第三章 神经元的兴奋和传导
第三章 神经元的兴奋和传导
第一节 细胞膜的电生理
细胞的生物电现象
生物电现象：细胞在静息或活动状态下 所伴随的各种电现象（离子电流、溶液导电、 静息电位、动作电位等）总称为生物电现象。
一、静息膜电位的形成和维持
静息电位（resting potential）：细胞未受刺激时， 即处于静息状态下存在于膜内外两侧的电位差。 极化：对于机体中的大多数细胞来说，只要处于静息 状态，维持正常的新陈代谢，其膜电位总是稳定在一定的 水平，细胞膜内外存在电位差的这一现象成为极化。 形成膜电位的相关因素： 膜内外离子的浓度梯度、跨膜电势差和离子的渗透性 任意一离子跨膜流动在膜两侧形成的平衡电位计算公司：
三、神经冲动的传导 传导和传递
（一）神经冲动传导的一般特征
１、生理完整性
２、双向传导：顺向冲动、逆向冲动 ３、非递减性 ４、绝缘性 ５、相对不疲劳性
（二）神经冲动传导机理：
局部电流（路）学说
１、无髓纤维的传导
（图） ２、有髓纤维：跳跃传导 郎飞氏结 （图）
四、神经干的电位变化：复合动作电位
１、神经干包含各类显示不同动作电位的神经纤维
分级电位：不同强度的刺激会产生不同大小的电位变化， 这种不同幅值的电位称为分级电位。
极化（polarization）：静息状态下，细胞膜外为正电位，膜内 为负电位的状态，称为极化。
超极化（hyperpolarization）：原有极化程度增强，静息电位 的绝对值增大，兴奋性降低的状态。 去极化（depolarization）：生物膜受到刺激或损伤后，膜内 外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消徐，此种过程称为去极化。 反极化（reversal of polarization）：去极化进一部发展，导 致膜极性倒转，变成膜内为正，膜外为负的相反的极化状态。 超射（overshoot）：极性倒转的部分（即膜电位由零到 +40mV）。 复极化（repolarization）：由去极化状态恢复到静息时膜外 为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。
神经元兴奋和传导教案
神经元兴奋和传导教案。
一、神经元的结构和功能神经元是由细胞体、树突和轴突三部分组成，其中细胞体包含细胞核和细胞质，是神经元的主体。
树突和轴突是神经元主要的信息输入和输出通道，其长度和形态不同，可以影响神经元的功能。
在神经元中，树突主要接收来自其他神经元的信息，而轴突则将信息传递给其他神经元，并与肌肉或腺体细胞相连传递运动信息。
神经元的功能是传递和处理信息，包括感受来自环境的刺激、处理多种感觉信息、负责思考和思维、控制肌肉的收缩和放松等。
因此，神经元可以说整个神经系统中最重要的功能单元，其兴奋和传导机制是神经系统稳定运转的关键。
二、神经元的兴奋和传导机制神经元的运作涉及到神经元内部的离子流动和神经元间的信息传递。
其中，神经元内部的兴奋可以看做是离子流动的结果，而神经元之间的传导则需要通过神经递质完成。
下面我们将重点介绍神经元的兴奋和传导机制。
1.神经元的兴奋神经元内部的兴奋是由电位差引起的，神经元内外存在着不同的离子浓度和电位。
神经元内部电压相对于外部电压的值称为膜电位，通常情况下，膜电位为-70mv。
当神经元受到刺激时，离子通道将发生变化，导致离子向内流动或外流动，从而改变神经元内部的电位。
当膜电位达到一定值时，神经元会产生兴奋并传递信息。
神经元内部兴奋的过程如下:刺激—>离子通道打开—>内部离子流入或流出—>膜电位改变—>兴奋产生2.神经元的传导神经元之间的信息传递需要通过神经递质完成。
神经递质是一种化学物质，存在于神经元轴突末端的小泡中。
神经元内部的兴奋可以促使小泡释放神经递质，而神经递质则可以通过受体与接受信息的神经元连接起来，从而实现信息传递。
神经元间信息传导的过程如下:神经元兴奋—>小泡释放神经递质—>神经递质与受体结合—>信息传递三、神经元兴奋和传导教案1.教学目标掌握神经元的结构、功能以及神经元内部的兴奋和传导机制。
2.教学重点和难点重点：神经元的结构和功能、神经元内部兴奋和传导机制。
人体解剖生理学 第三章 神经系统
颈段 8节（C1~8） 胸段 12节（T1~12） 腰段 5节（L1~5） 与椎骨的对应关系 颈1~4节（C1~4） 颈5~8节（C5~8） 胸1~4节（T1~4） 胸5~8节（T5~8） 胸9~12节（T9~12） 腰1~5节（L1~5） 骶1~5节（S1~5） 尾节（Co1）
骶段
5节（S1~5）
脊N
传出N
组织学
胞体
神经元
髓鞘
树突
突起
轴突 + 施万C 有髓 神经纤维 无髓
中枢N：灰质 神经核 胞体 周围N：神经节 神经元 中枢N：白质 突起 传导束 周围N：神经
