生理学 第十章神经系统的功能

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第十章神经系统的功能

神经系统’(nervous system)是人体内最重要的调节系统。体内各系统和器官的功能活动都是在神经系统的直接或间接调控下完成的；通过神经调节，各系统和器官还能对内、外环境变化做出迅速而完善的适应性反应，调整其功能状态，满足当时生理活动的需要，以维持整个机体的正常生命活动。神经系统一般分为中枢神经系统(central nei"VOUSsystem)和周围神经系统(peripheral

I'IeEvous system)两大部分，前者是指脑和脊髓部分，后者则为脑和脊髓以外的部分。本章主要介绍中枢神经系统的生理功能。，

第一节神经系统功能活动的基本原理

神经元和神经胶质细胞

神经系统内主要含神经细胞和神经胶质细胞两类细胞。神经细胞(neurocyte)又称神经元(neuron)，是一种高度分化的细胞，它们通过突触联系形成复杂的神经网络，完成神经系统的各种功能性活动，因而是构成神经系统的结构和功能的基本单位。神经胶质细胞(neuro班a)简称胶质细胞(#ia)，具有支持、保护和营养神经元的功能。

(一)神经元

1．神经元的一般结构和功能人类中枢神经系统内约含10“个神经元，尽管其形态和大小有很大差别，但都有突起。突起可分为树突(dendrite)和轴突(Rxon)两类。以脊髓运动神经元为例，一个神经元可有多个树突，但只有一个轴突s树突数量极多，还有许多分支，可大大扩展细胞的表面积。胞体和树突在功能上主要是接受信息的传人，而轴突则主要是传出信息。胞体发出轴突的部位称为轴丘(Rxon hillock)。轴突的起始部分称为始段(initial segment)；轴突的末端有许多分支，每个分支末梢的膨大部分称为突触小体(synaptic knob)，它与另一个神经元相接触而形成突触(synapse)。轴突和感觉神经元的长树突二者统称为轴索，轴索外面包有髓鞘或神经膜便成为神经纤维(nerve fiber)。神经纤维可分为有髓鞘神经纤维(myehnated nerve fiber)和无髓鞘神经纤维

(unmyehnated nervefiber)。神经纤维末端称为神经末梢j(nerve terminal)。。 神经元的主要功能是接受和传递信息。中枢神经元可通过传人神经接受体内、外环境变化的刺激信息，并对这些信息加以处理，再经过传出神经把调控信息传给相应的效应器，产生调节和控制效应a此外，有些神经元还能分泌激素，．将神经信号转变为体液信号。

2．神经纤维的功能和分类神经纤维的主要功能是传导兴奋。在神经纤维上传导着的兴奋或动作电位称为神经冲动(nerve impulse)，简称冲动。冲动的传导速度受多种因素的影响。神经纤维直径越粗，传导速度越快。神经纤维直径与传导速度的关系大致是：传导速度(m／s)一直径(斗m)x6。这里的直径是指包括轴索和髓鞘在一起的总直径。有髓鞘神经纤维以跳跃式传导的方式传导兴奋，因而其传导速度远比无髓鞘神经纤维快。有髓鞘神经纤维的髓鞘在一定范围内增厚，传导速度将随之增快；轴索直径与神经纤维直径之比为0．6时，传导速度最快。温度在一定范围内升高也可加快传导速度。神经传导速度的测定有助于诊断神经纤维的疾患和估计神经损伤的预后。

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神经纤维传导兴奋具有以下特征：①完整性。神经纤维只有在其结构和功能上都完整时才能传导兴奋；如果神经纤维受损或被切断，或局部应用麻醉剂，兴奋传导将受阻。

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(2)绝缘性。一根神经干内含有许多神经纤维，但神经纤维传导兴奋时基本上互不干扰，其主要原因是细胞外液对电流的短路作用，使局部电流主要在一条神经纤维上构成回路。⑧双向性。人为刺激神经纤维上任何一点，‘只要刺激强度足够大，引．起的兴奋可沿纤维向两端传播。但在整体活动中，神经冲动总是由胞体传向末梢，表现为传导的单向性，这是由突触的极性所决定的。④相对不疲劳性。连续电刺激神经数小时至十几小时，神经纤维始终能保持其传导兴奋的能力，表现为不易发生疲劳；而突触传递则容易疲劳，可能与递质耗竭有关。

Erlanger和Gasser根据神经纤维兴奋传导速度的差异，将哺乳动物的周围神经纤维分为A、B、c三类，其中A类纤维再分为0【、B、^y、6四个亚类。Lloyd和I_tunt在研究感觉神经时，又根据纤维的直径和来源将其分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类，其中I类纤维再分为I。和I b两个亚类一I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类纤维分别相当于气、舢、凡、c类后根纤维，但又不完全等同。目前，前一种分类法多用于传出纤维，后一种分类法则常用于传人纤维(表10—1)。

3．神经纤维的轴浆运输 轴突内的轴浆是经常在流动的，轴浆的流动具有物质运输的作用，故称为轴浆运输(axoplasmic transport)。如果结扎神经纤维，可见到结扎部位的两端都有物质堆积，且近胞体端的堆积大于远胞体端，表明轴浆运输有自胞体向轴突末梢方向的顺向运输和自末梢向胞体方向的逆向运输，以顺向运输为主。如果切断轴突，不仅轴突远端部分发生变性，而且近端部分甚至胞体也将发生变性。可见，轴浆运输对维持神经元的结构和功能的完整性具有重要意义。

根据轴浆运输的速度，顺向轴浆运输又可分为快速和慢速轴浆运输两类。顺向快速运输主要运输具有膜结构的细胞器，如线粒体、突触囊泡和分泌颗粒等；在猴、猫等动物坐骨神经内的运输速度约为410mm／do这种运输是通过一种类似于肌球蛋白的驱动蛋白(kinesin)而实现的。驱动蛋白具有一个杆部和两个呈球状的头部。杆部尾端的轻链可连接被运输的细胞器；头部则形成横桥，具有A’rp酶活性，能与微管上的微管结合蛋白(microtubule—binding protein)结合。当一个头部结合于微管时，ATP酶被激活，横桥分解ATP而获能，使驱动蛋白的颈部发生扭动，于是，另一个头部即与微管上的下一个位点结合，如此不停地交替进行，细胞器便沿着微管被输送到轴突末梢(图10—1)。．与此同时，微管也不断由胞体向轴突末梢方向移动。这是因为微管朝向末梢的一端不断形成，而朝着胞体的一端不断分解，从而使微管不断向末梢移动。慢速轴浆运输是指轴浆内可溶性成分随微管、微丝等结构不断向前延伸而发生的移动，其速度为1～12mm／d。

逆向轴浆运输可运输一些能被轴突末梢摄取的物质，如神经营养因子、狂犬病病毒、破伤风毒素等。这些物质入胞后可沿轴突被逆向运输到胞体，对神经元的活动和存活产生影响。逆向轴浆运输由动力蛋白(dynein)完成，运输速度约为205 mm／d。动力蛋白的结构和作用方式与驱动蛋白极为相似。辣根过氧化物酶(1aorseradish peroxidase．HRP)也可被逆向运输，因而在神经科学研究中可用作示踪剂。

4．神经的营养性作用 神经能使所支配的组织在功能上发生变化，例如，引起肌肉收缩、腺体分泌等，这一作用称为神经的功能性作用(fhnctional

action)。除此之外，神经末梢还经常释放某些营养性因子，持续地调整所支配组织的内在代谢活动，影响其持久性的结构、生化和生理的变化，这一作用称为神经的营养性作用(trophic action)。用局部麻醉药阻断神经冲动的传导，一般

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不能使所支配的肌肉发生代谢改变，表明神经的营养性作用与神经冲动关系不大。神经的营养性作用在正常情况下不易被觉察，但当神经被切断后即可明显表现出来，它所支配的肌肉内糖原合成减慢，蛋白质分解加速，肌肉逐渐萎缩。例如，脊髓灰质炎患者一旦前角运动神经元变性死亡，它所支配的肌肉将发生萎缩。

