生命科学导论作业

生命科学导论

-----------有关神经系统的调节突触

一．概念

突触是两个神经元之间或神经元与效应器细胞之间相互接触、并借以传递信息的部位。它是神经元之间的联系和进行生理活动的关键性结构。首先由英国神经生理学家 C.S.谢灵顿（Charles Scott Sherrington）1897年研究脊髓反射时引入生理学，用以表示中枢神经系统神经元之间相互接触并实现功能联系的部位。而后，又被推广用来表示神经与效应器细胞间的功能关系部位。

二．分类

1. 化学性突触

光镜下，多数突触的形态是轴突终未呈球状或环状膨大,附在另一个神经元的胞体或树突表面，其膨大部分称为突触小体或突触结。

根据两个神经元之间所形成的突触部位，则有不同的类型，最多的为轴-体突触和轴-树突触此外还有轴-棘突触，轴-轴突触和树-树突触等等。通常一个神经元有许多突触，可接受多个神经元传来的信息。

电镜下，突触由三部分组成：突触前部、突触间隙和突触后部。突触前部和突触后部相对应的细胞膜较其余部位略增厚,分别称为突触前膜和突触后膜，两膜之间的狭窄间隙称为突触间隙。

（1）突触前部神经元轴突终末呈球状膨大,轴膜增厚形成突触前膜，厚约6～7nm。在突触前膜部位的胞浆内,含有许多突触小泡以及一些微丝和微管、线粒体和滑面内质网等。突触小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。各种突触内的突触小泡形状和大小颇不一致，是因其所含神经递质不同。

（2）. 突触后部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,形成突触后膜。厚为20～50nm,比突触前膜厚,在后膜具有受体和化学门控的离子通道。根据突触前膜和后膜的胞质面致密物质厚度不同,可将突触分为Ⅰ和Ⅱ两型:①Ⅰ型突触后膜胞质面致密物质比前膜厚,因而膜的厚度不对称,故又称为不对称突触；突触小泡呈球形,突触间隙较宽（20～50nm）；一般认为Ⅰ型突触是兴奋性突触,主要分布在树突干上的轴-树突触。②Ⅱ型突触前、后膜的致密物质较少,厚度近似,故称为对称性突触,突触小泡呈扁平形,突触间隙也较窄（10～20nm）。认为Ⅱ型突触是一种抑制性突触,多分布在胞体上的轴-体突触。

（3）. 突触间隙是位于突触前、后膜之间的细胞外间隙,宽约20～30nm,其中含糖胺多糖（如唾液酸）和糖蛋白等,这些化学成分能和神经递质结合,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。

2. 电突触

电突触是神经元间传递信息的最简单形式,在两个神经元间的接触部位,存在缝隙连接,接触点的直径约为0.1～10μm以上。也有突触前、后膜及突触间隙。轴突终末无突触小泡,

传导不需要神经递质,是以电流传递信息,传递神经冲动一般均为双向性。神经细胞间电阻小,通透性好,局部电流极易通过。电突触功能有双向快速传递的特点,传递空间减少,传送更有效。

电突触的形式多样,可见有树-树突触、体-体突触、轴-体突触、轴-树突触等。

电突触对内、外环境变化很敏感。在疲劳、乏氧、麻醉或酸中毒情况下,可使兴奋性降低。而在碱中毒时,可使兴奋性增高。

神经递质

一．概念

在化学突触传递中担当信使的特定化学物质

二．神经递质的特征

①、在神经元内合成。②、贮存在突触全神经元并在起极化时释放一定浓度（具有显著生理效应）的量。③、当作为药物应用时，外源分子类似内源性神经递质。④、神经元或突触间隙的机制是对神经递质的清除或失活。如不符合全部标准，称为“拟订的神经递质”。三．神经递质的分类

脑内神经递质分为四类：生物原胺类、氨基酸类、肽类、其它类

生物原胺类神经递质是最先发现的一类，包括：多巴胺（DA）、去甲肾上腺素（NE）、肾上腺素（A）、5-羟色胺（5-HT）也称（血清素）。

氨基酸类神经递质包括：γ-氨基丁酸（GABA）、甘氨酸、谷氨酸、组胺、乙酰胆碱（Ach）。肽类神经递质分为：内源性阿片肽、P物质、神经加压素、胆囊收缩素（CCK）、生成抑素、血管加压素和缩宫素、神经肽y。

其它神经递质分为：核苷酸类、花生酸碱、阿南德酰胺、sigma受体（σ受体）。

电突触和化学突触的区别

电突触的特点：（1）突触前后两膜很接近，神经冲动可以直接通过，速度快；（2）传导没有方向之分，形成电突触的2个神经元的任何一个发生冲动，即可以通过电突触而传给另一个神经元。