• 神经系统的演化： 从简单到复杂：结构、功能 • 神经系统的发生： 古皮层 旧皮层 新皮层
第二节 神经的兴奋与传导
一、神经细胞生物电现象 人体及生物体活细胞在安静和活动时都 存在电活动，这种电活动称为生物电现象。
（二）神经冲动在同一细胞中的传导
•→在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差 •→膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动 膜内的 正电荷由兴奋部位向静息部位移动→形成局部电流
• 传导方式： 无髓鞘N纤维的兴奋传导为 近距离局部电流； 有髓鞘N纤维的兴奋 传导为远距离局部电流(跳跃式)。
有髓神经纤维传导兴奋的方式是跳跃式传导
前角外侧群
前角内侧群
后角 1）后角边缘核 与痛觉有关 2）胶状质 3）后角固有核： 传导痛温觉的重要核团， 接受后根纤维，发出纤维 至丘脑——脊髓丘脑束。
后角边缘核 胶状质
后角固有核
边缘层 胶状质 后角固有核
中间带 1）胸核：
3）中间外侧核： 在侧角内（T1~L3段），与内脏 运动有关（交感神经的节前神 接受后根纤维，发出纤维至小 经元），发出纤维随前根走出。 脑，与反射性本体感觉有关。 4）骶副交感核： 2）中间内侧核： 接受后根纤维，与内脏感觉有关。 位于骶2~4段，与内脏运动有 关（副交感的节前神经元）。 胸核
神经元的兴奋和抑制调节
神经元的兴奋和抑制调节神经元是构成神经系统的基本单位，负责传递和接收信息。
为了保持正常的神经活动，神经元需要进行兴奋和抑制调节。
本文将探讨神经元的兴奋和抑制调节的机制和作用。
一、神经元的兴奋调节神经元的兴奋调节是指神经元受到刺激后，产生传递神经信号的过程。
神经元的兴奋调节主要依赖于神经细胞膜上的离子通道和神经传导物质的作用。
1. 神经细胞膜上的离子通道神经细胞膜上存在不同类型的离子通道，包括钠通道、钾通道和钙通道等。
在兴奋调节过程中，钠通道起到主导作用。
当神经细胞受到刺激时，钠离子从细胞外流入细胞内，使细胞内电位变得正性，从而引发动作电位的产生。
动作电位的传导依赖于钠通道的打开和关闭。
2. 神经传导物质的作用神经传导物质是神经元间传递信号的化学物质。
兴奋调节过程中，神经元释放兴奋性传导物质（如谷氨酸、多巴胺等），这些传导物质通过突触传递给其他神经元，刺激其产生兴奋反应。
二、神经元的抑制调节神经元的抑制调节是指神经元在传递信息过程中，通过一系列机制减弱或阻止神经信号的传递。
抑制调节的目的是维持神经系统的平衡，并防止过度兴奋。
1. 神经细胞膜上的离子通道和兴奋调节类似，抑制调节过程中离子通道也起到关键作用。
其中，氯离子通道扮演重要角色。
当神经元受到抑制性传导物质（如γ-氨基丁酸）刺激时，氯离子通道打开，使氯离子从细胞外进入细胞内，细胞内电位变为负性，从而抑制动作电位的产生。
2. 抑制性传导物质的作用抑制性传导物质通过突触传递到其他神经元，抑制其产生兴奋反应。
常见的抑制性传导物质包括γ-氨基丁酸（GABA）和甘氨酸等。
这些传导物质通过与神经元表面的受体结合，调节其活动状态，从而实现抑制调节的效果。
三、神经元的兴奋和抑制调节的作用神经元的兴奋和抑制调节通过精确的调控机制，实现神经系统功能的恢复和维持。
它们在许多重要的生理过程中发挥作用，包括感觉传递、运动控制、记忆形成等。
兴奋调节使神经信号能够快速传递，从而使身体对外界刺激做出快速反应。
高三生物——兴奋的产生、传导与传递
高三生物——兴奋的产生、传导与传递知识梳理
1.兴奋在神经纤维上的传导
(1)传导形式：电信号，也称神经冲动、局部电流。
(2)传导过程
(3)传导特点：双向传导，即图中a←b→c。
(4)兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系(如图)
①在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向相反。
②在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同。
2.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触结构与类型
①结构：由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。
②主要类型
(2)突触处兴奋传递过程
(3)兴奋在突触处的传递特点：单向。
原因如下：
①递质存在：神经递质只存在于突触小体内的突触小泡中。
②递质释放：神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
■助学巧记
巧记神经递质“一·二·二”。
