形态而调整 功能的能力，在神经系统的发育、成熟及学习记忆等众多 的生理功能中起重要作用。

p具体表现为突触结合的可塑性与突触传递的可塑性： Ø 突触结合的可塑性指突触形态的改变以及新的突触联系 形成和传递功能的建立； Ø 突触传递可塑性指突触的反复活动引起突触传递效率的 增强（易化）或降低（抑制）八、神经元的功能接受区：树突到胞体部分 ，接受传入信息，产生突 触后电位（局部电位） 触发区：轴丘，众多的突 触后电位在此发生总和， 并且当达到。