1、第二章 机体稳态的神经调节2.2 神 经 冲 动 的 产 生 与 传 导神 经 冲 动 的 产 生 与 传 导神经系统的重要性斯蒂芬霍金是现代最伟大的物理学家之一，曾经他也拥有灵活的身体，直至21岁时被告知身患肌肉萎缩性侧索硬化症，肌肉渐渐萎缩，最终全身瘫痪。肌肉萎缩性侧索硬化症(ALS)又称运动神经元病(MND)，患者的运动神经元受到损伤后，导致躯干、四肢的肌肉逐渐无力和萎缩。病因至今不明。神经系统的基本结构神经系统的基本结构在中枢神经系统内，大量神经细胞聚集在一起，形成许多不同的神经中枢，分别负责调控某一特定的生理功能。如脊髓中的膝跳反射中枢，脑干中的呼吸中枢，下丘脑的体温调节中枢等。外周
2、神经系统分布在全身各处，包括脑神经与脊神经，都含有传入神经与传出神经。组成神经系统的细胞神经元构成神经系统结构和功能的基本单位，由神经干细胞分化产生，大多数神经元无分裂能力。神经胶质细胞广泛分布于神经元之间，具有支持、保护、营养和修复神经元等多种功能。例如，在外周神经系统中参与构成神经纤维表面的髓鞘等。组成神经系统的细胞脑细胞是构成脑的多种细胞的通称，主要包括神经元和神经胶质细胞，其它的细胞类型包括形成脑血管的上皮细胞神经元是特异化的，具有放电功能的一种细胞类型。神经元负责处理和储存与脑功能相关的信息。神经元之间由突触相互连接。组成神经系统的细胞神经胶质细胞数量约为神经元数量的1050倍，是对
3、神经元起辅助作用的细胞，其已知的主要功能除了形成神经元轴突外的髓鞘，还可以参与神经元的养分供应和新陈代谢，参与脑中的信号传导等。神经元的结构神经元的结构髓鞘是包裹在神经细胞轴突外面的一层膜，不属于神经元。同时，也并不是所有的神经纤维外都有髓鞘。神经元的结构神经元、神经纤维和神经:神经元：是一个细胞。神经纤维：神经元的突起和突起外膜结构的统称，因细长如纤维而得名。根据是否有髓鞘，分为有髓鞘的神经纤维和无髓鞘的神经纤维。神经：许多神经纤维集结成束，外包由结缔组织形成的膜，构成神经。神经元的结构神经末梢和轴突末梢：神经末梢为神经纤维的末端部分，分布在各种器官和组织内。按其功能不同，分为感觉神经末梢和
4、运动神经末梢。感觉神经末梢又称传入神经末梢，接受外界和体内的刺激。运动神经末梢又称传出神经末梢，把神经冲动传布到肌肉和腺体组织上，使它们产生运动和分泌活动。神经元的结构轴突是从细胞体发出的一根较长的分支，它是圆柱形的细长突起，每个神经元只有一个轴突。轴突具有传导神经冲动的功能，可将冲动传递给另一神经元或所支配的细胞上。轴突的末梢即轴突末梢。轴突末梢属于神经末梢。神经元的功能感受刺激、产生兴奋、传导兴奋。神经冲动的概念神经冲动的概念神经冲动：沿着神经纤维传导的兴奋或动作电神经冲动：沿着神经纤维传导的兴奋或动作电位。位。神经纤维在静息状态时，膜外为正，膜内为负，神经纤维在静息状态时，膜外为正，膜内
5、为负，膜内外电位差为膜内外电位差为-70-70 毫伏。当神经纤维某部分毫伏。当神经纤维某部分受刺激而兴奋时，膜外电位降低，膜内电位升受刺激而兴奋时，膜外电位降低，膜内电位升高，膜内外电位差减少，称为去极化，去极化高，膜内外电位差减少，称为去极化，去极化继续发展，膜内电位升至继续发展，膜内电位升至+30+30 毫伏，称为反极毫伏，称为反极化。化。神经冲动的概念神经冲动的概念之后膜内电位迅速回降并逐渐恢复至静息之后膜内电位迅速回降并逐渐恢复至静息水平，称为复极化。去极化和反极化发生水平，称为复极化。去极化和反极化发生的电位变化是动作电位的上升相；反极化的电位变化是动作电位的上升相；反极化至复极化过