5．神经营养因子神经的营养性作用可使其支配组织维持正常的代谢和功能：反过来，神经元也需要其支配组织或其他组织的营养性支持。神经营养因子(．neurotrophin。NT)是一类由神经所支配的组织(如肌肉)和星形胶质细胞产生的且为神经元生长与存活所必需的蛋白质分子。神经营养因子通常在神经末梢以受体介导式入胞的方式进入末梢，再经逆向轴浆运输抵达胞体，促进胞体合成有关的蛋白质，从而发挥其支持神经元生长、发育和功能完整性的作用。近年来，也发现有些NT由神经元产生，经顺向轴浆运输到达神经末梢，对突触后神经元的形态和功能完整性起支持作用。

目前已被确定的NT有神经生长因子(nerve growth factorr，NGF)、脑源神经营养因子(1brain—derived neurotrophic：facto~’，BDNF)、神经营养因子3(NT一3)和神经营养因子4／5(NT一4／5)，可能还有神经营养因子6(NT一6)。除以上经典的神经营养因子外，能影响神经元生长的还有睫状神经营养因子、胶质细胞源神经营养因子、白血病抑制因子、胰岛素样生长因子一I、转化生长因子、成纤维细胞生长因子和血小板源生长因子等。

(二)神经胶质细胞

神经胶质细胞广泛分布于中枢和周围神经系统中。在人类的中枢神经系统中，胶质细胞主要有星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞三类，其总数达(1～5)×1012个。为神经元的10～50倍。在周围神经系统，胶质细胞主要有形成髓鞘的施万细胞和位于神经节内的卫星细胞等。

1．胶质细胞的特征与神经元相比，胶质细胞在形态和功能上有很大差异。胶质细胞虽也有突起，但无树突和轴突之分；细胞之间不形成化学性突触，但普遍存在缝隙连接。它们也有随细胞外K’浓度改变而改变的膜电位，但不能产生动作电位。在星形胶质细胞膜上还存在多种神经递质的受体。此外，胶质细胞终身具有分裂增殖能力。

2．胶质细胞的功能 目前对胶质细胞的功能还很少了解，主要有以下几方面的推测。

(1)支持和引导神经元迁移：中枢内除神经元和血管外，其余空间主要由星形胶质细胞充填，它们以其长突起在脑和脊髓内交织成网，形成支持神经元胞体和纤维的支架。此外还观察到，在人和猴的大脑和小脑皮层发育过程中，发育中的神经元沿胶质细胞突起的方向迁移到它们最终的定居部位。

(2)修复和再生作用：当脑和脊髓受损而变性时，小胶质细胞能转变成巨噬细胞，加上来自血中的单核细胞和血管壁上的巨噬细胞，共同清除变性的神经组织碎片：碎片清除后留下的缺损，则主要依靠星形胶质细胞的增生来充填，但增生过强则可形成脑瘤。在周围神经再生过程中，轴突沿施万细胞所构成的索道生长。

(3)免疫应答作用：星形胶质细胞是中枢内的抗原呈递细胞，其质膜上存在特异性主要组织相容性复合分子Ⅱ，后者能与经处理过的外来抗原结合，将其呈递给T淋巴细胞。

(4)形成髓鞘和屏障的作用：少突胶质细胞和施万细胞可分别在中枢和外周形成神经纤维髓鞘。髓鞘的主要作用可能在于提高传导速度，而绝缘作用则较为

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次要。中枢神经系统内存在血一脑屏障、血一脑脊液屏障和脑一脑脊液屏障。星形胶质细胞的血管周足是构成血一脑屏障的重要组成部分，构成血一脑脊液屏障和脑一脑脊液屏障的脉络丛上皮细胞和室管膜细胞也属于胶质细胞。

(5)物质代谢和营养作用：星形胶质细胞一方面通过血管周足和突起连接毛细血管与神经元，对神经元起运输营养物质和排除代谢产物的作用；另一方面还能产生神经营养因子，以维持神经元的生长、发育和功能的完整性。

(6)稳定细胞外的K’浓度：星形胶质细胞膜上的钠泵活动可将细胞外过多的K’泵人胞内，并通过缝隙连接将其分散到其他胶质细胞，以维持细胞外合适的K’浓度，有助于神经元电活动的正常进行。当增生的胶质细胞发生疤痕变化时，其泵K’的能力减弱，可导致细胞外高K’，使神经元的兴奋性增高，从而形成局部癫痫病灶。，

(7)参与某些活性物质的代谢：星形胶质细胞能摄取神经元释放的某些递质，如谷氨酸和^y一氨基丁酸，再转变为谷氨酰胺而转运到神经元内，从而消除这类递质对神经元的持续作用，同时也为氨基酸类递质的合成提供前体物质。此外，星形胶质细胞还能合成和分泌多种生物活性物质，如血管紧张素原、前列腺素、白细胞介素，以及多种神经营养因子等。

二、突触传递

突触传递是神经系统中信息交流的一种重要方式。反射弧中神经元与神经元之间、神经元与效应器细胞之间都通过突触传递信息。神经元与效应器细胞之间的突触也称接头(junction)。人类中枢神经元的数量十分巨大(10“个)，若按每个神经元轴突末梢平均形成2 000个突触小体计算，则中枢内约含2×10H个突触。神经元之间信息传递的复杂程度可见一斑。

(一)几类重要的突触传递

根据突触传递媒介物性质的不同，可将突触分为化学性突触(chemical synapse)和电突触(electrical synapse)两大类，前者的信息传递媒介物是神经递质，而后者的信息传递媒介物则为局部电流。化学性突触一般由突触前成分、突触间隙和突触后成分三部分组成，根据突触前、后成分之间有无紧密的解剖学关系，可分为定向突触(directed synapse)和非定向突触(non—directed

synapse)两种模式，前者末梢释放的递质仅作用于范围极为局限的突触后成分，如经典的突触和神经一骨骼肌接头；后者末梢释放的递质则可扩散至距离较远和范围较广的突触后成分，如神经一心肌接头和神经一平滑肌接头。

1．经典的突触传递

(1)突触的微细结构：经典突触由突触前膜、突触后膜和突触间隙三部分组成。在电子显微镜下，突触前膜和突触后膜较一般神经元膜稍有增厚，约7．5nm，突触间隙宽20～40nm。在突触前膜内侧的轴浆内，含有较多的线粒体和大量的囊泡，后者称为突触囊泡或突触小泡(synaptic vesicle)，其直径为20～80nm，内含高浓度的神经递质。不同的突触内所含突触囊泡的大小和形态不完全相同，突触囊泡一般分为以下三种：①小而清亮透明的囊泡，内含乙酰胆碱或氨基酸类递质；②小而具有致密中心的囊泡，内含儿茶酚胺类递质；③大而具有致密中心的囊泡，内含神经肽类递质。上述第一和第二种突触囊泡分布在轴浆内靠近突触前膜的部位，与膜融合和释放其内容物至突触间隙的过程十分迅速，并且递质释放仅限于在形态学上与其他部位具有明显区别的特定膜结构区域——活化区(active zone)；在其相对应的突触后膜上则存在相应的特异性受体或化学门控通道。上述第三种突触囊泡则均匀分布于突触前末梢内，并可从末梢膜的所有部

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位释放(图10—2)。

(2)突触的分类：根据神经元互相接触的部位，通常将经典的突触分为三类。①轴突一树突式突触：由前一神经元的轴突与后一神经元的树突相接触而形成的突触。这类突触最为多见。②轴突一胞体式突触：为前一神经元的轴突与后一神经元的胞体相接触而形成的突触。这类突触也较常见。③轴突一轴突式突触：为前一神经元的轴突与另一神经元的轴突相接触而形成的突触。这类突触是构成突触前抑制和突触前易化的重要结构基础(图10—3A．)。

