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1、人体解剖生理学人体解剖生理学第三章 神经元与神经冲动学习目标学习目标了解神经组织，掌握神经元的结构及种类了解神经组织，掌握神经元的结构及种类掌握神经冲动的发生过程掌握神经冲动的发生过程（一）神经元的结构树突树突轴突轴突突起突起树突树突轴突轴突突起突起1.胞体 1)核：大而圆，着色浅，核：大而圆，着色浅，核仁明显；核仁明显；2)细胞质：含各种细胞器细胞质：含各种细胞器。另有两种特殊结构。另有两种特殊结构。尼氏体尼氏体尼氏体尼氏体(Nissl body)：嗜碱性，：嗜碱性，由发达的粗面内质网和核糖由发达的粗面内质网和核糖体构成。体构成。具有活跃的蛋白质合成功能，具有活跃的蛋白质合成功能，主要合成更
2、新细胞器所需的主要合成更新细胞器所需的结构蛋白、神经递质合成所结构蛋白、神经递质合成所需的酶类及肽类神经调质。需的酶类及肽类神经调质。神经原纤维神经原纤维2.树突：多个，多呈树状分支，分支上有许多树突棘。多个，多呈树状分支，分支上有许多树突棘。功能：主要是接受刺激。功能：主要是接受刺激。树突与树突棘树突与树突棘树突棘树突棘树突棘及其突触树突棘及其突触3.轴突：仅一条，细索状，末端常有分支。仅一条，细索状，末端常有分支。起始部称轴丘。起始部称轴丘。轴丘内无尼氏体和高尔基复合体，但轴丘内无尼氏体和高尔基复合体，但含有神经原纤维。含有神经原纤维。功能：传出神经冲动。功能：传出神经冲动。轴轴 突突（二
3、）神经元的分类 多极神经元多极神经元 双极神经元双极神经元 假单极神经元假单极神经元1.1.根据突起数量：根据突起数量：感觉、运动和中间神经元感觉、运动和中间神经元突触（synapse）神经元与神经元之间，或神经元与效应细胞之间传递神经元与神经元之间，或神经元与效应细胞之间传递信息的特化连接结构。信息的特化连接结构。化学突触：以神经递质作化学突触：以神经递质作为传递信息的媒介。为传递信息的媒介。电突触：以电流作为信息电突触：以电流作为信息载体，缝隙连接。载体，缝隙连接。分类：分类：(三三)神经胶质细胞神经胶质细胞(数量为神经元的数量为神经元的1050倍倍 (1)施万细胞施万细胞(Schwann
4、s cell)，又称神经膜细胞，形成，又称神经膜细胞，形成轴突髓鞘。轴突髓鞘。1.1.周围神经系统：周围神经系统：施万细胞在轴索周围形成髓鞘施万细胞在轴索周围形成髓鞘(2)卫星细胞卫星细胞(Satellite cell)，又称被囊细胞，在脊神，又称被囊细胞，在脊神经节中。经节中。2.中枢神经系统：中枢神经系统：(1)星形胶质细胞星形胶质细胞(Astroglia)(2)少突胶质细胞少突胶质细胞(Oligodendrocyte)(3)小胶质细胞小胶质细胞(Microglia)(4)其它其它:室管膜细胞，室管膜细胞，Millers细胞细胞等等 星形胶质细胞：星形胶质细胞：形成血管周足和突起。形成血管
5、周足和突起。星形胶质细胞星形胶质细胞脑或脊髓受损伤时，可转变为巨脑或脊髓受损伤时，可转变为巨噬细胞，清除变性的神经组织碎片。噬细胞，清除变性的神经组织碎片。少突胶质细胞：少突胶质细胞：可在神经纤维周围形成髓鞘。可在神经纤维周围形成髓鞘。胶质细胞无树突、轴突之分，相邻细胞以缝隙胶质细胞无树突、轴突之分，相邻细胞以缝隙连接相连。连接相连。功能功能 1.1.支持作用支持作用 2.2.修复和再生作用修复和再生作用 3.3.参与免疫应答反应参与免疫应答反应 4.4.物质代谢和营养性作用物质代谢和营养性作用 5.5.绝缘和屏障作用绝缘和屏障作用 6.6.维持细胞间质中合适的维持细胞间质中合适的K K+离子
6、浓度离子浓度 7.7.参与神经递质等生物活性物质的代谢参与神经递质等生物活性物质的代谢郎氏结郎氏结结间体结间体施万细胞核施万细胞核轴索轴索髓鞘髓鞘有髓神经纤维二、神经冲动二、神经冲动“地球一小时，熄灯六十分地球一小时，熄灯六十分”“地球一小时，身体六十分地球一小时，身体六十分”？且慢！且慢！生物电并不那么简单！此电非彼电？伽伐尼论点：伽伐尼论点：一、一、存在动物电，存在动物电，正是动物电正是动物电引起蛙腿肌肉收缩；二、存在有三种电形式引起蛙腿肌肉收缩；二、存在有三种电形式，即自然电，如雷电；人工电，如摩擦生电，即自然电，如雷电；人工电，如摩擦生电；还有就是引起蛙腿肌肉收缩的动物电；三；还有就是