6、程是动作电位的下降相。至复极化过程是动作电位的下降相。神经冲动的介绍神经冲动的介绍动作电位的传导速度随动物的种类、神经纤动作电位的传导速度随动物的种类、神经纤维的类别、粗细与温度等因素而异，一般约维的类别、粗细与温度等因素而异，一般约每秒每秒0.50.5200200米。正常情况下神经冲动一般米。正常情况下神经冲动一般是顺向传导的，即由胞体传向轴突的远端，是顺向传导的，即由胞体传向轴突的远端，如用人工刺激，冲动可以逆向传导。顺向与如用人工刺激，冲动可以逆向传导。顺向与逆向传导的速度是相同的。若用电刺激同时逆向传导的速度是相同的。若用电刺激同时引起两个向相反方向传导的神经冲动，相遇引起两个向相反方
7、向传导的神经冲动，相遇时将碰撞消失。时将碰撞消失。神经冲动的介绍神经冲动的介绍动作电位是神经系统传递各种信息的重要动作电位是神经系统传递各种信息的重要方式；感受器方式；感受器(如眼、耳等如眼、耳等)发出的神经冲发出的神经冲动将生物体内、外环境变化的信息传递到动将生物体内、外环境变化的信息传递到中枢神经系统（大脑与脊髓），沿传入中枢神经系统（大脑与脊髓），沿传入（或感觉）神经纤维传导；中枢神经系统（或感觉）神经纤维传导；中枢神经系统发出的神经冲动将发出的神经冲动将“指令指令”传达到效应器传达到效应器官（如肌肉、腺体等），则沿传出或运动官（如肌肉、腺体等），则沿传出或运动神经纤维传导。神经纤维传导
8、。神经冲动的介绍神经冲动的介绍在自然状态下无论在外周还是中枢神经在自然状态下无论在外周还是中枢神经内部，神经冲动都在单一神经元范围内内部，神经冲动都在单一神经元范围内传导。在神经末梢处（突触或与肌肉接传导。在神经末梢处（突触或与肌肉接头上），神经冲动通过化学传递或电传头上），神经冲动通过化学传递或电传递引起下一个细胞的兴奋或抑制。将一递引起下一个细胞的兴奋或抑制。将一对电极置于神经纤维上，可将神经冲动对电极置于神经纤维上，可将神经冲动通过放大器显示在示波器屏幕上。这是通过放大器显示在示波器屏幕上。这是一个短暂的负的小电波。一个短暂的负的小电波。神经冲动的介绍神经冲动的介绍如果将微电极插入神经纤
9、维内记到的如果将微电极插入神经纤维内记到的信号就大得多。在静息时纤维内是负信号就大得多。在静息时纤维内是负电位，当动作电位经过时，就短暂地电位，当动作电位经过时，就短暂地变成正电位（见兴奋）。神经冲动发变成正电位（见兴奋）。神经冲动发放的最高频率与神经纤维的绝对不应放的最高频率与神经纤维的绝对不应期的长短有关。期的长短有关。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素动作电位的传导速度随动物的种类、神经纤维类别和直径的不同以及温度的动作电位的传导速度随动物的种类、神经纤维类别和直径的不同以及温度的变化而异。变化而异。神经纤维类别影响神经纤维类别影响可见神经纤维传导速度与髓鞘的有无和纤维的粗细有密切关系
10、。可见神经纤维传导速度与髓鞘的有无和纤维的粗细有密切关系。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素温度的影响温度的影响温度对神经纤维传导速度有一定影响。温度升高有利于传导。如果在温度对神经纤维传导速度有一定影响。温度升高有利于传导。如果在1010以以下则恒温动物的神经纤维往往丧失传导功能。温度对无髓鞘纤维的传导影响下则恒温动物的神经纤维往往丧失传导功能。温度对无髓鞘纤维的传导影响不大。不大。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素神经纤维直径影响神经纤维直径影响神经冲动传导速度主要决定于神经纤维本身的电神经冲动传导速度主要决定于神经纤维本身的电缆性质。粗的神经纤维内纵向电阻小，局部电流缆性质。粗的神经
