神經元的一般結構－－細胞體當前第1頁\共有80頁\編于星期四\20點神經元的細胞體細胞膜脂質雙層，鑲嵌蛋白細胞質尼氏體，神經原纖維，內質網，高爾基復合體，溶酶體，多泡體，線粒體，中心粒和纖毛，色素顆粒和脂褐素細胞核當前第2頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第3頁\共有80頁\編于星期四\20點細胞膜液態(tài)的脂質雙層中鑲嵌著球形蛋白骨架是磷脂雙分子層。蛋白質分子以附著、鑲嵌、貫穿的形式存在于磷脂雙分子層上當前第4頁\共有80頁\編于星期四\20點細胞膜當前第5頁\共有80頁\編于星期四\20點細胞質特征性結構：尼氏體：光鏡下為嗜堿性小塊或小顆粒，分布與整個胞體和樹突，軸突和軸丘中沒有；電鏡下由粗面內質網、游離核糖體和多核糖體所構成；神經原纖維，存在與胞體與突起中，電鏡下相當于微管、神經絲和微絲；線粒體特征：嵴縱向排列，線粒體內膜所圍成的腔室，其致密顆粒不常出現(xiàn)或缺如。當前第6頁\共有80頁\編于星期四\20點神經元胞體光鏡結構，示尼氏體當前第7頁\共有80頁\編于星期四\20點細胞質核糖體：強噬堿性游離型，主要合成結構蛋白結合型，參與酶的合成單個存在時無活性，只有當mRNA將它串連起來并形成多核蛋白體時才具有合成蛋白質的能力。當前第8頁\共有80頁\編于星期四\20點高爾基器：存在于細胞核和樹突近端。由幾層扁平囊泡、大泡所構成。小泡由光面內質網出芽更新而來，并攜帶有粗面內質網合成的多肽和蛋白質等，故又稱轉移小泡。通過扁平囊泡的加工濃縮，然后脫落成大泡?？赡軈⑴c突觸小泡的形成和合成多肽激素的神經分泌顆粒；還可形成溶酶體細胞質當前第9頁\共有80頁\編于星期四\20點為細胞活動提供能量胞內鈣的調節(jié)因素線粒體當前第10頁\共有80頁\編于星期四\20點細胞核形態(tài)核膜當前第11頁\共有80頁\編于星期四\20點神經元突起軸突樹突當前第12頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第13頁\共有80頁\編于星期四\20點DendriteAneuron’sdendritictreeisconnectedtoathousandneighbouringneurons.Whenoneofthoseneuronsfire,apositiveornegativechargeisreceivedbyoneofthedendrites.Thestrengthsofallthereceivedchargesareaddedtogetherthroughtheprocessesofspatialandtemporalsummation.Spatialsummationoccurswhenseveralweaksignalsareconvertedintoasinglelargeone,whiletemporalsummationconvertsarapidseriesofweakpulsesfromonesourceintoonelargesignal.當前第14頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第15頁\共有80頁\編于星期四\20點DendriteThepartofthesomathatdoesconcernitselfwiththesignalistheaxonhillock.Iftheaggregateinputisgreaterthantheaxonhillock'sthresholdvalue,thentheneuronfires,andanoutputsignalistransmitteddowntheaxon.Thestrengthoftheoutputisconstant,regardlessofwhethertheinputwasjustabovethethreshold,orahundredtimesasgreat.Theoutputstrengthisunaffectedbythemanydivisionsintheaxon;itreacheseachterminalbuttonwiththesameintensityithadattheaxonhillock.Thisuniformityiscriticalinananaloguedevicesuchasabrainwheresmallerrorscansnowball,andwhereerrorcorrectionismoredifficultthaninadigitalsystem當前第16頁\共有80頁\編于星期四\20點Dendrites

Thetreelikeextensionsofaneuron.Mostneuronshavemultipledendrites,whichareshortandtypicallyhighlybranched.Dendritesarespecialisedforreceivinginformationandform

synapticcontactswiththeterminalsofothernervecellstoallownerveimpulsestobetransmitted.