此外，由于中枢存在大量的局部神经元构成的局部神经元回路(见后文)，因而还存在树突一树突式、树突一胞体式、树突一轴突式、胞体一树突式、胞体一胞体式、胞体一轴突式突触，以及两个化学性突触或化学性突触与电突触组合而成的串联性突触(serial synaps—es)、交互性突触(reciprocal synapses)和混合性突触(mixed synapses)等(图10—3B)。

(3)突触传递的过程：当突触前神经元有冲动传到末梢时，突触前膜发生去极化，当去极化达到一定水平时，前膜上电压门控钙通道开放，细胞外ca2+进入末梢轴浆内，导致轴浆内Ca抖浓度的瞬时升高，由此触发突触囊泡的出胞，引起末梢递质的量子式释放。然后，轴浆内的ca2+通过Na’一Ca抖交换迅速外流，使Ca2’浓度迅速恢复。

由轴浆内Ca2+浓度瞬时升高触发递质释放的机制十分复杂。根据目前所知，平时突触囊泡由突触蛋白(synapsin)锚定于细胞骨架丝上，一般不能自由移动。当轴浆内ca2+浓度升高时，Ca2’与轴浆中的钙调蛋白结合为ca2。一CaM复合物。于是caz’一CaM依赖的蛋白激酶Ⅱ被激活，促使突触蛋白发生磷酸化，使之与细胞骨架丝的结合力减弱，突触囊泡便从骨架丝上游离出来，这一步骤称为动员(mobilization)。然后，游离的突触囊泡在轴浆中一类小分子G蛋白Rab3的帮助下向活化区移动，这一步骤称为摆渡(trafficking)。被摆渡到活化区的突触囊泡在与突触前膜发生融合之前须固定于前膜上，这一步骤称为着位

(docking)。参与着位的蛋白包括突触囊泡膜上的突触囊泡蛋白(v—SNARE，或synapto—breven)和突触前膜上的靶蛋白(t—SNARE)，目前已鉴定脑内的

t—SNAR卫有突触融合蛋白(syntaxin)和SNAP一25两种，当突触囊泡蛋白和两种靶蛋白结合后，着位即告完成。随即，突触囊泡膜上的另一种蛋白，即突触结合蛋白(synaptotagmin，或称p65)在轴浆内高Ca。’条件下发生变构，消除其对融合的钳制作用，于是突触囊泡膜和突触前膜发生融合(丘lsion)。出胞(exocytosis)是通过突触囊泡膜和突触前膜上暂时形成的融合孔(fusion pore)进行的。出胞时，孔径迅速由1nm左右扩大到5()nm，递质从突触囊泡释出。在中枢，递质释放在0．2~0．5ms内即可完成。可见，Ca2+触发突触囊泡释放递质须经历动员、摆渡、着位、融合和出胞等步骤(图10—4)。

递质释入突触间隙后，经扩散抵达突触后膜，作用于后膜上的特异性受体或化学门控通道，引起后膜对某些离子通透性的改变，使某些带电离子进出后膜，突触后膜即发生一定程度的去极化或超极化，从而形成突触后电位

(postsynapta‘c potential)。

(4)突触后电位：根据突触后电位去极化和超极化的方向，可将突触后电位分为兴奋性突触后电位和抑制性突触后电位。另外，根据电位发生的快慢和持续时间的短长，又可将突触后电位分为快突触后电位和慢突触后电位。以下主要介绍快突触后电位。

1)兴奋性突触后电位：突触后膜在某种神经递质作用下产生的局部去极化电

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位变化称为兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential，．EPSP)。例如，脊髓前角运动神经元接受肌梭的传人纤维投射而形成突触联系，当电刺激相应肌梭的传人纤维后约0．5ms，运动神经元胞体的突触后膜即发生去极化(图10一5A，B)。这是一种快：EPSP，它和骨骼肌终板电位一样，具有局部兴奋的性质。EPSP的形成机制是兴奋性递质作用于突触后膜的相应受体，使递质门控通道(化学门控通道)开放，后膜对Na’和K’的通透性增大，并且由于Na’的内流大于K’的外流，故发生净内向电流，导致细胞膜的局部去极化。

慢EPSP最早在牛蛙交感神经节中被记录到，后来发现广泛存在于中枢神经系统。慢EPSP的潜伏期为100～500ms，可持续数秒至数十秒钟，如在交感神经节记录到的慢EPSP可持续30s。慢．EPSP通常由膜的K’电导降低而引起。在交感神经节，K’电导的降低由乙酰胆碱激活M型胆碱能受体所触发。在交感神经节还发现有一种迟慢EPSP，其潜伏期为1～5s，持续时间可达1n30rain。迟慢EPSP的形成也与膜的K’电导降低有关，而有关递质可能是促性腺激素释放激素或与之酷似的肽类物质。

2)抑制性突触后电位：突触后膜在某种神经递质作用下产生的局部超极化电位变化称为抑制性突触后电位(inhibitory postsynaptic potential，IPSP)。例如，来自伸肌肌梭的传人冲动在兴奋脊髓伸肌运动神经元的同时，通过抑制性中间神经元抑制脊髓屈肌运动神经元。若电刺激伸肌肌梭的传人纤维，屈肌运动神经元膜出现超极化(图10—5A，c)，这是一种快IPSP。其产生机制是抑制性中间神经元释放的抑制性递质作用于突触后膜，使后膜上的递质门控氯通道开放，引起外向电流，结果使突触后膜发生超极化。此外，IPSP的形成还可能与突触后膜钾通道的开放或钠通道和钙通道的关闭有关。

在自主神经节和大脑皮层神经元也可记录到慢IPSP，其潜伏期和持续时间与慢EPSP相似，发生在交感神经节的慢IPSP持续约2s。慢IPSP通常由膜的K’电导增高而产生。引起交感神经节慢IPSP的递质可能是多巴胺，由一种特殊的中间神经元释放。

(5)突触后神经元的兴奋与抑制：由于一个突触后神经元常与多个突触前神经末梢构成突触，而产生的突触后电位既有EPSP，也有IPSP，因此，突触后神经元胞体就好比是个整合器，突触后膜上电位改变的总趋势决定于同时产生的EPSP和IPSP的代数和。当总趋势为超极化时，突触后神经元表现为抑制；而当突触后膜去极化并达到阈电位水平时，即可爆发动作电位(图10一5B)。但动作电位并不首先发生在胞体，而是发生在运动神经元和中间神经元的轴突始段，或是感觉神经元有髓鞘神经轴突的第一个郎飞结。这是因为电压门控钠通道在这些部位质膜上的密度较大，而在胞体和树突膜上则很少分布。动作电位一旦爆发便可沿轴突传向末梢而完成兴奋传导；也可逆向传到胞体，其意义可能在于消除神经元此次兴奋前不同程度的去极化或超极化，使其状态得到一次刷新。因为神经元在经历一次兴奋后即进入不应期，只有当不应期结束后，神经元才能接受新的刺激而再次兴奋。

(6)影响突触传递的因素

1)影响递质释放的因素：递质的释放量主要决定于进入末梢的Ca2’量，因此，凡能影响末梢处Ca抖内流的因素都能改变递质的释放量。例如，细胞外Ca2’浓度升高和(或)M旷’浓度降低能使递质释放增多；反之，则递质释放减少。到达突触前末梢动作电位的频率或幅度增加，也可使进入末梢的Ca。’量增加。此外，突触前膜上存在突触前受体(见后文)，它们可在某些神经调质(见后文)

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或递质的作用下改变递质的释放量。

一些梭状芽胞菌毒素属于锌内肽酶，可灭活那些与突触囊泡着位有关的蛋白，因而能抑制递质释放。例如，破伤风毒素和肉毒梭菌毒素B、D、F和G能作用于突触囊泡蛋白，肉毒梭菌毒素c可作用于靶蛋白syntaxin，而肉毒梭菌毒素A和B则能作用于靶蛋白SNAP一25。临床上可见破伤风感染常引起痉挛性麻痹，而肉毒梭菌感染则引起柔软性麻痹，这是因为破伤风毒素能阻碍中枢递质释放，而肉毒梭菌毒素则阻滞神经一骨骼肌接头处递质释放。

