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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10~50倍，是对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
①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
②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
③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：沿着神经纤维传导的兴奋或动作电位。
神经纤维在静息状态时，膜外为正，膜内为负，膜内外电位差为-70 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+30 毫伏，称为反极化。
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；反极化至复极化过程是动作电位的下降相。
神经冲动的介绍
动作电位的传导速度随动物的种类、神经纤维的类别、粗细与温度等因素而异，一般约每秒0.5～200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，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。若用电刺激同时引起两个向相反方向传导的神经冲动，相遇时将碰撞消失。
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方式；感受器(如眼、耳等)发出的神经冲动将生物体内、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（或感觉）神经纤维传导；中枢神经系统发出的神经冲动将“指令”传达到效应器官（如肌肉、腺体等），则沿传出或运动神经纤维传导。
神经冲动的介绍
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。
神经冲动的介绍
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）。神经冲动发放的最高频率与神经纤维的绝对不应期的长短有关。
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变化而异。
·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。
神经冲动的影响因素
·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10℃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不大。
神经冲动的影响因素
·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缆性质。粗的神经纤维内纵向电阻小，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，一般有利于传导。
神经冲动的影响因素
·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，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际直径的减小，又不利于传导。
神经冲动的影响因素
·神经纤维直径影响
理论计算与实测都表明轴突直径/纤维外径之比为0.7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0.7左右。
神经冲动的影响因素
·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，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。
神经冲动的影响因素
·兴奋在神经纤维上的传导的特点：
（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。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。
（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向两侧同时传导。
兴奋的传导过程
·兴奋的概念
兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)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。
·传导形式
电信号(也叫神经冲动)
兴奋的传导过程
兴奋的传递方向与膜内局部电流方向一致。
兴奋的传导过程
·兴奋在神经纤维上的传导特点：①双向性 ②绝缘性
①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;
②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，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
③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互不干扰，被称为传导的绝缘性；
④相对不疲劳性：兴奋在神经纤维。上的传导不会衰减。
[注意]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而成的。
兴奋的传导过程
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。 下列说法与图示相符的是( )
A.图中兴奋部位是B和C
B.图中弧线最可能表示局部电流方向
C.图中兴奋传导方向是C→A→B
D.图中兴奋部位是A ,产生兴奋的原因是K+外流
B
兴奋的传递过程
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，与突触前膜融合，释放神经递质。神经递质在突触间隙扩散(这种扩散是受到很大空间限制的，突触间隙很窄小，不允许神经递质向四面八方自由的扩散)，与突触后膜 上的受体结合，引发突触后神经元的兴奋或抑制。
兴奋的传递过程
兴奋传递的特点补充:
①突触延搁：兴奋在突触处的传递，比在神经纤维上传导要慢;
②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
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 ( )
A.e→d→c→b→a是人体完成反射的结构基础
B. c处组织液中含有神经递质、离子和呼吸酶等
C. c处完成电信号+化学信号+电信号的转化
D.刺激d，电流计指针会发生方向相反的两次偏转
C
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