高三生物一轮-神经调节之兴奋的产生、传导和传递
乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质， 其合成与释放见示意图。据图回答问题： （1）图中A-C表示乙酰胆碱，在其合 成时，能循环利用的物质是________ （填“A”、“C”或“E”）。除乙酰 胆碱外，生物体内的多巴胺和一氧化氮 ________（填“能”或“不能”）作为 神经递质。 （2）当兴奋传到神经末梢时，图中突 触小泡内的A-C通过_______这一跨膜运 输方式释放到_______，再到达突触后膜。 （3）若由于某种原因使D酶失活，则 突触后神经元会表现为持续_______。 （1）C 能
第三节 神经冲动的产生和传导
兴奋在神经纤维上的传导
适宜刺激
+++++++++++++++++++++++++ ------------------------------------------------+++++++++++++++++++++++++
兴奋在神经纤维上的传导
适宜刺激
++++++----++++----+++++++ ------++++----++++------------++++----++++------++++++----++++----+++++++
第三章神经元兴奋和传导人体及动物生理学
++
+
A-
++ ++ +
++ +
+ A-
+
当促使K+外流力与阻止K+外+ 流力A- 平衡时,
+
+
即, K+的电化学驱动力为零时+, A-
A-
K+的净通量为零 →K+平衡电位(RP) 第三章神经元兴奋和传导人体及动 物生理学
大量实验证明：当细胞外的K+浓度降低时，静 息电位增大；膜外K+浓度增高时，静息电位减 小，而改变Na+浓度对其无明显影响，说明静 息电位主要是由K+的平衡电位决定的。
第三章神经元兴奋和传导人体及动 物生理学
表3-1 哺乳动物骨骼肌细胞内外离子浓度和电位
————————————————————————
离子
细胞外液 胞 质
平衡电位
(mmol/L) (mmol/L)
(mV)
————————————————————————
Na+
145
12
+65
K+
4
155
-95
Cl-
第三章
神经元的兴奋和传导
第一节 细胞膜的电生理
细胞膜电位：脂质双分子层构成绝缘层，细胞膜内、 外带电离子的不均等分布，使细胞膜两侧产生了一定 的电位差。
细胞膜的生物电现象：细胞膜受刺激后产生的电化学 性质的变化。
第三章神经元兴奋和传导人体及动 物生理学
静息状态 静息电位 兴奋状态 动作电位
静息电位和动作电位的离子基础 (生物电现象的离子学说)
兴奋在神经元之间的传导
脑电活动
兴奋传导产生的脑电活动是我们记录和研究大脑功能的重要指标。
神经调控
通过神经调节机制，大脑可以增强或抑制兴奋传导，控制信息的处理。
神经元兴奋门槛
神经元兴奋门槛是指神经元接收到足够的刺激电位时才能产生兴奋反应的电位阈值。
位置
静息状态电位
兴奋门槛
神经递质释放区域
↘️
↗️
轴突末梢
↘️
↗️
树突末端
↘️
↗️
神经元兴奋阈值
神经元兴奋阈值是指达到兴奋状态所需的最小刺激电位。
低阈值
高阈值
兴奋状态的神经元具有较低的兴奋阈值。
抑制状态的神经元具有较高的兴奋阈值。
信。
神经元的功能
1
接收信号
2
通过树突从其他神经元接收电化学信号。
3
处理信息
在神经元内部对接收到ຫໍສະໝຸດ 信号进行处理和整合。传导信号
通过轴突将信号传递给其他神经元或靶细胞。
4
调节体内功能
通过神经元网络控制身体的生理和行为功能。
神经元传导的类型
化学传导
电传导
无突触传导
通过神经递质分子在突触间
通过离子在神经元膜上的运
兴奋在神经元之间的传导
神经元之间的兴奋传导是神经系统中重要的过程之一。下面将介绍神经元的
结构和功能以及不同类型的神经元传导。
神经元的结构
细胞体（胞体）
树突
神经元的中心，包含细胞核和细胞质。
从细胞体分支出，接收和传导信号。
轴突
突触
从细胞体延伸出，将信号传递给其他神经元。
位于轴突末端的连接点，用于与其他神经元进行通
一些神经元可以直接通过细
传递信号。
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一、 静息膜电位的形成和维持
静息电位 (Resting Potential, RP)
概念：细胞未受刺激时，即处于“静息”状态下存 在于细胞膜两侧的电位差。
膜内较负，哺乳动物神经和肌肉细胞为-70~ -90mV 极化(polarization)：膜内外两侧电位维持内负外
正的稳定状态。
In the resting state and without stimulation, cells maintain a nrelative to the outside.