2)影响已释放递质消除的因素：已释放的递质通常被突触前末梢重摄取，或被酶解代谢而消除，因此，凡能影响递质重摄取和酶解代谢的因素也能影响突触传递。例如，三环类抗抑郁药可抑制脑内去甲肾上腺素的末梢重摄取，从而加强该递质对受体的作用；利舍平(reserpine)能抑制交感末梢突触囊泡重摄取去甲肾上腺素，使递质被末梢重摄取后停留在轴浆内被酶解，结果囊泡内递质减少以至耗竭，使突触传递受阻；而新斯的明(neostigmine)、有机磷农药等可抑制胆碱酯酶，使乙酰胆碱持续发挥作用，从而影响相应的突触传递。

3)影响受体的因素：在递质释放量发生改变时，受体与递质结合的亲和力，以及受体的数量均可发生改变，即受体发生上调或下调(详见后文)，从而影响突触传递。另一方面，由于突触间隙与细胞外液相通，因此凡能进入细胞外液的药物、毒素以及其他化学物质均能到达突触后膜而影响突触传递。例如，筒箭毒碱和d一银环蛇毒可特异地阻断骨骼肌终板膜上的N。型Ach受体通道，使神经一肌接头的传递受阻，肌肉松弛。

(7)突触的可塑性：突触的可塑性(plasticity)是指突触的形态和功能可发生较为持久的改变的特性或现象。这一现象普遍存在于中枢神经系统，尤其是与学习和记忆有关的部位，因而被认为是学习和记忆产生机制的生理学基础。突触的可塑性主要有以下几种形式。

1)强直后增强：强直后增强(posttetanic potentiation)是指突触前末梢在接受一短串高频刺激后，突触后电位幅度持续增大的现象。强直后增强通常可持续数分钟，最长可持续1h或1h以上。高频刺激时Ca抖大量进入突触前末梢，而末梢内各种C2’缓冲系统，如滑面内质网和线粒体出现暂时性Ca”饱和，轴浆内游离Ca。’暂时过剩，对ca。’敏感的酶，如ca2十一(3aM依赖的蛋白激酶Ⅱ被激活，后者可促进突触囊泡的动员，使递质持续大量释放，导致突触后电位持续增强0 、

2)习惯化和敏感化：习惯化(habituatioi·)是指重复给予较温和的刺激时突触对刺激的反应逐渐减弱甚至消失的现象。相反，敏感化(sensitization)是指重复性刺激(尤其是伤害性刺激)使突触对原有束0激反应增强和延长，传递效率提高的现象。习惯化是由于突触前末梢钙通道逐渐失活，Ca2+内流减少，末梢递质释放减少所致。敏感化则因突触前末梢Ca2+内流增加，递质释放增多所致，实质上是突触前易化(见后文)。

3)长时程增强和长时程压抑：长时程增强(10ng—term potentiation，LTp)是指突触前神经元在短时问内受到快速重复的刺激后，在突触后神经元快速形成的持续时间较长的．EPSP增强，表现为潜伏期缩短、幅度增高、斜率加大。与强直后增强相比，LTp的持续时间要长得多，最长可达数天；且由突触后神经元胞质内Ca。’增加，而非突触前末梢轴浆内Ca针增加而引起。。LTP可见于神经系统的许多部位，但研究最多最深入的是海马。在海马有苔藓纤维LTP和Schaffer侧支LTP两种形式。前者发生于突触前，不依赖NMDA受体(见后文)，

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其机制尚不清楚，可能与cAMP和一种超极化激活的阳离子通道

(Jayper—polarization—activated channel，Ih)有关d后者发生于突触后，依赖NNil)A受体，其产生机制是：谷氨酸自突触前神经元释放，与突触后神经元膜上的AMPA受体(见后文)和NMI)A受体结合，由AMPA受体激活而触发的去极化可使阻塞于NMI)A受体通道中的Mg’移出，使Ca'抖和Ya’一起进入突触后神经元，进入突触后神经元的Ca2‘可激活ca2LCaM依赖的蛋白激酶Ⅱ，后者可使AMPA受体通道磷酸化而增加其电导，也能使储存于胞质中的AMPA受体转移到突触后膜上；此外，可能还有化学信号(可能是花生四烯酸和一氧化氮)从突触后神经元到突触前神经元，引起谷氨酸的长时程量子释放(图10—6)。其他部位的LTP尚未充分研究，不依赖NMDA受体的L’rP在杏仁核可由_y一氨基丁酸能神经元产生。

与L’FP相反，长时程压抑(10ng—term depres—sion，LTD)是指突触传递效率的长时程降低。LTD也广泛存在于中枢神经系统。在海马的Schaffer侧支，LTD的产生机制与LTP有许多相似之处，它由突触前神经元在较长时间内接受低频刺激，突触后神经元胞质内Ca。’少量增加而引起。因为在胞质内Ca'。’少量增加时，Ca"抖一CaM依赖的蛋白激酶Ⅱ脱磷酸化，AMPA受体发生下调，从而产生LTDc。中枢不同部位的LTD，其机制不完全相同。

2．非定向突触传递非定向突触传递首先是在研究交感神经对平滑肌的支配方式时发现的。交感肾上腺素能神经元的轴突末梢有许多分支，在分支上形成串珠状的膨大结构，称为曲张体(varicosity)。曲张体外无施万细胞包裹，曲张体内含有大量小而具有致密中心的突触囊泡，内含有高浓度的去甲肾上腺素；但曲张体并不与平滑肌细胞(突触后成分)形成经典的突触联系，而是沿着分支穿行于平滑肌细胞的组织间隙(图10一7)。当神经冲动到达曲张体时，递质从曲张体释出，以扩散的方式到达平滑肌细胞，与膜上的相应受体结合，从而产生一定的效应。在心脏，胆碱能和肾上腺素能神经与心肌之间的接头传递也属于这类突触传递。这种传递模式也称为非突触性化学传递(DOll"．synaptic chemical

transmission)。非定向突触传递也可见于中枢神经系统。例如，在大脑皮层内有直径很细的无髓鞘去甲肾上腺素能纤维，其末梢分支上有许多曲张体，黑质多巴胺能纤维也有许多曲张体，中枢5一羟色胺能纤维也如此，这些曲张体及其效应器细胞之间多数形成非定向突触。可见，单胺类神经纤维大都能进行非定向突触传递。此外，非定向突触传递还能在轴突末梢以外的部位进行，如有的轴突膜能释放乙酰胆碱，有的树突膜能释放多巴胺等。

与定向突触传递相比，非定向突触传递具有以下特点：①突触前、后成分无特化的突触前膜和后膜；②曲张体与突触后成分不一一对应，一个曲张体释放的递质可作用于较多的突触后成分，即无特定的靶点；释放的递质能否产生效应，决定于突触后成分上有无相应的受体；⑧曲张体与突触后成分的间距一般大于20nm，有的可超过400hm，因而递质扩散距离较远，且远近不等；突触传递时间较长，且长短不一。

3．电突触传递 电突触传递的结构基础是缝隙连接(gap．junction)。连接处相邻两细胞膜间隔2～3rim，此处膜不增厚，近旁胞质中无突触囊泡，两侧膜上各由6个亚单位构成的连接体蛋白，端端相接而形成一个六花瓣样的水相孔道，沟通相邻两细胞的胞质(见第2章图2—17)。孔道允许带电小离子和小于1．0～1．Ski)或直径小于1．0nm的小分子通过。局部电流和EPSP也能以电紧张的形式从一个细胞传向另一个细胞。电突触传递一般为双向传递，由于其电阻

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低，因而传递速度快，几乎不存在潜伏期。电突触传递广泛存在于中枢神经系统和视网膜中，主要发生在同类神经元之间，具有促进同步化活动的功能。