11、纤维内纵向电阻小，局部电流较大，有利于传导。如膜电容较大，同样数量的较大，有利于传导。如膜电容较大，同样数量的电荷变化所引起的膜电位变化就小，因而不利于电荷变化所引起的膜电位变化就小，因而不利于传导。膜电阻大，使胞内电流传播得远，一般有传导。膜电阻大，使胞内电流传播得远，一般有利于传导。利于传导。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素神经纤维直径影响神经纤维直径影响髓鞘的加厚对传导速度的影响是多方面的，增厚在某种意义上就是膜电阻增加，髓鞘的加厚对传导速度的影响是多方面的，增厚在某种意义上就是膜电阻增加，再加上朗维埃氏结的结间距离增长都有利于传导，但髓鞘的加厚常伴有轴突实再加上朗维埃氏结的结间距离
12、增长都有利于传导，但髓鞘的加厚常伴有轴突实际直径的减小，又不利于传导。际直径的减小，又不利于传导。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素神经纤维直径影响神经纤维直径影响理论计算与实测都表明轴突直径理论计算与实测都表明轴突直径/纤维外径之比为纤维外径之比为0.70.7左右时，传导速度最快。左右时，传导速度最快。有趣的是动物的髓鞘纤维中，轴突直径与纤维外径之比恰好在有趣的是动物的髓鞘纤维中，轴突直径与纤维外径之比恰好在0.70.7左右。左右。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素神经纤维直径影响神经纤维直径影响另外，有关纤维直径与传导速度的关系，电缆理论计算与实测结果也是一致的，另外，有关纤维直径与传
13、导速度的关系，电缆理论计算与实测结果也是一致的，即无髓鞘纤维的传导速度和纤维直径的平方根成正比，而有髓鞘纤维的传导速即无髓鞘纤维的传导速度和纤维直径的平方根成正比，而有髓鞘纤维的传导速度则与直径（包括髓鞘厚度的外径）成正比。度则与直径（包括髓鞘厚度的外径）成正比。神经冲动的影响因素神经冲动的影响因素兴奋在神经纤维上的传导的特点：兴奋在神经纤维上的传导的特点：（1 1）生理的完整性：神经传导要求神经纤维在结构和生理功能上都是完整的。）生理的完整性：神经传导要求神经纤维在结构和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，破坏了结构的完整性，冲动不可能通过断口。如果神经纤维被切断，破坏了结构的完整性，
14、冲动不可能通过断口。（2 2）双向传导：刺激神经纤维上的任何一点，所产生的冲动均可沿着神经纤维）双向传导：刺激神经纤维上的任何一点，所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。向两侧同时传导。兴奋的传导过程兴奋的传导过程兴奋的概念兴奋的概念兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织如神经组织)感受外界刺激感受外界刺激后，由相对静止状态转为显著活跃状态的过程。后，由相对静止状态转为显著活跃状态的过程。传导形式传导形式电信号电信号(也叫神经冲动也叫神经冲动)兴奋的传导过程兴奋的传导过程兴奋的传递方向与膜内局兴奋的传递方向与膜内局部电流方向一致。部电流方