7、引起蛙腿肌肉收缩的动物电；三、动物电流由大脑分泌，经神经运送，刺激动物电流由大脑分泌，经神经运送，刺激肌肉产生收缩肌肉产生收缩。时间：时间：1798年年地点：意大利，帕维亚（地点：意大利，帕维亚（pavia）大学大学事件：伽伐尼事件：伽伐尼PK伏打，动物电伏打，动物电 PK 接触论接触论伏打论点：伏打论点：一、是一、是不同金属相接触产生电不同金属相接触产生电，引起肌肉收缩，而不是动物电；二、只存在引起肌肉收缩，而不是动物电；二、只存在一种电形式，即摩擦生电，金属电是摩擦生一种电形式，即摩擦生电，金属电是摩擦生电的一种；三、用不同金属构建成电堆，即电的一种；三、用不同金属构建成电堆，即伏打电堆，
8、可以持续产生电，这就是接触理伏打电堆，可以持续产生电，这就是接触理论的证明。论的证明。奇葩两朵，仅表一枝“青蛙活过来了青蛙活过来了”我的一名学生在手持手术刀，我的一名学生在手持手术刀，接触到暴露在外的，从脊骨的接触到暴露在外的，从脊骨的下端通向青蛙腿部的神经的时下端通向青蛙腿部的神经的时候，眼前闪过一道电火花。与候，眼前闪过一道电火花。与此同时，蛙腿立即颤动，腿部此同时，蛙腿立即颤动，腿部踢起，如同剧烈的抽搐一般。踢起，如同剧烈的抽搐一般。居然，蛙腿的肌肉全都在收缩居然，蛙腿的肌肉全都在收缩，表现为强直性的痉挛。，表现为强直性的痉挛。伽伐尼想方设法得到一台静电发生器和一只莱顿瓶，分别用于产生和
9、储存伽伐尼想方设法得到一台静电发生器和一只莱顿瓶，分别用于产生和储存静电，想当年，这些可都是高档且昂贵的实验仪器。实验中采用了电刺激静电，想当年，这些可都是高档且昂贵的实验仪器。实验中采用了电刺激，电火花明显了，蛙腿抽搐强烈了。，电火花明显了，蛙腿抽搐强烈了。在一个雷电交加的下午，他把实验搬到屋顶露天阳台上，当他把蛙腿用铜在一个雷电交加的下午，他把实验搬到屋顶露天阳台上，当他把蛙腿用铜钩挂到庭院的铁栏上时，肌肉照样收缩，蛙腿抽搐现象仍然出现。钩挂到庭院的铁栏上时，肌肉照样收缩，蛙腿抽搐现象仍然出现。他找到了一个密封的房间，也就是没有他找到了一个密封的房间，也就是没有“大气电大气电”（atmos
10、pheric electricityatmospheric electricity）了，将蛙腿放在铁板上，用铜丝接触它，结果象以前一样，蛙腿发生了）了，将蛙腿放在铁板上，用铜丝接触它，结果象以前一样，蛙腿发生了痉挛性收缩。痉挛性收缩。由两种不同金属构成的金属弧（由两种不同金属构成的金属弧（metallic arcmetallic arc）。金属弧的一端连着蛙神经）。金属弧的一端连着蛙神经，另一端连着肌肉，不出所料，蛙腿肌肉依然收缩。，另一端连着肌肉，不出所料，蛙腿肌肉依然收缩。他尝试用诸如玻璃、松香、橡胶、石头、干木炭等来代替金属导体进行实他尝试用诸如玻璃、松香、橡胶、石头、干木炭等来代替金属
11、导体进行实验，结果蛙腿并未发生抽动现象。验，结果蛙腿并未发生抽动现象。今天这一电刺激蛙肌收缩实验，早以为今天这一电刺激蛙肌收缩实验，早以为“蛙坐骨神经复合动作电位的测定蛙坐骨神经复合动作电位的测定”所替代，是为最最经典的电生理学实验了。所替代，是为最最经典的电生理学实验了。露天阳台实验露天阳台实验使用金属弧作蛙腿实验使用金属弧作蛙腿实验神经细胞竟然用一个个非常短促的脉冲电位来传导信号.瑞曼并把这种短脉冲称为”动作电位”(Action potential)动作电位是神经系统传递信息和命令的密码。上左上左:从鱿鱼做成的菜可以看到其体腔的切面从鱿鱼做成的菜可以看到其体腔的切面,周围是肌肉壁周围是肌肉