當前第17頁\共有80頁\編于星期四\20點樹突內的結構與核周質基本相似，微管是樹突最明顯的細胞器樹突側棘，是神經元之間形成突觸的主要部位，功能尚不清在大腦皮質錐體細胞和小腦皮質蒲肯野細胞的樹突上，樹突棘數(shù)量最多而明顯，一個蒲肯野細胞的樹突棘可多達10萬個以上。樹突的功能主要是接受刺激，樹突棘和樹突使神經元的接受面大為擴大。樹突當前第18頁\共有80頁\編于星期四\20點樹突一、樹突樹突棘(spine)分為細長型或鼓槌型(drum,stickshape)，牙型(stubbyshape），蘑菇型(mushroomshape)。二、是突觸后膜所在部位，也是外來沖動傳入部位。當前第19頁\共有80頁\編于星期四\20點FunctionofspinesDendriticspinesarethecontactsitesformostexcitatorysynapsesinthebrainwheretheyoccurinvastnumbers,estimatedtobeontheorderof1014forthehumancerebralcortex.Spinesareparticularlyassociatedwithneuronswhereinputsfromdiversesourcesconverge,suchaspyramidalcellsinthecerebralcortex,whosedendritescommonlyhaveseveralthousandspines,eachrepresentinganexcitatorysynapse.當前第20頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第21頁\共有80頁\編于星期四\20點WhattheSynapse

TellstheNeuron

MageeandCookshowthatinpyramidalcellsofthehippocampalCA1region,excitatorysynapsesgrowprogressivelystrongerwithdistancefromthecellbody—almostexactlycounteractingthedistance-dependentsignalattritiononewouldexpecttofind.Theimplicationisthattheseneuronsmaybestrivingtoequalizetheeffectivenessoftheirsynapticinputs,regardlessofwherethoseinputsarelocated.

當前第22頁\共有80頁\編于星期四\20點軸丘：軸突從胞體發(fā)出時有一錐形隆起，稱軸丘。軸突起始段：長約15～25μm，電鏡下見軸膜較厚，1）膜下有電子密度致密層，2）游離多核糖體，3）微管束。無粗面內質網和核糖體，故不能合成蛋白質，軸突成分的更新及神經遞質全成所需的蛋白質和酶，是在胞體內合成后輸送到軸突及其終末的。軸突的主要功能是傳導神經沖動。神經沖動的傳導是在軸膜上進行的，軸突起始段軸膜的電興奮性閾較胞體或樹突低得多，故此處常是神經元發(fā)生沖動的起始部位。軸突當前第23頁\共有80頁\編于星期四\20點軸漿運輸慢速輸送—1~3mm/天，輸送多為維持軸突結構和生長有關的物質：如微管蛋白。與軸漿流有關快速輸送—75~400mm/天，輸送多為突觸行使功能直接需要的物質：如線粒體、酶等。與微管有關與神經沖動傳導無關，因為持續(xù)用局部麻醉藥阻斷神經沖動的傳導，并不能使軸漿流動停止，其所支配的肌肉也不會發(fā)生代謝改變而萎縮。當前第24頁\共有80頁\編于星期四\20點

在缺氧、氰化物毒化等情況下，神經纖維的有氧代謝擾亂使ATP減少到50%以下時，快速軸漿流動即停止，說明它是一種耗能過程。有人提出與肌肉收縮滑行理論相似的假說，來解釋快速軸漿流動。認為囊泡等有膜的細胞器的運輸與微管,微絲的功能有關，微管的成分與肌纖蛋白相似，上含有結合點和ATP，囊泡膜上有ATP酶和能與微管相附著的結合點；ATP酶作用于ATP，后者放出能量使微管與囊泡膜發(fā)生附著結合，而后又脫離接觸，如此推動囊泡不斷與下一個結合點相附著，造成囊泡等有膜細胞器沿著微管向前推移。當前第25頁\共有80頁\編于星期四\20點

目前對由軸突末梢向細胞體方向的逆向軸漿流動了解得比較少。這種逆向流動的速度約為快速順向運輸速度的一半左右。有人認為，破傷風毒素、狂犬病病毒由外周向中樞神經系統(tǒng)轉運的機制，可能就是逆向軸漿流動。近年來，運用辣根過氧化酶方法研究神經纖維的發(fā)源部位，其原理也是因為辣根過氧化酶能被軸突末梢攝取，并由軸漿流動轉運到神經纖維的細胞體。當前第26頁\共有80頁\編于星期四\20點雙向軸突輸送示意圖當前第27頁\共有80頁\編于星期四\20點細胞骨架微管microtubule,直徑24-26nm,微管相關蛋白(microtubleassociatedproteins,MAPs)，包括MAP1、MAP2、Tau蛋白；不同的MAPs在細胞內分布不同，MAP2僅存在于胞體與樹突，而Tau蛋白主要存在于軸突。Tau蛋白的過度磷酸化與阿爾茨海默病的病理性神經原纖維纏結的形成有關。神經細絲直徑10－11nm微絲microfilament,直徑6－10nm，主要由球狀肌動蛋白(G-actin)組成，也含有肌球蛋白(myosin)、原肌球蛋白(tropomyosin)及輔肌蛋白(α-actin)當前第28頁\共有80頁\編于星期四\20點Spinemorphologyand