15、向一致。兴奋的传导过程兴奋的传导过程兴奋在神经纤维上的传导特点：双向性兴奋在神经纤维上的传导特点：双向性 绝缘绝缘性性双向性：刺激神经纤维中任何一点，所产生的冲动双向性：刺激神经纤维中任何一点，所产生的冲动可沿纤维向两端同时传导可沿纤维向两端同时传导;生理完整性：神经传导首先要求神经纤维在结构生理完整性：神经传导首先要求神经纤维在结构.上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，破坏了结构的完整性，冲动即不可能通过断口；如果破坏了结构的完整性，冲动即不可能通过断口；如果神经纤维在麻醉药或低温作用下发生机能改变，破坏神经纤维在麻醉药或低温作用下发生
16、机能改变，破坏了生理功能的完整性，冲动传导也会发生阻滞了生理功能的完整性，冲动传导也会发生阻滞;兴奋的传导过程兴奋的传导过程绝缘性：一条神经包含着许多神经纤绝缘性：一条神经包含着许多神经纤维，各条神经纤维上传导的兴奋基本上维，各条神经纤维上传导的兴奋基本上互不干扰，被称为传导的绝缘性；互不干扰，被称为传导的绝缘性；相对不疲劳性：兴奋在神经纤维。上相对不疲劳性：兴奋在神经纤维。上的传导不会衰减。的传导不会衰减。注意注意 神经纤维是一个神经元的轴突，神经纤维是一个神经元的轴突，神经是由许多神经纤维被结缔组织包围神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的。而成的。兴奋的传导过程兴奋的传导过程兴奋的传导
17、过程兴奋的传导过程如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。如图是兴奋在神经纤维上产生和传导的示意图。下列说法与图示相符的是下列说法与图示相符的是()()A.A.图中兴奋部位是图中兴奋部位是B B和和C CB.B.图中弧线最可能表示局部电流方向图中弧线最可能表示局部电流方向C.C.图中兴奋传导方向是图中兴奋传导方向是CABCABD.D.图中兴奋部位是图中兴奋部位是A,A,产生兴奋的原因是产生兴奋的原因是K K+外外流流B兴奋的传递过程兴奋的传递过程动作电位到达突触前膜，引发钙离子内动作电位到达突触前膜，引发钙离子内流，导致突触小泡向突触运动，与突触流，导致突触小泡向突触运动，与突触前膜融合，释
18、放神经递质。神经递质在前膜融合，释放神经递质。神经递质在突触间隙扩散突触间隙扩散(这种扩散是受到很大空这种扩散是受到很大空间限制的，突触间隙很窄小，不允许神间限制的，突触间隙很窄小，不允许神经递质向四面八方自由的扩散经递质向四面八方自由的扩散)，与突，与突触后膜触后膜 上的受体结合，引发突触后神上的受体结合，引发突触后神经元的兴奋或抑制。经元的兴奋或抑制。兴奋的传递过程兴奋的传递过程兴奋传递的特点补充兴奋传递的特点补充:突触延搁：兴奋在突触处的传递，比在神经纤维上传导要慢突触延搁：兴奋在突触处的传递，比在神经纤维上传导要慢;对药物敏感：突触后膜的受体对递质有高度选择性，因此某些药物也对药物敏感
19、：突触后膜的受体对递质有高度选择性，因此某些药物也可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或者加强突触的传递。可以特异性地作用于突触传递过程，阻断或者加强突触的传递。兴奋的传导与传递比较兴奋的传导与传递比较神经冲动的产生与传递神经冲动的产生与传递如图为人体发生某生理反应的示意图。下列相关叙述正确的是如图为人体发生某生理反应的示意图。下列相关叙述正确的是 ()()A.edcbaA.edcba是人体完成反射的结构基础是人体完成反射的结构基础B.cB.c处组织液中含有神经递质、离子和呼吸酶等处组织液中含有神经递质、离子和呼吸酶等C.cC.c处完成电信号处完成电信号+化学信号化学信号+电信号的转化电信号的转化D.D.刺激刺激d d，电流计指针会发生方向相反的两次偏，电流计指针会发生方向相反的两次偏转转CTHANKS