12、壁,中间是空的中间是空的.巨巨大轴突在体壁的中间大轴突在体壁的中间,腹神经索内腹神经索内.下左下左:在鱿鱼巨大轴突内放入两根电极在鱿鱼巨大轴突内放入两根电极,电电流电极流电极I I和电压电极和电压电极E.E.电压电极用于探测跨膜的电压电压电极用于探测跨膜的电压,通过电压放大器让跨膜通过电压放大器让跨膜电压与指令电压相比电压与指令电压相比.相比的差值变为电流相比的差值变为电流,由电极向膜内提供电流由电极向膜内提供电流.这个电这个电流会改变膜电压流会改变膜电压,由于电流放大器的倍数很大由于电流放大器的倍数很大,这种轴突和放大器的合体的负这种轴突和放大器的合体的负反馈电路不容许使跨膜电压和指令电压有
13、任何不同反馈电路不容许使跨膜电压和指令电压有任何不同,即把跨膜电压钳制在指即把跨膜电压钳制在指令电压上令电压上.右上右上:霍奇金和赫胥黎霍奇金和赫胥黎,两人用一组公式可以准确描述动作电位时钠两人用一组公式可以准确描述动作电位时钠和钾离子流通的动态过程和钾离子流通的动态过程(右下右下).).神经冲动的传导机制神经冲动的传导机制神经元的静息电位神经元的静息电位 在没有任何外界刺激干扰时，细胞膜保持一种极化状态，也在没有任何外界刺激干扰时，细胞膜保持一种极化状态，也就是在细胞膜内外存在电位差。由于细胞内带负电的蛋白就是在细胞膜内外存在电位差。由于细胞内带负电的蛋白质，神经元呈现膜内负电位，膜外正电位
14、。质，神经元呈现膜内负电位，膜外正电位。神经元的动作电位神经元的动作电位迅速去极化并于正常极化状态有一点反转的反应迅速去极化并于正常极化状态有一点反转的反应静息电位产生的原因静息电位产生的原因 动作电位产生的机理动作电位产生的机理 几个概念p极化极化:在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态，为极化，为极化p去极化去极化:细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去极化电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去极化p复极化复极化:细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷
15、由内正外负向内负外细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷由内正外负向内负外正转化，为复极化正转化，为复极化p超极化超极化:细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为超极化细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为超极化动作电位的传导特点动作电位的传导特点全或无法则全或无法则不应期不应期跳跃式传导跳跃式传导19281928年，年，3939岁的英国人埃德加岁的英国人埃德加.道格拉斯道格拉斯.艾德里安（艾德里安（Edgar Douglas AdrianEdgar Douglas Adrian）决定测试一下自己开发的新仪）决定测试一下自己开发的新仪器：一个阴极射线管和一个毛细静电计。器：一个阴极射线管和一个毛细静电计。
16、艾德里安在艾德里安在一只蟾蜍的视神经上一只蟾蜍的视神经上安装了试验用的安装了试验用的电极电极，一旦有电流信号，电极就会检测到，并经放大器将，一旦有电流信号，电极就会检测到，并经放大器将信号转化为声音信号转化为声音。安装完毕后，有趣的事情发生了：。安装完毕后，有趣的事情发生了：喇叭中果然传出了有噼里啪啦的噪音！然而令艾德里喇叭中果然传出了有噼里啪啦的噪音！然而令艾德里安疑惑的是：当时天色已晚，屋内光线很差昏暗不堪安疑惑的是：当时天色已晚，屋内光线很差昏暗不堪。既然。既然缺乏光线刺激，蟾蜍的视神经又是在对什么东缺乏光线刺激，蟾蜍的视神经又是在对什么东西做出反应呢？西做出反应呢？难道是机器出了问题？难道是机器出了问题？众所周知，蟾蜍有一对定焦的大眼睛，它们对静止的物件并不在意众所周知，蟾蜍有一对定焦的大眼睛，它们对静止的物件并不在意，但对活动的的物体却十分敏感。艾德里安在安置好电极后，继续，但对活动的的物体却十分敏感。艾德里安在安置好电极后，继续在房内来回走动，而正是他自己的走动使屋内光线发生了明暗变化在房内来回走动，而正是他自己的走动使屋内光线发生了明暗变化，蟾蜍的眼睛灵敏地捕捉到了这一变