化学突触的形态特点是2个神经元之间有一个宽约为20nm～30nm的缝隙。缝隙的前后分别为突触前膜和突触后膜，缝隙的存在使神经冲动不能直接通过，只有在某种化学物质，即神经递质的参与下，在神经递质与突触后膜上的受体结合后，突触后神经才能去极化而发生兴奋。

化学突触,其传递是单向性的, 而电突触多数是双向传导的。

化学突触是以化学物质（神经递质）作为通讯的媒介，电突触是亦即缝隙连接，是以电流（电讯号）传递信息。

关于电突触和化学突触具体的见突触的分类。

兴奋性递质和抑制性递质

神经递质按其与受体作用后对突触后神经元的效应分为兴奋性和抑制性两类，分别对突触后神经元起兴奋和抑制的作用。

兴奋性递质及其受体的作用可以使突触后神经元细胞膜两侧的电位差减少，使膜发生去

极化，产生兴奋性突触后电位，使兴奋易于扩散，有促发惊厥的作用，如常见的Ach、5-羟色胺（5-HT）等。

抑制性递质可以使突触后膜发生超极化，产生抑制性突触后电位，使膜更加稳定，减少发生惊厥的可能性。γ-氨基丁酸（GABA）、甘氨酸、天冬氨酸、去甲肾上腺素等是主要的抑制性突触的递质。

脊椎动物的神经系统及其功能

脊椎动物的神经系统高度集中。在形态上和无脊椎动物神经系统迥然不同。第一，脊椎动物没有像环节动物、节肢动物那种腹神经索样的中枢神经系统，而有一个位于身体背面的脑和脊髓。从胚胎发育上看，胚胎背部外胚层沿胚胎长轴内褶成沟，然后脱离外胚层而成一条位于外胚层之下的神经管。神经管的前部发育成脑，后部发育成脊髓。由于脑和脊髓来自不分节的神经管，因而没有分化为顺序排列的神经节，而内部中央部分总是保留着一个或大或小的管道。

一．中枢神经系统

1.脑脊膜和脑脊液

中枢神经系统是软组织，外面有骨骼包围，表面还裹以结缔组织软膜，即脑脊膜，这些都使脑受到很好的保护。脑脊膜分3层，外层厚而有韧性，为硬膜，内层薄而多血管，为软膜，两者之间有疏松网状结缔组织，即蛛网膜。脑膜炎就是脑膜发炎之症。3层脑膜之间充以脑脊髓液，有缓冲撞击的作用。脑的内腔（脑室）和脊髓的中央管中也都有脑脊髓液。各处脑脊液都是相通的，和血液循环系统也是相通的，其成分和血浆相似，但蛋白质和K+、Ca2+含量少，Na+、Cl－较多。

2.脊髓

脊髓是一条灰白色的长管，位于脊柱的背面，前端和脑的最后部分，即延髓相连，后端终止于脊柱的末端。每一椎骨的椎体背部是一拱门状构造，称为神经弓，各椎骨的神经弓顺序相接，形成一管，称椎管，脊髓就位于这个管中。

脊髓有2个功能：①传导，周围神经（脊神经）传来的冲动经脊髓而上行入脑，脑的信息也经脊髓、脊神经而达到身体各部；②反射中心，反射弧是由位于脊髓外面的感觉神经元及其传入纤维，和位于脊髓内面的运动神经元及其传出纤维等构成的。

脊髓的中央部分在脊髓横切面上成蝴蝶形，称为灰质。细胞体和突触都位于灰质。灰质的左右两“翅”又可分为背角和腹角两部分。感觉神经的细胞体位于脊髓外面的脊神经节中，它们的纤维从背角进入灰质。运动神经的细胞体位于腹角，它们的轴突从腹角伸出，和进入背角的感觉神经组成脊神经，分布到身体各部。除运动神经元外，脊髓中所有其他神经元都是中间神经元。中间神经元及其轴突、树突，都位于灰质中。灰质之外是白质。白质中没有细胞体，主要是成束的神经纤维。

3.脑

（1）大脑：原始形式的大脑较小，只是左右一对表面平滑的隆起，即大脑半球，和从大脑半球伸向前面的嗅球。两半球的腔即第一、二脑室。大脑表面为白质，即神经纤维集中的地方，其下靠近脑室的部分为细胞本体所在的灰质。这种原始形式的大脑大概只有嗅觉的功能，还不能起更复杂的协调以及互相联系的作用。

