医学神经生物总结

1神经生物复习纲要第一章绪论神经生物学(neurobiology)1.概念:从分子、细胞和整体水平研究神经系统的结构，功能与发育等问题的综合性科学。2.特点：1）以研究神经系统为目的的综合科学(多学科、多层次）；2）是生命科学中一门基础实验科学；3）是一门新兴的科学。3.目标：认识脑、保护脑和创造脑（神经科学又称为脑科学）4.六大分支学科：分子神经生物学；发育神经生物学；细胞神经生物学；比较神经生物学；系统神经生物学；行为神经生物学常用神经生物学研究方法一．形态学1.组织制片：石蜡切片；冰冻切片；火棉胶制片；撕片2.神经组织化学染色技术HE染色；Golgi法（镀银染色，显示神经细胞的细胞骨架和细胞形态，如大脑皮层锥体细胞、小脑蒲氏细胞）Cajal法（镀染神经原纤维）；Nissl法；铁苏木精或锇酸染色（显示髓鞘的板层状结构）3.免疫细胞化学染色4.神经形态功能定位法：一氧化氮合酶法5.束路追踪技术：辣根过氧化物酶(HRP)法；同位素追踪技术；荧光素追踪技术二、神经细胞和/或组织培养技术是从机体中取出神经组织或细胞，模拟机体内生理条件在体外进行培养，使之生存和生长。三、膜片钳技术(patchclamp)是可以对一块单独的细胞膜片（或整个细胞）的电位进行钳制的一项电生理技术。通过对膜电位的钳制可以观察通过离子通道的电流，膜片钳放大器正是通过维持电压的恒定而测出这种电流。运用膜片钳技术记到的最小电流可达到pA级(10-12A)。其记录的主要方式：细胞贴附式；外面向外；内面向外；全细胞记录第二章一．神经元1.形态和结构：胞体（含丰富的尼氏体和神经原纤维），树突（接受刺激），轴突（传出神经冲动）2．分类根据突起的数目：多极神经元(如脊髓运动神经元)，双极神经元(如视网膜双极细胞)，假单极神经元(如脊髓背根节细胞)根据轴突的长短：GolgiⅠ型神经元（长轴突的大神经元，如锥体细胞、梭型细胞）；GolgiⅡ型神经元（短轴突的小神经元，颗粒细胞）根据神经元的功能：感觉神经元，运动神经元，中间神经元根据神经元释放的神经递质：胆碱能神经元，胺能神经元，肽能神经元，氨基酸能神经元。2二．突触(synapse)指一个神经元与另一个神经元或某些非神经元细胞之间具特殊结构和传递信息功能的部位，突触传递神经信息通常是有一定方向的。可分为化学性突触和电突触1.化学性突触分型：2.化学性突触的超微结构1）突触前部(突触前成分)：a．突触前致密物质是由多种纤维丝形成，一种是肌动蛋白丝，另一种是脑血影响蛋白b．突触囊泡：清亮囊泡：按其形态又可分为圆形小泡—S型，扁平小泡—F型，不规则小泡—IS型致密核芯囊泡:G型小泡的直径约30～50nm，多含儿茶酚胺。而Ｌ型小泡的直径为70～120nm，多为肽类神经分泌颗粒2）突触后膜（突触后成分）突触后致密区（PSD）是由细丝和颗粒组成，其中肌动蛋白、脑血影蛋白和钙调蛋白等以大分子复合物的形式结构基质支架作用，其内容纳其它蛋白，如通道蛋白，受体蛋白，各种糖蛋白，微管蛋白以及微管结合蛋白等。3）突触间隙：宽约20～40nm，前、后膜之间有物质粘着在一起。3.电突触：即缝隙链接，多见于无脊椎动物4.突触传递的过程：递质释放，受体识别，信号转导，胞内效应5.突触的可塑性（synapticplasticity）由于机体内外环境变化所引发的突触活动情况的变化。宏观上可以表现为：发育可塑性，记忆的形成，神经损伤后功能恢复，药物成瘾，神经褪变等。微观上可以表现为突触形状、大小、数目，通道、蛋白表达的变化等。三、胶质细胞：在CNS，有大胶质细胞（星形胶质细胞，少突胶质细胞）、小胶质细胞、室管膜细胞、脉络丛细胞；在PNS，有雪旺细胞1.星形胶质细胞（astrocyte）1）形态:常用硝酸银染色，体积大，呈星形，胞核淡染，胞质中无尼氏体2）特点:位于CNS，分布最广泛，体积最大，核染色最浅，含胶质原纤维（胶质原纤维酸性蛋白GFAP）由胞体发出许多长而分支的星状突起，伸展并充填于神经元胞体与突起以及神经元与毛细血管之间，构成血脑屏障。