microfilaments

spineSpinemorphologyconsistsofanexpandedheadconnectedtothedendriteshaftbyanarrowerneck,but“stubby”spineslacktheneck,whereasfilopodia-like“headless”spinesalsooccur,especiallyduringdevelopment.當前第29頁\共有80頁\編于星期四\20點Spinemorphologyand

microfilaments

Thisdistinctivearchitecturedependsonaspecializedunderlyingstructureofcytoskeletalfilaments.Incontrasttothedendriticshaft,whosecytoplasmisdominatedbymicrotubulesthespinecytoskeletonconsistsofmicrofilamentsthatformlongitudinalbundlesincoreregionsoftheheadandneckandameshworkoffinefibersatitsperiphery.當前第30頁\共有80頁\編于星期四\20點Spinemorphologyand

microfilamentsAsinothercelltypes,thesemicrofilamentsarecomposedofactin,whichispresentthroughoutthespinecytoplasmandiscloselyassociatedwiththepostsynapticdensity(PSD),adisk-shapedorganelleattachedtothepostsynapticmembranethatprovidesastructuralframeworkforlocalizingfunctionalmoleculesincludingneurotransmitterreceptorsandionchannels.當前第31頁\共有80頁\編于星期四\20點Structuralfeaturesofspine-bearingneurons當前第32頁\共有80頁\編于星期四\20點神經膠質細胞無軸突和樹突之分，與神經元不構成突觸聯(lián)系約為神經元數(shù)的10~50倍，但因體積教小，故與神經元所占比例近似相等當前第33頁\共有80頁\編于星期四\20點除了髓鞘形成外，膠質細胞還具有其他功能，已知：能形成神經元遷徙和軸突生長的支架神經元用于細胞間信息傳遞的神經遞質的攝取和代謝攝取和緩沖細胞外環(huán)境中的離子起清道夫作用，清除死亡神經元所遺留的殘片還可能：區(qū)分開不同種類的神經元，起神經元間的絕緣體作用在結構上支撐神經元，起著其他器官中結締組織的作用起營養(yǎng)作用，為神經元提供機能上必需的代謝成分甚至蛋白質參與信息的處理和記憶存儲當前第34頁\共有80頁\編于星期四\20點神經元至膠質細胞的直通車

Berglesetal.在Nature上的文章可將人們對神經元與膠質細胞間通訊的認識向前推進了一大步。以前一直認為神經元的突觸分泌谷氨酸，擴散到周圍，與胞膜上有谷氨酸受體的膠質細胞發(fā)生作用。Berglesetal.發(fā)現(xiàn)分泌谷氨酸的神經元與一種膠質細胞－少突膠質前體細胞(oligodendrocyte

precursorcellsOPCs)之間可直接建立突觸連接。當前第35頁\共有80頁\編于星期四\20點Bergelesetal.對海馬切片的OPC進行膜片鉗分析，發(fā)現(xiàn)興奮性軸突可使表達AMPA受體的膠質細胞產生快速電流，這種快速電流提示谷氨酸可能被釋放后僅通過了象突觸間隙那么短的距離直接作用于AMPA受體上。而且從此行為來看，作用于AMPA受體的谷氨酸濃度很高，這是擴散理論所不能解釋的。最終，他們用電鏡觀察到了軸突與OPC之間的突觸連接。OPC是哺乳動物少突膠質細胞的前體，有分泌髓磷脂的重要功能。體外，OPC的谷氨酸受體的激活可引起胞內Ca2+濃度變化并抑制OPC的增殖和成熟，然而OPC在體內的激活機理尚不明了。