大脑皮质功能定位感觉区和运动区哺乳动物和人的感觉功能和运动功能在大脑皮质有确定的部位负责。根据功能的不同，可将大脑皮质划分为不同的感觉区和运动区，如皮质的后部有视区。用电刺激视区，受试者就会有光亮之感。视区损伤，视觉就要丧失，如果头的后部受到重击，被击者常发生眼前骤亮，“金星乱跳”的感觉。这是由于受击头颅的内面正是

大脑视区之故。大脑侧面有听区，损伤听区可导致失听。两大脑半球的侧面各有一条从上到下的沟，为中央沟，沟前为体运动区，管理身体各部肌肉的协调运动；沟后为身体感觉区，感知触、冷、热、压力等来自皮肤感受器的信息。

联络区——语言和记忆除感觉区和运动区外，大脑皮质其他部分概属联络区。联络区的神经元不直接和感觉器官或肌肉相连，它们是连通大脑各区以及大脑和脑的其他部分的中间神经元。联络区很重要，诸如记忆、推理、学习、想象、心理活动等高级的智慧活动都是依赖于联络区的。甚至人的个性也是和联络区有关的。来自各处的神经冲动，经过联络区的整合，才成为有意义的神经活动过程，才能使身体做出相应的反应。

（2）丘脑：在低等脊椎动物，丘脑是主要的感觉整合中心。人和其他哺乳类，大脑取代了丘脑的一部分功能，但丘脑仍是重要的感觉整合中心。来自脊髓和脑后部的感觉冲动要通过丘脑，在丘脑转换神经元后进入大脑的。

（3）网状激活系统：在丘脑、中脑、延髓和脑桥（延髓前方）的深部，有由神经细胞体和纤维组成的一个很复杂的神经网，称为网状激活系统。无论是传入大脑的感觉通路，还是从大脑传出的运动通路，神经纤维都进入网状激活系统和这一系统的神经元形成突触。网状激活系统的神经元是非特异的：同一神经元对多种信息，如痛、听、视等都能发生反应。似乎这一系统的作用是“随时警惕”、一发警报”，或者说起着“闹钟”的作用，使我们随时处于清醒状态。网状激活系统收到信息后立即向脑的相应部位发出信号，使这一部位活化或“醒”过来，从而发生反应。刺激越强，网状激活系统发出的信号也越多，接受信号的部分也越容易被激活。睡眠时卧室灯光应该暗淡，周围人的动作应该轻巧，因为这样可使网状激活系统不兴奋，不起激活作用，也就是“闹钟不响”。否则“闹钟”长鸣，怎能入睡！巴比妥一类安眠药的作用就是封闭网状激活系统。网状激活系统如果损伤，人就要处于昏迷状态。（4）下丘脑：下丘脑位于丘脑下面，又称丘脑下部。下丘脑是内脏机能的重要控制中心。刺激下丘脑的不同部分可引起饥饿、口渴、冷、热、疼痛等感觉。下丘脑还有调节体温的功能。

下丘脑有控制喜、怒、哀、乐等情绪的功能。刺激下丘脑，可引起猫的愤怒紧张的表现：毛发直竖，弓背，瞳孔放大等。撤除刺激，这些反应随之消失。

下丘脑还有分泌激素的功能，催产素和升压素就是下丘脑分泌的。神经系统和内分泌系统的关系是十分密切的。其实，垂体后叶就是下丘脑延伸、分化而成的，和下丘脑是相连的，故称神经垂体。此外，下丘脑还能分泌多种“释放因子”来控制内分泌腺的活动，如促性腺激素释放因子、促甲状腺激素释放因子、促肾上腺皮质激素释放因子等。

（5）边缘系统：没有明确的界限，不是一个解剖学单位，只是一个有一定功能的部分。它的神经元将下丘脑和大脑皮质联系起来，其活动也是与情绪，如激动、欢快、郁闷、性行为、生物节律等有关。“奖励中心”和“惩罚中心”这2个中心大概都是和动物的情绪、动机、行为有关的。此外，边缘系统中的海马体等，还与记忆，包括短期的记忆和长期的记忆的建立有关。所谓短期的记忆是指不贮存的记忆，如看一下某人的名片，就能把他的姓名抄下来，并不记住他的姓名；长期的记忆则是反复阅读而把他的姓名贮存于脑中，过些时间仍能提取出来。这些活动都与边缘系统有关。

（6）中脑：在鱼类和两栖类，中脑很重要，各种感觉信息都是从感觉（传入）神经进入中脑，在中脑整合之后，由中脑作出决定，发布指令，通过运动神经而达效应器。鱼类和两栖类的中脑背部分化成接受光刺激的视叶。哺乳类的新皮质，取代了中脑的许多功能，因而中脑不发达。哺乳类中脑的上部分化为4个突起，称为四叠体，其中有视觉和听觉的反射中心。狗遇强光时瞳孔收缩，听见声音时两耳竖起，这些反射中心都位于中脑。