3）功能：支持，营养，保护，分隔2.少突胶质细胞（oligodendrocyte）：位于CNS，胞质内富含脂质功能：1)胞体发出许多板状突起，形成有髓神经纤维，是中枢神经系统内的成髓鞘细胞2)具有抑制神经生长的作用(抑制性物质存在于少突胶质细胞的髓鞘蛋白中)3.小胶质细胞（microglia）:位于CNS,是最小的胶质细胞,遍布整个脑区,突起的分支数因部位不同而有差异功能:1)细胞毒性（与神经元接触，直接吞噬细胞；分泌一系列潜在神经毒性物质，继发性脑损害）2）神经营养作用（吞噬死亡神经元碎片用以合成新的突触结构；分泌神经营养因子）其它类型的神经胶质细胞嗅神经被膜胶质细胞(OEG)室管膜细胞伸展细胞三、CNS组织学1．大脑皮质：面积大，数量多，分层及分型具有多样性，具有多个功能分区1)从进化角度分为三种类型：古皮质（海马），旧皮质（梨状叶），新皮质2)神经元类型：3高尔基I型细胞：锥体细胞、梭形细胞，组成投射纤维，向同侧或对侧投递信息高尔基II型细胞：颗粒细胞，依走行方向：水平细胞、星形细胞、篮状细胞和上行轴突细胞等，主要接受其它部位传入信息3)分层及细胞组成：（从表及里）a．分子层（水平细胞、星状细胞）b．外颗粒层（星状细胞，少量小型锥体细胞）c．外锥体细胞层(中、小型锥体细胞)d．内颗粒细胞层（星状细胞）e．内锥体细胞层（大、中型锥体细胞）f．多形锥体细胞层（以梭形细胞为主，还有锥体细胞和颗粒细胞）2.小脑皮质1）神经元类型：蒲肯野细胞（唯一传出神经元），还有星形细胞、篮状细胞、颗粒细胞、高尔基细胞2）分层及细胞组成（有表及里）a．分子层（星形细胞、篮状细胞，均与浦肯野细胞发生接触）b．浦肯野细胞层c．颗粒层（颗粒细胞，GolgiII细胞）3）小脑皮质的传入纤维.攀缘纤维(直接兴奋浦肯野细胞)；苔藓纤维（属兴奋性纤维）；去甲肾上腺素能纤维（抑制蒲肯野氏细胞）4）小脑小球（glomerulus）第三章神经递质与神经肽一、神经递质概述1.神经递质（Neurotransmitter）神经递质主要在神经元中合成，而后储存于突触前囊泡内，在信息传递过程中由突触前膜释放到突触间隙，作用于效应细胞上的受体，引起功能效应，完成神经元之间或神经元与其效应器之间的信息传递。2.判断神经递质的标准1)突触前神经元内具有合成神经递质的前体物质和酶系统2)当神经元发生兴奋并进行信息传递时，神经递质便从神经元轴突末端的囊泡内释放入突触间隙。3)神经递质作用于突触后膜上的特异性受体，产生突触后电位而发挥其生理作用。4）突触间隙和突触后存在使这一递质失活的酶或其它失活方式(重新摄取回收)，以实现突触传递的灵活性。5）递质直接作用于突触后膜（如微电泳），模拟递质释放过程，可引起与刺激神经同样的效应。6）用递质拟似剂或受体阻断剂能加强或阻断该递质的突触传递效应。3.递质分类：胆碱类，胺类，氨基酸类，嘌呤类，气体类，肽类4.递质失活：1)扩散；2）酶解失活；3）胶质细胞转移；4）神经元重摄取5.递质共存（Transmittersco-existence）：一个神经元内同时含有两种或两种以上的神经递质或调质，两个神经元之间存在多种化学传递的现象二．几种经典神经递质1.乙酰胆碱(Ach)1）胆碱能神经元胞体定位及纤维投射：CNS中胆碱能神经元分布比较广泛，定位于很多核团和脑区。脑内胆碱能神经元分为两类：局部环路神经元，投射神经元4胆碱能投射神经元：a．运动系统：脑和脊髓发出，如脑干内躯体运动核，特殊内脏运动核、脊髓前角、脊髓侧角。b．脑干网状结构上行激活系统：可分背、腹两束：背侧被盖束和腹侧被盖束。c．大脑皮质和边缘系统：包括下述五条径路，隔区—海马径路、缰核—脚间核径路、斜角带核—杏仁核径路、基底核—皮质径路及新纹状体—大脑皮质、黑质等通路。d．脑干和小脑的胆碱能系统：中脑被盖核、脑桥网状核和延髓的某些核团发出的胆碱能纤维投射到小脑。