當前第36頁\共有80頁\編于星期四\20點膠質細胞的信號轉導？

從總體上，神經元的功能比膠質細胞重要，因為只有神經元才能進行細胞內和細胞間的信號傳導。然而，最新的證據(jù)提示，事實上膠質細胞也可能積極地參與腦內的信號傳導當前第37頁\共有80頁\編于星期四\20點中樞神經的幾種膠質細胞（銀染法）（1）纖維性星形膠質細胞（2）原漿性星形膠質細胞（3）少突膠質細胞（4）小膠質細胞當前第38頁\共有80頁\編于星期四\20點中樞神經系各種神經膠質細胞的細胞核及神經纖維橫切（脊髓白質，Nissl法染色）當前第39頁\共有80頁\編于星期四\20點中樞神經系統(tǒng)的膠質細胞1．星形膠質細胞（astrocyte）是膠質細胞中體積最大的一種，與少突膠質細胞合稱為大膠質細胞（macroglia）。細胞呈星形，核圓形或卵圓形，較大，染色較淺。①纖維性星形膠質細胞（fibrousastrocyte），多分布在白質，細胞的突起細長，分支較少，胞質內含大量膠質絲。組成膠質絲的蛋白質稱膠質原纖維酸性蛋白（glialfibrillaryacidicprotein,GFAP），用免疫細胞化學染色技術，能特異性地顯示這類細胞。②原漿性星形膠質細胞（protoplasmicastrocyte），多分布在灰質，細胞的突起較短粗，分支較多，胞質內膠質絲較少。星形膠質細胞的突起伸展充填在神經元胞體及其突起之間，起支持和分神經元的作用。有些突起末端形成終板（endfeet），附在毛細血管壁上，或附著在腦和脊髓表面形成膠質界膜（glialimitans）當前第40頁\共有80頁\編于星期四\20點支持作用隔離與絕緣作用引導發(fā)育神經元遷移屏障作用修復與再生作用免疫應答調節(jié)神經元功能1）參與神經遞質代謝；2）維持內環(huán)境離子成分穩(wěn)定，3）合成和分泌神經活性物質星形膠質細胞功能當前第41頁\共有80頁\編于星期四\20點

在銀染色標本中，少突膠質細胞的突起較少，但用特異性的免疫細胞化學染色，可見少突膠質細胞的突起并不很少，而且分支也多。少突膠質細胞的胞體較星形膠質細胞的小，核圓，染色較深。胞質內膠質絲很少，但有較多微管和其他細胞器。少突膠質細胞分布在神經元胞體附近和神經纖維周圍，它的突起末端擴展成扁平薄膜，包卷神經元的軸突形成髓鞘，所以它是中樞神經系統(tǒng)的髓鞘形成細胞。新近研究認為，少突膠質細胞還有向神經元提供營養(yǎng)物質，與神經元有共生關系少突膠質細胞（oligodendrocyte）當前第42頁\共有80頁\編于星期四\20點是膠質細胞中最小的一種。胞體細長或橢圓，核小，扁平或三角形，染色深。細胞的突起細長有分支，表面有許多小棘突。小膠質細胞的數(shù)量少，約占全部膠質細胞的5%左右。中樞神經系統(tǒng)損傷時，小膠質細胞可轉變?yōu)榫奘杉毎谥袠猩窠浵到y(tǒng)受損、炎癥、變性時大量出現(xiàn)。血循環(huán)中的單核細胞亦侵入損傷區(qū)，轉變?yōu)榫奘杉毎瑓⑴c吞噬活動。由于小膠質細胞有吞噬功能，有人認為它來源于血液中的單核細胞，屬單核吞噬細胞系統(tǒng)。小膠質細胞（microglia）當前第43頁\共有80頁\編于星期四\20點為立方或柱形，分布在腦室及脊髓中央管的腔面，形成單層上皮，稱室管膜（ependyma）。室管膜細胞表面有許多微絨毛，有些細胞表面有纖毛。某些地方的室管膜細胞，其基底面有細長的突起伸向深部，稱伸長細胞（tanycyte），它可能在腦脊液與血液或神經氈間起運送物質的作用。室管膜細胞（ependymalcell）當前第44頁\共有80頁\編于星期四\20點周圍神經系統(tǒng)的膠質細胞雪旺細胞（Schwanncell）是周圍神經纖維的鞘細胞，它們排列成串，一個接一個地包裹著周圍神經纖維的軸突。在有髓神經纖維，雪旺細胞形成髓鞘，是周圍神經系統(tǒng)的髓鞘形成細胞?？杀磉_多種神經營養(yǎng)因子：營養(yǎng)，促進突起生長細胞粘連因子：促進軸突生長、再生胞外基質成分：外周神經再生當前第45頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第46頁\共有80頁\編于星期四\20點神經細胞：所分泌生長因子為雪旺細胞必需雪旺細胞：影響神經元生存、分化相互影響當前第47頁\共有80頁\編于星期四\20點Atelectricalsynapses,gapjunctionsbetweenpre-andpostsynapticmembranespermitcurrenttoflowpassivelythroughintercellularchannels.Inadditiontoions,othermoleculesthatmodulatesynapticfunction(suchasATPandsecondmessengermolecules)candiffusethroughgapjunctionalpores.Electricalsynapsessynchronizeelectricalactivityamongpopulationsofneurons.神經元間連接與信號傳遞位點----突觸ElectricalSynapse當前第48頁\共有80頁\編于星期四\20點Atmostinterneuronalsynapses,neurotransmittersarestoredinsynapticvesiclesandarereleasedaftersynapticvesiclefusionattheactivezone(aneventthatistriggeredbyanactionpotentialfollowedbyarapidinfluxofcalciumintothepresynapticterminal).Neurotransmitterreceptorsandaccessorymoleculesaccumulateinthepostsynapticmembranedirectlyoppositetheactivezoneinapostsynapticmembranespecializationknownasthepostsynapticdensity.InterneuronalSynapse(chemicalsynapse)當前第49頁\共有80頁\編于星期四\20點化學性突觸的結構突觸前囊泡,activezone突觸間隙突觸后突觸后致密(postsynapticdensity,PSD)遞質受體當前第50頁\共有80頁\編于星期四\20點SYNAPSE突觸的構造致密突起突觸前柵突觸前孔微管神經細絲滑面內質網突觸下網