（7）小脑：小脑包含一个中央部分和左右2个半球。小脑表层是灰质，其下是白质。小脑的功能主要是调节各肌肉的活动，以保持动物身体的正常姿势。脊椎动物各纲小脑发育的程

度和动物活动的程度大致是相关的，如圆口类、两栖类和爬行类的小脑是小而不发达的。小脑如受到损伤或被摘除，肌肉就失去了协调的运动，鸟不能飞翔，人的各种肌肉协调活动，如语言、舞蹈、体操、骑自行车等都不可能，身体也将失去平衡。婴儿仰卧床上，手脚乱动，但不能完成一个准确而有目标的运动，这是因为婴儿小脑机能尚未完善。以后小脑发展起来，能够调整从大脑送来的信息，这时各肌肉的活动才能得到协调。

（8）脑桥：在哺乳类，小脑下面，中脑和延髓之间有一膨大部分，即是脑桥。脑桥主要是由联系延髓及其前面各部分的神经束所组成，是脑各部分联系和整合的环节。脑桥中有横向排列的神经束，和小脑相通，可协调小脑左右两半球的活动。脑桥中还含有呼吸中枢，有调节呼吸的作用。

（9）延髓：延髓是脑子的最后部分，和脊髓相连接。延髓十分重要，含有多种“活命中枢”，如呼吸中枢、心搏和血压中枢以及控制吞咽、咳嗽、喷嚏和呕吐的中枢等。因此延髓是维持内稳态的重要器官。许多维持生命的必要反射都通过延髓来实现。延髓和脑桥的腔是第四脑室。

二．周围神经系统

1.脑神经：人有12对脑神经，主要分布于头部的感官、肌肉和腺体。爬行类和鸟类也有12对脑神经。鱼类和两栖类只有10对。这些神经有些是由感觉神经纤维组成的，如第Ⅰ对嗅神经，起于鼻腔嗅粘膜的嗅觉细胞；第Ⅱ对视神经，起于眼球后的视网膜；Ⅷ第对听神经，连于耳蜗（听）和半规管（平衡）；有些是由感觉神经纤维和运动神经纤维混合组成的，如第Ⅴ对三叉神经，感觉纤维分布在牙齿和颜面皮肤，运动纤维分布到咀嚼肌。第X对迷走神经，也是混合神经，分布在大动脉、心、肺、胃、食管等器官，是副交感神经系统的重要部分。此外，第Ⅲ、Ⅸ、Ⅶ脑神经也都含副交感神经纤维。

2.脊神经：脊神经都是既含感觉神经纤维又含运动神经纤维的混合神经。人的脊神经共31对，顺序分配到身体一定部位的感受器和效应器。每一脊神经从脊髓出来时都有背腹2个“根”，两根相合为一，即成脊神经。感觉神经纤维（传入纤维）从背根进入脊髓，背根上有脊神经节，传入神经细胞体位于脊神经节。运动神经纤维（传出纤维）从腹根出脊髓，细胞体（运动神经元）位于脊髓的灰质。如果切断某一脊神经的背根，该神经所“主管”的部分就将完全失去感觉，但肌肉则保持正常；如果切断腹根，该神经所“主管”部分的肌肉将全部瘫痪，但各种感觉，如触觉、压觉、温觉和冷觉、运动觉、痛觉等则全部正常。三．自主神经系统

分配到心、肺、消化管及其他脏器的神经属自主神经系统，又称内脏神经系统。这一系统又分为交感神经系统和副交感神经系统，其功能是调节体内环境条件，如血压、心率、体温等，使之保持稳定。

自主神经系统也是一种周围神经系统，是分布在脏器的周围神经系统。自主神经系统的传入神经和分布在躯体部分的周围神经系统是共同的。例如，肠胃上的感觉神经也要通过脊神经的背根而进入中枢。自主神经系统的主要特点是不受意志的控制。我们不能随意地改变心跳的速度，也不能使肠胃蠕动加快或减慢。这一系统由此而得到了“自主”的名称，虽然这一名称不甚确切。这一系统的另一特点是，每一脏器同时接受交感和副交感两套神经纤维，两者的作用是相反的：一个是使器官的活动加强，另一个是使器官的活动减弱。

在结构上，自主神经系统的传出（运动）神经含有两个神经元，而不像身体其他部分的运动冲动的传导径路只有一个神经元。这2个神经元的第一个位于脑或脊髓，称为节前神经元，其纤维伸入脑或脊髓外面的神经节中；第二个神经元的细胞体位于这个神经节中，以树突与节前神经元的轴突形成突触。

海洋学院生物技术081班徐娜520831111