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神经元及其相关知识  

2018-06-25 08:02:36|  分类: 生物信息 |  标签: |举报 |字号 订阅

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神经系统由神经元和支持细胞组成。感觉神经元或传入神经元将神经冲动由感受器传递到中枢神经系统,运动神经元或传出神经元将神经冲动从中枢神经系统传递到效应器——肌肉和腺体。

大多数的无脊椎动物和所有的脊椎动物的神经系统中,除了感觉神经元和运动神经元外,还有第三类神经元——中间神经元。这种神经元位于脊椎动物的脑和脊髓中,一并称为中枢神经系统。它们帮助产生更复杂的反射和更协调的功能,包括学习和记忆。感觉神经元和运动神经元,共同组成了脊椎动物的外周神经系统。激发骨骼肌收缩的运动神经元,叫做躯体运动神经元。而那些调节平滑肌,心肌和腺体活动的运动神经元,则称作自主运动神经元。自主运动神经元还可以进一步分为交感神经系统和副交感神经系统。二者之间相互制约,保持平衡。

从细胞体发出一条或多条细胞质的延伸物,称为树突。有些神经元的树突上还有一些突起,即树突棘,它们增大了接受刺激的面积。每个神经元都只有一个轴突却可能分叉产生多个小末端,并刺激多个细胞。一条轴突可以相当长,控制人的足部肌肉的轴突可以长过1m,而长颈鹿体内从头顶延申到骨盆的轴突,大约有3m长。

支持细胞在结构和功能两方面给与神经细胞支持。他们称为神经胶质细胞。细胞数量大约是神经元的10倍。功能也很多,包括为神经元提供营养物质,从神经元中运走废物,引导轴突的走向,以及执行免疫功能。脊椎动物体内两类最重要的神经胶质细胞是:施旺细胞和少突胶质细胞。在外周神经系统中,施旺细胞形成髓鞘,而中枢神经系统中的髓鞘,则是由少突胶质细胞形成的。在中枢神经系统中,有髓鞘的轴突形成白质,无髓鞘的树突和细胞体形成灰质。在外周神经系统中,无髓鞘的轴突与有有髓鞘的轴突都裹在一起并形成神经。
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(静息电位)细胞内部带负电是由以下三个因素造成的:

l  细胞内部带负电的大分子(蛋白质和核酸)的含量更加丰富,而且这些分子无法扩散到细胞外部。

l  细胞膜上的钠钾泵每次从细胞内泵出三个钠离子,却只泵入两个钾离子。这不仅导致了跨膜电位的存在,而且还在细胞膜两侧建立起一个钠离子梯度和一个钾离子梯度。

l  离子通道对钠离子和钾离子的通透性不同。与能扩散进入细胞的钠离子数相比,能够扩散出细胞的钾离子数更多。

动作电位

当一个神经细胞或一个肌细胞被刺激时,钠离子通道的通透性增强。这时,钠离子就会沿着它的浓度梯度大量的涌入细胞内。这种正电荷的迅猛流动降低了细胞内测的负电性,并使细胞去极化。在很短的一段时间后,钾离子通道的通透能力也增强,这样钾离子就沿着它的浓度梯度流出细胞。类似的,细胞膜对氯离子的通透能力也会增强,使氯离子流入细胞。但是,氯离子对细胞的跨膜电位的影响程度远低于钾离子。这样细胞膜的内侧又显负电性,并使细胞超极化。

 

 

 

 

神经递质及其功能

1.         乙酰胆碱:是穿越运动神经元和肌纤维间的突触的神经递质。这种突触被称为神经肌肉接头。乙酰胆碱的清除由来自突触后膜上的一种酶:乙酰胆碱酯酶完成。这种酶是已知的作用最快的酶之一。可迅速将乙酰胆碱分解成无活性的片段。神经毒气和农药由于可以有效地抑制乙酰胆碱酯酶,因此可对人产生痉挛性麻痹,如呼吸肌被麻痹则引起死亡。

2.         谷氨酸,甘氨酸以及氨基丁酸

谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中最主要的兴奋性神经递质。它将在突触后神经元中形成兴奋性突触后电位,并激发动作电位的产生。谷氨酸所引起的过度刺激却会造成神经元变性,如舞蹈症。

甘氨酸和氨基丁酸是抑制性神经递质。

3.         生物胺:包括激素(肾上腺素,去甲肾上腺素)以及神经递质(多巴胺,5-羟色胺)。肾上腺素,去甲肾上腺素以及多巴胺是络氨酸的衍生物,属于邻苯二酚类化合物。5-羟色胺则是另外一种氨基酸——色氨酸的衍生物。

l  多巴胺:在脑中是一种非常重要的神经递质,负责控制身体的运动以及其他的一些功能。特定分泌多巴胺的神经元的退化将引起帕金森综合征。神经分裂症则与其他一些区域内的负责释放多巴胺的神经元的过度兴奋有关。因此,神经分裂症患者常常被施以能抑制多巴胺合成的药物。

l  去甲肾上腺素:存在于脑和特定的自主神经元中。它作为神经递质起着补充肾上腺所分泌的激素——肾上腺素的作用。

l  5-羟色胺:是一种与睡眠的调控有关的神经递质。同时,他还与多种情绪状态有关。如果释放5-羟色胺的神经元的活性不足,将会引起抑郁症。

4.         其他神经递质

在突触处,轴突也会释放多种多肽。这些多肽被称为神经肽。一个特定的轴突,通常只分泌一种神经递质。

l  P物质:是一种很重要的神经肽。他是由中枢神经系统接受疼痛刺激的感觉神经元的突触释放出来的。人体所感觉到的疼痛的程度取决于两种神经肽的作用——脑啡肽和内啡肽。脑啡肽由从脑发出的轴突所释放,起着抑制疼痛的信息传达到脑部得到作用。内啡肽由脑干内的神经元所释放,也会减弱人体对疼痛的感觉。

l  一氧化氮:是发现最早的能在人体内起调节作用的气体。由于一氧化氮是气体,他能够扩散通过细胞膜,因此他无法被储存在突出囊泡中。当需要时,精氨酸就会产生出一氧化氮。一氧化氮由一些支配肠,胃收缩和阴茎,呼吸道以及脑血管的神经元所释放。这些自主神经元能引起阴茎的海绵组织充血而膨大。一氧化氮也在脑中充当神经递质,其功能与学习和记忆有关。

 


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