當前第51頁\共有80頁\編于星期四\20點SYNAPSE神經元和突觸當前第52頁\共有80頁\編于星期四\20點SYNAPSE突觸的類型根據(jù)突觸組成分類軸-樹突觸最普遍，見于中樞神經系和周圍神經節(jié)軸-體突觸較普遍。軸-軸突觸見于脊髓、三叉神經脊束核、動眼神經核、薄束核、楔束核、外側膝狀體和丘腦。樹-樹突觸見于嗅球、脊髓、丘腦和外側膝狀體。樹-體突觸少見。見于外側膝狀體。樹-軸突觸少見。見于嗅球。體-樹突觸少見。見于大鼠外側膝狀體、蛙視神經。體-體突觸少見。見于嗅球、外側膝狀體。體-軸突觸少見。見于大鼠、海龜?shù)男纳窠浌?jié)。當前第53頁\共有80頁\編于星期四\20點SYNAPSE幾種突觸分布軸體突觸軸軸突觸軸樹突觸軸棘突觸軸棘突觸軸樹突觸軸體突觸當前第54頁\共有80頁\編于星期四\20點SYNAPSE軸-棘突觸樹突樹突棘棘器當前第55頁\共有80頁\編于星期四\20點AtthematureNMJ,pre-andpostsynapticmembranesareseparatedbyasynapticcleftcontainingextracellularproteinsthatformthebasallamina.Synapticvesiclesareclusteredatthepresynapticreleasesite,transmitterreceptorsareclusteredinjunctionalfoldsatthepostsynapticmembrane,andglialprocessessurroundthenerveterminal.NeuromuscularJunction(NMJ)當前第56頁\共有80頁\編于星期四\20點神經遞質

NeurotransmitterClassification當前第57頁\共有80頁\編于星期四\20點NeurotransmitterClassification當前第58頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第59頁\共有80頁\編于星期四\20點TypesofNeurotransmittersinCNSStructureandMechanismIonChannelreceptorsG-Protein-CoupledReceptorsResponsesExcitatoryRecetorsInhibitoryReceptors當前第60頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第61頁\共有80頁\編于星期四\20點FastNeurotransmittersinCentralNervousSysytem當前第62頁\共有80頁\編于星期四\20點G-Protein-CoupledReceptors

當前第63頁\共有80頁\編于星期四\20點G-Protein-MediatedResponses當前第64頁\共有80頁\編于星期四\20點MetabolismofNeurotransmitters當前第65頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第66頁\共有80頁\編于星期四\20點當前第67頁\共有80頁\編于星期四\20點Stagesinthedevelopmentofinterneuronalsynapses.

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