《神经元的激活与信号传递》课件.ppt
神经元的激活与信号传递神经系统的基础单元
课程概述神经元结构电信号传递化学信号传递
神经系统简介中枢神经系统大脑与脊髓信息处理中心周围神经系统传入与传出神经连接中枢与外周
神经元的基本结构细胞体代谢中心1树突接收信号2轴突传递信号3
细胞体的功能代谢中心能量产生蛋白质合成细胞维持信号整合处理输入信号
树突的特征分支结构增大接收面积树突棘突触连接点信息接收产生突触电位
轴突的特征单一长突起可达数米长髓鞘包裹加速信号传导轴突末梢释放神经递质
神经元的类型单极神经元一个突起从细胞体伸出双极神经元两个突起从对侧伸出多极神经元多个树突和一个轴突
神经胶质细胞星形胶质细胞提供营养支持少突胶质细胞形成髓鞘小胶质细胞免疫防御功能
神经元膜的特性选择性通透性特定离子通过离子通道控制离子流动膜电位内外电位差
静息电位定义静息状态下的膜电位数值约-70mV形成机制钠钾泵和离子通道共同作用
钾离子平衡电位-94平衡电位(mV)140胞内浓度(mM)5胞外浓度(mM)Nernst方程计算:EK=61log([K+]out/[K+]in)
钠离子平衡电位+61平衡电位(mV)15胞内浓度(mM)145胞外浓度(mM)Nernst方程计算:ENa=61log([Na+]out/[Na+]in)
Goldman-Hodgkin-Katz方程考虑多种离子贡献计入膜通透性差异更准确预测静息电位
动作电位概述定义膜电位快速上升下降1阈值特性全或无反应2传导特性不衰减传播3
动作电位的产生过程1去极化膜电位上升2复极化膜电位下降3超极化短暂低于静息电位4恢复回到静息状态
阈值电位定义触发动作电位的最小去极化值数值约-55mV意义决定神经元是否激活
不应期绝对不应期无法产生新动作电位相对不应期需更强刺激触发
局部电位电位衰减随距离减弱1可加和性多个信号叠加2没有阈值大小与刺激成正比3
电压门控离子通道钠通道快速活化和失活钾通道缓慢活化无失活钙通道控制神经递质释放
钠通道的活化与失活1关闭状态静息时2快速活化去极化后3失活状态无法再开启4恢复状态超极化后
钾通道的活化关闭状态静息时缓慢活化去极化后延迟开启无失活过程持续开放状态
动作电位的传导连续传导无髓鞘轴突速度较慢跳跃传导有髓鞘轴突速度更快
髓鞘的作用100传导速度提升倍数1髓鞘厚度(μm)100跳跃传导速度(m/s)
轴突的分类有髓轴突被髓鞘包裹无髓轴突无髓鞘包裹
突触的结构1突触前膜含神经递质囊泡2突触间隙宽约20nm3突触后膜含受体蛋白
化学突触与电突触化学突触通过递质传递单向传导电突触通过缝隙连接双向传导
神经递质概述小分子递质氨基酸类1单胺类多巴胺等2肽类递质内啡肽等3气体递质一氧化氮等4
主要神经递质谷氨酸主要兴奋性递质γ-氨基丁酸主要抑制性递质乙酰胆碱神经肌肉连接处
单胺类神经递质多巴胺奖励和运动控制去甲肾上腺素警觉和注意力5-羟色胺情绪和睡眠调节
神经肽类递质内啡肽镇痛作用情绪调节缓激肽炎症反应疼痛感知P物质疼痛传导神经调节
神经递质的合成与储存前体合成细胞体中轴突运输向末梢转运囊泡包装储存在突触小泡
神经递质的释放动作电位到达激活突触前膜钙离子内流通过电压门控通道突触小泡融合与膜融合释放递质
突触小泡循环胞吐作用释放神经递质1内吞作用回收膜成分2再充填装载新递质3储存待用准备下次释放4
神经递质受体概述离子型受体直接开启通道快速反应代谢型受体通过G蛋白慢速反应
离子型受体直接门控神经递质直接开关快速反应毫秒级响应多亚基结构通道蛋白复合物
代谢型受体G蛋白偶联信号转导第二信使激活级联放大广泛调节作用影响多个过程
兴奋性突触后电位(EPSP)阳离子内流Na+和Ca2+去极化效应使膜电位上升累加效应多个EPSP可叠加
抑制性突触后电位(IPSP)阴离子内流Cl-通道开放超极化效应使膜电位下降抑制作用减少神经元兴奋性
突触整合时间整合不同时间信号叠加空间整合不同位置信号叠加
突触可塑性1短期易化暂时加强2短期抑制暂时减弱3长时程增强持久加强4长时程抑制持久减弱
长时程增强(LTP)高频刺激突触前膜持续释放NMDA受体激活钙离子内流信号级联激活蛋白激酶突触效能增强新受体插入突触后膜
长时程抑制(LTD)低频刺激持续低水平活动低水平钙内流激活不同信号通路蛋白磷酸酶激活突触受体内吞突触效能降低降低对递质敏感性
神经调质定义调节神经元活动的信号分子特点扩散广泛作用方式调节神经递质系统
主要神经调质一氧化氮气体信号分子内源性大麻素脂溶性调节剂腺苷代谢产物
神经营养因子促进神经元生存、分化和生长的蛋白质
神经元的信息编码频率编码放电频率携带信息时间编码放电精确时间携带信息
感觉神经元的特性1感受器转换物理刺激为电信号2信号转导产生受体电位3特异性编码对特定刺激敏感
运动神经元的特性神经肌肉接头特