(二)神经递质和受体

化学性突触传递，包括定向和非定向突触传递，均以神经递质为信息传递的媒介物；神经递质须作用于相应的受体才能完成信息传递。因此，神经递质和受体是化学性突触传递最重要的物质基础。

1．神经递质神经递质(neurotransmitter)是指由神经元合成，．突触前末梢释放，能特异性作用于突触后膜受体，并产生突触后电位的信息传递物质。哺乳动物的神经递质种类很多，已知的达100多种，根据其化学结构，可将它们分成若干大类(表10—2)。

(1)递质的鉴定：一般认为，经典的神经递质应符合或基本符合以下条件：①突触前神经元应具有合成递质的前体和酶系统，并能合成该递质；②递质储存于突触囊泡内，当兴奋冲动抵达末梢时，囊泡内的递质能释放入突触间隙；⑧递质释出后经突触间隙作用于突触后膜上的特异受体而发挥其生理作用，人为施加递质至突触后神经元或效应器细胞旁，应能引起相同的生理效应；④存在使该递质失活的酶或其他失活方式(如重摄取)；⑤有特异的受体激动剂和拮抗剂，能分别模拟或阻断相应递质的突触传递作用。随着科学的发展，已发现有些物质(如一氧化氮、一氧化碳等)虽不完全符合上述经典递质的5个条件，但所起的作用与递质完全相同，故也将它们视为神经递质。

(2)调质的概念：除递质外，神经元还能合成和释放一些化学物质，它们并不在神经元之间直接起信息传递作用，而是增强或削弱递质的信息传递效应，这类对递质信息传递起调节作用的物质称为神经调质(neuromodulator)。调质所发挥的作用称为调制作用(modula—tion)。由于递质在有的情况下也可起调质的作用，而在另一种情况下调质也可发挥递质的作用，因此，两者之间并无十分明显的界限。

(3)递质共存现象：过去一直认为，一个神经元内只存在一种递质，其全部末梢只释放同一种递质，这一观点称为戴尔原则(【)ale principle)。现在看来，这一观点应予修正。因为已发现可有两种或两种以上的递质(包括调质)共存于同一神经元内，这种现象称为递质共存(neurotransmitter co—existence)。递质共存的意义在于协调某些生理功能活动。例如，猫唾液腺接受副交感神经和交感神经的双重支配，副交感神经内含乙酰胆碱和血管活性肠肽，前者能引起唾液分泌，后者则可舒张血管，增加唾液腺的血供，并增强唾液腺上胆碱能受体的亲和力，两者共同作用，结果引起唾液腺分泌大量稀薄的唾液；交感神经内含去甲肾上腺素和神经肽Y，前者有促进唾液分泌和减少血供的作用，后者则主要收缩血管，减少血供，结果使唾液腺分泌少量黏稠的唾液(图10—8)。

(4)递质的代谢：包括递质的合成、储存、释放、降解、重摄取和再合成等步骤。乙酰胆碱和胺类递质都在有关合成酶的催化下，且多在胞质中合成，然后储存于突触囊泡内。肽类递质则在基因调控下，通过核糖体的翻译和翻译后的酶切加工等过程而形成。突触前末梢释放递质的过程前文已述。递质作用于受体并产生效应后很快被消除。消除的方式主要有酶促降解、被突触前末梢和突触囊泡重摄取(reuptake)等。突触前末梢和突触囊泡对递质的重摄取是由膜转运体介导的。乙酰胆碱的消除依靠突触间隙中的胆碱酯酶，后者能迅速水解乙酰胆碱为胆碱和乙酸，胆碱则被重摄取回末梢内，用于递质的再合成；去甲肾上腺素主要通过末梢的重摄取及少量通过酶解失活而被消除；肽类递质的消除主要依靠酶促降解。

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2．受体 受体(receptor)是指位于细胞膜上或细胞内能与某些化学物质(如递质、调质、激素等)特异结合并诱发特定生物学效应的特殊生物分子。位于细胞膜上的受体称为膜受体，是带有糖链的跨膜蛋白质分子。与递质结合的受体一般为膜受体，且主要分布于突触后膜上。能与受体特异结合，结合后能产生特定效应的化学物质，称为受体的激动剂(age3nist)；能与受体特异结合，但结合后本身不产生效应，反因占据受体而产生对抗激动剂效应的化学物质，则称为受体的拮抗剂(antagonist)或阻断剂(blocker)。激动剂和拮抗剂二者统称为配体(hgand)，但在多数情况下配体主要是指激动剂。

(1)受体的亚型：据目前所知，每一种受体都有多种亚型(subtype)。例如，胆碱能受体可分为毒蕈碱受体(M受体)和烟碱受体(N受体)，N受体可再分为N。和N：受体亚型；肾上腺素能受体则可分为d受体和B受体，Ⅸ受体和p受体又可分别再分为d。、a。受体亚型和B-、B：、B，受体亚型。受体亚型的出现，表明一种递质能选择性地作用于多种效应器细胞而产生多种多样的生物学效应。

(2)突触前受体：受体一般分布于突触后膜，但也可位于突触前膜。位于突触前膜的受体称为突触前受体(presynaptic：receptor．)或自身受体

(autoreceptor。)。通常，突触前受体激活后可抑制递质释放，实现负反馈控制。例如，去甲肾上腺素在释放后反过来作用于突触前仅。受体，可抑制其自身的进一步释放(图10—9)。有时，突触前受体也能易化递质释放，例如，交感神经末梢的突触前血管紧张素受体激活后，可易化前膜释放去甲肾上腺素。

(3)受体的作用机制：受体在与递质发生特异性结合后被激活，然后通过一定的跨膜信号转导途径，使突触后神经元活动改变或使效应器细胞产生效应。根据跨膜信号转导的不同途径，递质受体大致可分成G蛋白耦联受体和离子通道型受体两大家族，前者占绝大多数。部分递质受体及其主要的第二信使和离子通透性列于表10—3中。

(4)受体的浓集：在与突触前膜活化区相对应的突触后膜上有成簇的受体浓集。因为此处存在受体的特异结合蛋白(specific binding protem‘)。神经一肌接头处烟碱受体的特异结合蛋白是rapsyn，谷氨酸受体和GABAA受体的浓集分别与PB2一结合蛋白族和gephyrin蛋白有关，而在视网膜中的GABA。受体则通过MAP一1B蛋白结合于细胞骨架上。以GABAn受体为例，当神经兴奋时，游离的受体迅速移向geph州n并与之结合，使受体在后膜上浓集成簇，随后，gephyrin结合减慢，并阻止受体的进一步移动；当神经安静不活动时，。受体可解聚并移去。提示受体的浓集与神经兴奋有关。

(5)受体的调节：’膜受体的数量和与递质结合的亲和力在不同的生理或病理情况下均可发生改变占当递质释放不足时，受体的数量将逐渐增加，亲和力也逐渐升高，称为受体的上调(up regulafion)；反之，当递质分泌过多时，则受体的数量和亲和力均下降，称为受体的下调(down regulation)j有些膜受体的上调可通过膜的流动性将暂时储存于胞内膜结构上的受体蛋白表达于细胞膜上而实现；而有些膜受体的下调则可通过受体蛋白的内吞人胞，即受体的内化(internalization)，以减少膜上受体的数量而实现；也有些膜受体的下调是由于受体蛋白发生磷酸化而使其反应性降低所致。

3．主要的递质和受体系统

。(1)乙酰胆碱及其受体：乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)是胆碱的乙酰酯。以ACh为递质的神经元称为胆碱能神经元(cholinergic netiron)。胆碱能神经元在中枢分布极为广泛，如脊髓前角运动神经元，丘脑后腹核的特异感觉投射神经