2）Ach失活：酶水解（乙酰胆碱酯酶水解，主要），扩散，再摄取3）Ach生理功能：镇痛和针刺镇痛；觉醒与睡眠（ACh↓中缝背核5-羟色胺能系统触发的慢波睡眠，促进快波睡眠）；学习与记忆；体温调节；摄食和饮水；感觉和运动功能；心血管活动的调节2．多巴胺（dopamine，DA）1）胞体定位：脑内多巴胺能神经元分布比较集中，主要定位于中脑的黑质致密区、中脑腹侧被盖区、下丘脑及其脑室周围。2）DA能纤维投射：脑内DA能神经纤维主要投射至纹状体，广泛的边缘系统和新皮质。a．人类中枢DA通路可分为四个系统：黑质—纹状体系统；中脑—边缘系统；结节—漏斗系统；未定带—下丘脑系统b．其中三个主要的通路：黑质→尾核-壳核（新纹状体）：感官刺激、运动中脑腹侧被盖区→边缘系和前脑：认知及情绪活动结节→漏斗：调节下丘脑-垂体-内分泌系统3)DA生理作用a．调节锥体外系的运动功能帕金森(PD)：黑质DA神经元退变，锥体外系运动功能受到明显抑制。亨廷顿舞蹈病（HC）：纹状体内GABA和ACh神经元严重退变，导致DA系统功能亢进b．调控精神活动：中脑—大脑皮层系统主要参与认识功能；精神分裂症与此系统功能失调有关c．调节脑垂体内分泌功能：D2受体的活动－催乳素↓α-促黑素细胞激素↓和β内啡肽的释放↓；d．对脑血管功能的调节：脑及脑膜血管有DA能支配，DA可使大脑内动脉收缩；e．DA在痛和镇痛中的作用：对吗啡镇痛可产生一定的对抗作用3.兴奋性氨基酸：谷氨酸1）胞体定位：分布广泛，以大脑皮质、小脑、纹状体的含量最高，脑干次之。2）纤维投射：大脑皮层内局部神经回路；大脑皮层与丘脑之间的投射通路；锥体外系通路（大脑皮层与纹状体之间的投射）；大脑皮层至黑质、下丘脑和苍白球的投射通路3）生物作用：中枢神经系统兴奋性突触传递；神经毒性作用4．抑制性氨基酸：γ-氨基丁酸（GABA）1）胞体定位：分布与大脑皮质各层、小脑皮质、海马、纹状体、中脑网状结构、黑质等2）纤维投射：3）生理功能：抗焦虑作用；抗惊厥作用；镇痛作用；对内分泌的调节作用（催乳素和黄体生成素↑，促肾上腺皮质激素和促甲状腺素↓）；对摄食的影响（GABA可抑制动物的摄食）。三、神经肽(Neuropeptides)1.神经肽概述1）经典神经递质和神经肽的比较合成：过程不同；储存：大囊泡；释放：高频率电刺激；失活：酶解失活；作用：强而持久2)作用方式－－强而持久3）作用部位：神经肽不仅作用于中枢神经系统，也可作用于外周；同一种肽在中枢不同部位可以表现5不同的,甚至相反的作用。4)神经肽与经典递质共存a.分别作用于突触后膜的特异性受体，起相互协同作用，有效调节组织器官的功能b.互相调节彼此的释放c.作用于突触前受体交互调节彼此的释放d.共同作用于突触后受体，增强经典递质的效应。e.抑制对方的失活，增强对方的生物学效应2．几种神经肽1）阿片肽镇痛作用：激活下行性痛调制系统；抑制上行性痛信息传递系统；通过边缘系统，调制疼痛引起的痛情绪反应、行为上的应激2.速激肽家族：P物质(SubstanceP,SP)，神经激肽A，神经激肽B第四章神经元信号传导一．突触（形态、分类见第二章）1.电突触：双向性传递；又由于其低电阻性，因而传递速度快，几乎不存在潜伏期；2.非突触传递：指神经递质或调质在非突触部位直接释放于细胞外间隙，依靠浓度扩散而作用于靶细胞的受体。3.突触可塑性在突触前神经元兴奋、通过神经递质释放引起突触后电位的变化从而完成信号传递的过程中，突触本身的功能和形态都可能发生改变，统称为突触可塑性。包括突触传递可塑性、突触发育可塑性和突触形态的可塑性等。二．神经元电信号传导主要物质基础是配体门控离子通道和电压门控离子通道。离子通道具有两个基本特性：对离子的特异性以及对调节的易感性1.电压门控离子通道由电压的变化而改变离子通道的状态：开放、静息关闭和失活关闭1）钠通道：在动作电位的形成和传播中具有重要作用。其开放的特点：全或无。2）钾通道：能控制兴奋性和电信号的形式；3）钙通道：调节细胞内Ca2+水平，从而触发递