Ek=60log[K+]o/[K+]i (mV)
证据： 改变细胞内外的K+浓度，膜电位也随之改变。 改变细胞内外Na+ 的浓度，对静息电位没有影响。
（二） Na+的扩散对膜电位的作用： Na+平衡电位
Na+平衡电位的幅度比K+平衡 电位的小
（三） K+ 和Na+对膜电位的作用
（四） Na+- K+泵和静息电位的维持
条件:
① 膜内外存在[Na+]差: [Na+]o ＞[Na+]i ≈ 10∶1 ；
② 膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加： 即电压门控性Na+、K+通道先后激活而开放。
动作电位的峰值接近于Na+平衡电位 。 (Na+ equilibrium potential )
第三章
神经元的兴奋和传导
第一节 细胞膜的电生理
静息状态 静息电位 兴奋状态 动作电位
静息电位和动作电位的离子基础 (生物电现象的离子学说)
离子学说 生物电的产生依赖于细胞膜对 化学离子严格的选择通透性及其在不同条 件下的变化。
细胞生物电活动的产生主要是由于
✓ 带电离子跨膜分布的不均衡性 [Na+]o ＞[Na+]i ≈10∶1, [K+]i ＞[K+]o ≈ 30∶1
The action potential is a rapid depolarization of the membrane potential, which can be propagated over the surface of the cell.
（一）细胞的兴奋和阈刺激
1. 刺激与反应 (stimulus and response)
阈下刺激 (subthreshold stimulus) 阈上刺激 (superthreshold stimulus)
衡量兴奋性的指标
阈值（阈强度） 阈强度高，兴奋性低； 阈强度低，兴奋性高。
（二）分级电位和动作电位
极化 (polarization)：膜内外两侧电位维持内负外 正的稳定状态。
✓ 细胞膜在不同条件下对离子通透性的变化
Two characteristics of cells contribute to their ability to maintain this electrical potential. First, different types of ions are unequally distributed across the cell membrane. Second, the cell membrane is differentially permeable to ions.
RP 是在离子浓度梯度、电位梯度及离子泵 的作用下， K+通过膜转运达到平衡的 K+平衡电位 (Equilibrium potential, EK)。
二、细胞膜动作电位 (Action Potential, AP)
概念：指各种可兴奋细胞受到刺激时，细胞膜 在静息电位的基础上产生的快速、可逆的 电位变化，包括去极化、复极化等环节。
刺激：能引起生物机体活动状态发生变化的 各种环境因子。 直接刺激 (direct stimulus) 间接刺激 (indirect stimulus)
反应：由刺激而引起的机体活动状态的改变。 兴奋和抑制
2. 兴奋和兴奋性 (excitation and excitability)
兴奋：活组织因刺激而产生冲动的反应 冲动 (impulse)：可传导的快速生物电变化 可兴奋组织 (excitable tissue) 兴奋性：可兴奋组织受到有效刺激时，具有发生
兴奋即产生冲动的能力。
3. 引起兴奋的主要条件 Factors for stimulus inducing excitation
组织的机能状态 刺激的特征
– 强度 (strength) – 时间 (duration) – 强度-时间变化率 (dV/dt)
阈强度 (threshold intensity) 或阈值 (threshold)： 当固定刺激持续时间和强度-时间变化 率不变时，刚能引起组织兴奋的最小刺激 强度。
（一） K+的扩散对膜电位的作用：K+平衡电位
条件： ① 静息状态下膜内、外离子分布
不均衡 [Na+]o ＞[Na+]i ≈10∶1, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 ② 静息状态下细胞膜对离子的通 透性具有选择性:
K+ 通透性大而 Na+基本不通透
机制： 膜两侧[K+]差是促使K+扩散的动力，但随着K+的不 断扩散，膜两侧不断加大的电位差是K+继续扩散的 阻力，当动力和阻力达到动态平衡时，K+的净扩散 通量为零→膜两侧的平衡电位。
能够导致膜对Na+通透性突然 增大的临界膜电位数值。 （能触发AP产生的临界膜电 位数值）
阈刺激就是刚能使膜电位降 低到阈电位水平的最低刺激 强度。
神经纤维动作电位的时相 ①静息相, ②去极相 (上升相), ③复极相 (下降相)
（三）动作电位的形成机制
Mechanism of action potential
去极化或除极化 (depolarization)：膜内负电位减 小甚至由负转正的过程。
反极化 超射 (overshoot) 复极化 (repolarization)：去极化后，再向静息电
位水平恢复的过程。 超极化 (hyperpolarization)：膜内负电位增大的
过程。
阈电位 (Threshold potential)