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元等，都是胆碱能神经元。脑干网状结构上行激动系统的各个环节、纹状体、边缘系统的梨状区、杏仁核、海马等部位也都有胆碱能神经元。以ACh为递质的神经纤维称为胆碱能纤维(cholinergic：fiber)。在外周，支配骨骼肌的运动神经纤维、所有自主神经节前纤维、大多数副交感节后纤维(除少数释放肽类或嘌呤类递质的纤维外)、少数交感节后纤维(支配温热性汗腺的纤维和支配骨骼肌血管的交感舒血管纤维)都属于胆碱能纤维。

能与Ach特异结合的受体称为胆碱能受体(cholinergic receptor)。根据药理学特性，胆碱能受体可分成两类，一类能与天然植物中的毒蕈碱结合，称为毒蕈碱受体(mus—carinic：receptor)，简称M受体；另一类能与天然植物中的烟碱结合，称为烟碱受体(nico—tinic receptor)，简称N受体。两类受体与ACh结合后产生不同的生物学效应。M受体已分离出Mt～Ms五种亚型，它们均为G蛋白耦联受体。N受体有N，和N：两种亚型，两种N受体亚型都是离子通道型受体。

胆碱能受体广泛分布于中枢和周围神经系统。分布有胆碱能受体的神经元称为胆碱能敏感神经元(cholinoceptive nellron)。中枢胆碱能系统参与神经系统几乎所有功能，包括学习和记忆、觉醒与睡眠、感觉与运动、内脏活动以及情绪等多方面的调节活动。在外周，M受体分布于大多数副交感节后纤维(除少数释放肽类或嘌呤类递质的纤维外)支配的效应器细胞、交感节后纤维支配的汗腺和骨骼肌血管的平滑肌。M受体激活后可产生一系列自主神经效应，包括心脏活动抑制，支气管和胃肠平滑肌、膀胱逼尿肌、虹膜环行肌收缩，?肖化腺、汗腺分泌增加和骨骼肌血管舒张等。这些作用统称为毒蕈碱样作用

(mils—cat2‘Yle-like action)，简称M样作用。M样作用可被M受体拮抗剂阿托品(atropine)阻断。小剂量Ach作用于N受体后，能兴奋自主神经节后神经元，也能收缩骨骼肌；而大剂量Ach作用于N受体后，则可阻断自主神经节的突触传递，这些作用统称为烟碱样作用(nicotine—like action)，简称N样作用。N样作用不能被阿托品阻断，但能被筒箭毒碱(tuboct·rarine)阻断。由于Nt受体分布于自主神经节突触后膜和中枢神经系统，故又称神经元型烟碱受体(neuron—type nicotinic receptor·)。而N2受体位于神经一骨骼肌接头的终板膜上，故也称肌肉型烟碱受体(muscle—type nicotinic receptor)。神经元型烟碱受体可被六烃季铵(】hexamethonl‘um)特异阻断；而肌肉型烟碱受体则能被十烃季铵(decamethoni—um)特异阻断。

(2)去甲肾上腺素和肾上腺素及其受体：去甲肾上腺素(norepinephrine，NE或no—radrenaline，NA)和肾上腺素(epinephrine，E或adrenaline)均属儿茶酚胺(cate—cholanfine)类物质，即含邻苯二酚结构的胺类。

在中枢，以NE为递质的神经元称为去甲肾上腺素能神经元(noradrenergic neliron)。其胞体绝大多数位于低位脑干，尤其是中脑网状结构、脑桥的蓝斑以及延髓网状结构的腹外侧部分。其纤维投射分上行部分、下行部分和支配低位脑干部分。上行部分投射到大脑皮层、边缘前脑和下丘脑；下行部分投射至脊髓后角的胶质区、侧角和前角；而支配低位脑干部分的纤维则分布于低位脑干内部。以E为递质的神经元称为肾上腺素能神经元(adrenergic nel．1rOll)，其胞体主要分布在延髓，其纤维投射也有上行和下行部分。在外周，多数交感节后纤维(除支配汗腺和骨骼肌血管的交感胆碱能纤维外)释放的递质是NE，尚未发现以E为递质的神经纤维，以NE为递质的神经纤维称为肾上腺素能纤维(adren—e晒c．fiber)。

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能与NE或E结合的受体称为肾上腺素能受体(adrenergic receptor·)，主要分为仪型肾上腺素能受体(简称仪受体)和p型肾上腺素能受体(简称p受体)两种。仅受体又有o【，和仅z受体两种亚型，p受体则可分为p，、p：和p，受体三种亚型。所有的肾上腺素能受体都属于G蛋白耦联受体。

肾上腺素能受体广泛分布于中枢和周围神经系统。分布有肾上腺素能受体的神经元称为肾上腺素敏感神经元(adrenoceptive neui’on)。中枢去甲肾上腺素能神经元的功能主要涉及心血管活动、情绪、体温、摄食和觉醒等方面的调节；而中枢肾上腺素能神经元的功能则主要参与心血管活动的调节。，在外周，多数交感节后纤维末梢支配的效应器细胞膜上都有肾上腺素能受体，但不一定两种受体都有，有的仅有仅受体，有的仅有B受体，也有的兼有两种受体。例如，心肌主要存在p受体；血管平滑肌则有d和p两种受体，但皮肤、肾、胃肠的血管平滑肌以d受体为主，而骨骼肌和肝脏的血管则以B受体为主。NE对d受体的作用较强，而对B受体的作用则较弱。一般而言，NE与仅受体(主要是仅，受体)结合所产生的平滑肌效应主要是兴奋性的，包括血管、子宫、虹膜辐射状肌等的收缩，但也有抑制性的，如小肠舒张；NE与p受体(主要是B：受体)结合所产生的平滑肌效应是抑制性的，包括血管、子宫、小肠、支气管等的舒张，但与心肌B，受体结合产生的效应却是兴奋性的。艮受体主要分布于脂肪组织，与脂肪分解有关。

酚妥拉明(phentolamine)能阻断d受体，包括a。和仪：受体，但主要是d，受体。哌唑嗪(prazosin)和育亨宾(yohimbine)可分别选择性阻断0【，和0【：受体。由于0【：受体多为突触前受体，故临床上用dz受体激动剂氯压啶

(ctonidine)可治疗高血压。普萘洛尔(propranol01)能阻断B受体，但对B，和B：受体无选择性。阿替洛尔(atenol01)和美托洛尔(metoprol01)主要阻断p，受体，而丁氧胺(t~utoxamine)则主要阻断p：受体。临床上治疗心绞痛伴有肺通气不畅的患者时，应选用选择性B，受体拮抗剂，而不能选用非选择性拮抗剂。

(3)多巴胺及其受体：多巴胺(dopamine，DA)也属于儿茶酚胺类。DA系统主要存在于中枢神经系统，包括黑质一纹状体系统、中脑边缘系统和结节一漏斗三个部分。脑内的DA主要由中脑黑质产生，沿黑质一纹状体投射系统分布，储存于纹状体，其中以尾核的含量最高。已发现并克隆出D，~Ds五种受体亚型，它们都是G蛋白耦联受体。中枢多巴胺系统主要参与对躯体运动、精神情绪活动i垂体内分泌功能以及心血管活动等的调节。

(4)5一羟色胺及其受体：5一羟色胺(serotonl‘n或5一

hydroxytryptam~’ne，5一HTy系统主要存在于中枢。5一HT能神经元胞体主要集中于低位脑干的中缝核内。其纤维投射分上行部分、下行部分和支配低位脑干部分。、，上行部分的神经元位于中缝核上部(此处5一HT含量最多)，纤维投射到纹状体、丘脑、下丘脑、边缘前脑和大脑皮层；下行部分的神经元位于中缝核下部，纤维下达脊髓后角、侧角和前角；支配低位脑干部分的纤维则分布于低位脑干内部。

5一羟色胺受体多而复杂，已知有5一HT，～5～HT，七种受体。5一}tT，受体又可分出5。HTl^、5一HTlB、5一HTlD、5一HTlE、一5一HTlF五种亚型，在5一HT2受体中可分出5一HT扒5一HT扭和5一HTz(以前称为5一HT，c)三种亚型，在5一HT；受体中也可分出5一HT；。和5一HT躅两种亚型。5一HT，受体是离子通道型受体，其余大多数是G蛋白耦联受体。此外，部分5一HT，一受体是突触前受体。5一HT在中枢神经系统的功能主要是调节痛觉与

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镇痛、精神情绪、睡眠、体温、性行为、垂体内分泌、心血管调节和躯体运动等功能活动。

(5)组胺及其受体：组胺(】aistamine)系统和其他单胺能系统一样，中枢组胺能神经元胞体分布的区域非常局限，集中在下丘脑后部的结节乳头核内；其纤维投射却相当广泛，几乎到达中枢神经系统的所有部位。组胺系统有H。、H：和H。三种受体，广泛存在于中枢和周围神经系统。多数H，受体为突触前受体，通过G蛋白介导抑制组胺或其他递质盼释放。组胺与H，受体结合后能激活磷脂酶c，而与H：受体结合后则能提高细胞内cAM}’浓度。中枢组胺系统可能与觉醒、性行为、腺垂体激素的分泌、血压、饮水和痛觉等调节有关。

(6)氨基酸类递质及其受体

1)兴奋性氨基酸：主要包括谷氨酸和门冬氨酸。谷氨酸(glutamic acid或glutamate，Glu)是脑和脊髓内主要的兴奋性递质，在大脑皮层和脊髓背侧部分含量相对较高；门冬氨酸(aspartic acid或aspartare，Asp)则多见于视皮层的锥体细胞和多棘星状细胞。

谷氨酸受体可分为促离子型受体(ionotropic receptor)和促代谢型受体(．metabotropicreceptor’)两种类型。前者通常可再分为海人藻酸(kainic acid或kainate，KA)受体、AM’PA(仪一amino一3一hya,-oxy一5一methyl一4一isoxazoleproprionate)受体和NMDA(N—methyl—D—asparrate)受体三种类型。目前已有多种亚型被鉴定，已知KA．有五种、。AMPA有四种，而NMDA则有六种。KA和AMPA受体过去合称为非NMDA受体，它们对谷氨酸的反应较快，其耦联通道的电导较低，尤其是KA受体。I@受体激活时主要对．Na’和K’通透；AMPA受体激活时，有的仅对。Na‘通透，有的还允许Ca。’通透。NMDA受体对谷氨酸的反应较慢，其耦联通道的电导相对较高，激活时对Na’、K’、Ca。’都通透。此外，NMDA受体还具有以下特点：④膜外侧存在与甘氨酸结合的位点，甘氨酸与之结合不仅为谷氨酸产生兴奋效应所必需，而且能增加其耦联通道的开放频率；②通道内存在与M矿结合的位点，M矿与之结合后可阻塞通道，这一作用是电压依赖的，随细胞膜超极化程度的增高而增高；只有当膜去极化达到一定水平时，Mg2+从通道移出，通道才开放(见前文Schaffer’侧支LTP)；⑧通道还可与某些药物(苯环立啶、氯胺酮等)结合而发生变构，降低对Na’、K’、caz’等的通透性。N_MI)A受体广泛分布于中枢神经系统，谷氨酸的大多数靶神经元上常同时存在NMDA和AMPA受体。KA和AMPA受体除分布于神经元外，还见于胶质细胞；而NMDA受体仅存在于神经元上。促代谢型受体已有11种亚型被鉴定。促代谢型受体也广泛分布于脑内，在突触前和突触后均有分布，可能参与突触的可塑性。敲除1型促代谢型受体(mGluRl)基因，可严重损害运动协调和空间认知的能力。但NMDA受体或znGh】R受体过度激活可造成Ca'。’大量内流或细胞内储存Ca。’的释放而引起神经元死亡。目前关于门冬氨酸的资料还较少。

2)抑制性氨基酸：主要包括v一氨基丁酸和甘氨酸。y一氨基丁酸

(Y—aminobutyricacid，GABA)是脑内主要的抑制性递质，在大脑皮层浅层和小脑皮层浦肯野细胞层含量较高，也存在于纹状体及其投射纤维中。甘氨酸(出cine，Gly)则主要分布于脊髓和脑干中。

GA—BA受体可分出GABA^、GABA。和GABAc三种受体亚型。GABA。和GABAn受体广泛分布于中枢神经系统，而GABA。受体则主要存在于视网膜和视觉通路中。GABA。和GABA。受体均属于促离子型受体，其耦联通道都是氯通道，激活

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时增加cl-内流；不同的是两者的亚单位组成不同，前者较复杂，后者则较简单。与GABA。受体相比，GABA。受体对GABA的敏感性较高，激活时通道开放较缓慢而持久，且不易脱敏。GABAI，受体属于促代谢型受体，在突触前和突触后均有分布。突触前GABA8．受体激活后，可通过相耦联的G蛋白增加K’外流，减少caz+内流而使递质释放减少；突触后GABAB受体激活后，则可通过G蛋白抑制腺苷酸环化酶，激活钾通道，增加K’外流。在突触后，无论是Cl一内流增加(通过激活GABA一和GABAc受体)还是K’外流增加(通过激活GABA。受体)，都能引起突触后膜超极化而产生IPSP。

甘氨酸受体是一种促离子型受体，其耦联通道也是氯通道，通道开放时允许Cl一和其他单价阴离子进入膜内，引起突触后膜超极化，即产生IPSPo甘氨酸受体可被一种生物碱士的宁(strychnine)阻断。此外，甘氨酸可结合于NMDA受体而产生兴奋效应，且为谷氨酸兴奋NMDA受体所必需(见前文)。

(7)神经肽及其受体：神经肽(neuropeptide)是指分布于神经系统起递质或调质作用的肽类物质。它们主要有以下几类。

1)速激肽：哺乳动物的速激肽(tachykinin)包括P物质(substance P)、神经激肽A、神经肽K、神经肽仪、神经激肽A(3—10)和神经激肽B六个成员。已克隆出三种神经激肽受体，即NK一1、NK一2和NK一3受体，分别对P物质、神经肽K和神经激肽B敏感。它们都是G蛋白耦联受体，激活后均可通过活化磷脂酶c而增加IP3和DG。P物质在脊髓初级传入纤维中含量丰富，很可能是慢痛传人通路中第一级突触的调质；在黑质一纹状体通路中P物质的浓度也很高，其含量与多巴胺成正比；而在下丘脑可能起神经内分泌调节作用。在外周，P物质可引起肠平滑肌收缩，血管舒张和血压下降等效应。

2)阿片肽：目前已被鉴定有活性的阿片肽(opioid peptide)有20多个，其中最主要的是p一内啡肽(p—endorphin)、，脑啡肽(enkephalin)和强啡肽(dynorphin)三类。B一内啡肽主要分布于腺垂体、下丘脑、杏仁核、丘脑、脑干和脊髓等处，在缓解机体应激反应中具有重要作用。脑啡肽主要有甲硫脑啡肽和亮脑啡肽两种。脑啡肽在脑内分布广泛，在纹状体、下丘脑、苍白球、杏仁核、’延髓和脊髓中浓度较高。强啡肽在脑内的分布与脑啡肽有较多重叠，但其浓度低于脑啡肽。已确定的阿片受体有¨、K和8受体，均为G蛋白耦联受体，均可降低cAMp水平。激活斗受体可增加K’电导，引起中枢神经元超极化；激活K和6受体则可导致钙通道关闭。近年来又相继发现与多种阿片受体亲和力很低的孤儿受体(orphan receptor)及其内源性配体孤啡肽(orphanin)，以及斗受体真正的自然配体内吗啡肽(endorrlofphin)。阿片肽的生理作用极为广泛，在调节感觉(主要是痛觉)、运动、内脏活动、免疫、内分泌、体温、摄食行为等方面都有重要作用。由于各种阿片肽对不同受体的作用相互重叠，且亲和力高低不等，因此分布在神经系统各处的阿片肽及其受体的作用十分复杂。

3)下丘脑调节肽和神经垂体肽：下丘脑调节腺垂体功能的肽类激素称为下丘脑调节肽(hypothalamic regulatory peptides，HRP)。其中大部分激素及其受体也存在于下丘脑以外的脑区和周围神经系统，提示它们可能是神经递质。例如，生长抑素存在于许多脑区。并以递质的形式释放，参与调节感觉传人、运动和智能活动等。．已发现ssTRl一ssTR5五种生长抑素受体，它们都是G蛋白耦联受体，都通过降低cAMP水平而引起不同的生理效应。其中ssTR2受体可能介导智能活动和抑制生长激素的分泌，而ssTR5受体则可能参与抑制胰岛素的分泌。促肾上腺皮质激素释放激素(cRH)也存在于大脑皮层、橄榄一小脑通路等处，其受体的

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分布与其通路的纤维投射相一致。含促甲状腺激素释放激素(TRH)的神经末梢分布在脊髓前角运动神经周围；TRH在海马、大脑皮层和视网膜中的含量也很高。 此外，室旁核含有缩宫素和血管升压素的神经元发出的轴突向脑干和脊髓投射，具有调节交感和副交感神经活动的作用，并能抑制痛觉。

4)脑一肠肽：脑一肠肽(brain—gut peptide)是指在胃肠道和脑内双重分布的肽类物质，主要有缩胆囊素(ccK)、血管活性肠肽(VIp)、胃泌素、神经降压素(n。u～rotensin)、甘丙肽(g：alanin)、胃泌素释放肽等。脑内的ccK前体经加工后产生长短不一的ccK活性片段，以ccK一8(八肽)为主。(2CK一8主要分布于大脑皮层、纹状体、杏仁核、下丘脑和中脑等处。脑内有两种ccK受体，即ccK—A和ccK—B受体，以CCK—B受体为主。CCK一8可作用于两种ccK受体，而ccK一4仅作用于(；CK—B受体。两种受体均为G蛋白耦联受体，它们与ccK神经元的分布基本一致。ccK在脑内具有抑制摄食行为等多种作用。

5)其他神经肽：神经系统中还发现多种其他肽类物质由神经元释放，参与神经系统的调节活动，如降钙素基因相关肽、神经肽Y(neuropeptide Y，NPY)、血管紧张素Ⅱ、心房钠尿肽、内皮素、肾上腺髓质素、尾加压素Ⅱ等。

(8)嘌呤类递质及其受体：嘌呤类递质主要有腺苷(adenosine)和．ATP。腺苷是一种抑制性中枢调质。茶和咖啡对中枢的兴奋效应是通过茶碱和咖啡因抑制腺苷的作用而产生的。腺苷也能引起心脏的血管舒张。ATP在体内也具有广泛的受体介导效应，如自主神经系统的快速突触反应和缰核的快反应。嘌呤能受体可分为腺苷(P1)受体和嘌呤核苷酸(P2)受体两类。前者以腺苷为自然配体，后者则以ATp为自然配体。p1受体在中枢和周围神经系统均有分布，有A。、A：和A，三种类型，其中A：受体可再分为A丛和Am两种亚型，它们均为G蛋白耦联受体。A1和A。受体激活后降低cAMP水平，而A。和As受体激活后却增高cAMP水平。P2受体主要存在于周围神经系统，主要有P2Y、P2u、P2X、P2Z四种类型，其中P2X可再分为P2X1～P2X3三种亚型。P2Y和P2I．J受体是G蛋白耦联受体，通过激活磷脂酶c，增加IP3的生成，使胞质内Ca。’浓度增加而产生效应；P2X和P2Z受体则为化学门控通道。P2X。和P2X：受体也存在于脊髓后角，表明AT’P在感觉传人中起作用。此外，ADP能激活P2T’受体，该受体可能是一种离子通道。嘌呤能受体也见于胶质细胞。

(9)气体类递质

1)一氧化氮：一氧化氮(nitric oxide，NO)与经典的递质不同，NO不储存于突触囊泡内，不以出胞的形式释放，也不与靶细胞膜上的特异性受体结合。它以扩散的方式达到邻近的靶细胞，直接结合并激活一种可溶性鸟苷酸环化酶，使胞质内cGMP水平升高，引起一系列生物学效应。NO广泛分布于脑内，海马内某些神经元释放的NC)可逆向作用于突触前神经元，使突触前末梢释放递质增加，因而在LTP的形成中起重要作用。

2)一氧化碳：一氧化碳(carbon monoxide，CO)也是一种气体分子。CO的作用与NO相似，也通过激活鸟苷酸环化酶而发挥其生物学效应。

(10)其他可能的递质：前列腺素(prostadandin，PG)也存在于神经系统中。有报道称神经元膜上可能存在12次跨膜的前列腺素转运体。此外，糖皮质激素和一些性激素可影响脑的功能，故称之为神经活性类固醇(neuroactive

stel·oid)。脑内神经元存在多种性激素和糖皮质激素受体，但大多数类固醇对脑功能的调节仍有待进一步研究o．反射活动的基本规律

反射是神经活动的基本方式，反射和反射弧的概念已在绪论中述及，以下主

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要讨论反．射活动的一些基本规律。

(一)反射的分类

俄国生理学家Pavlov将人和高等动物的反射分为非条件反射和条件反射两类。非条件反射(uncondifoned reflex)是指生来就有、数量有限、形式较固定和较低级的反射活动，包括防御反射、食物反射、性反射等。非条件反射是人和动物在长期的种系发展中形成的。它的建立可无需大脑皮层的参与，通过皮层下各级中枢即可形成。它使人和动物能够初步适应环境，对个体生存和种系生存具有重要意义。条件反射(conditioned reflex)是指通过后天学习和训练而形成的反射。它是反射活动的高级形式，是人和动物在个体生活过程中按照所处的生活环境，在非条件反射的基础上不断建立起来的，其数量无限，可以建立，也可消退。在高等动物形成条件反射的主要中枢部位是大脑皮层。条件反射比非条件反射具有更完善的适应性。

(二J反射的中枢控制

反射的基本过程是信息经感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器五个反射弧环节顺序传递的过程(见绪论)。中枢是反射弧中最为复杂的部位。不同的反射，其中枢的范围可相差很大。在传入神经元和传出神经元之间，即在中枢只经过一次突触传递的反射，称为单突触反射(monosynaptic reflex)。这是最简单的反射，体内唯一的单突触反射是腱反射(见后文)。在中枢经过多次突触传递的反射，则称为多突触反射(polysynapticreflex)。人和高等动物体内的大部分反射都属于多突触反射。需指出的是，在整体情况下，无论是简单的还是复杂的反射，传人冲动进入脊髓或脑干后，除在同一水平与传出部分发生联系并发出传出冲动外，还有上行冲动传到更高级的中枢部位进一步整合，后者再发出下行冲动来调整反射的传出冲动。因此，进行反射时，既有初级水平的整合活动，也有较高级水平的整合活动，在通过多级水平的整合后，反射活动将更具有复杂性和适应性。

(三)中枢神经元的联系方式

中枢神经元的数量十分巨大，尤以中间神经元为最多。在多突触反射中，中枢神经元相互连接成网，神经元之间存在多种多样的联系方式，但归纳起来主要有以下几种。

1．单线式联系 单线式联系(sin西e line connection)是指一个突触前神经元仅与一个突触后神经元发生突触联系(图10一10A．)。例如，视网膜中央凹处的一个视锥细胞通常只与一个双极细胞形成突触联系，而该双极细胞也只与一个神经节细胞形成突触联系，这种联系方式可使视锥系统具有较高的分辨能力。其实，真正的单线式联系很少见，会聚程度较低的突触联系通常被视为单线式联系。

2．辐散和聚合式联系 辐散式联系(divergent connection)是指一个神经元可通过其轴突末梢分支与多个神经元形成突触联系(图10一10]3)，从而使与之相联的许多神经元同时兴奋或抑制。这种联系方式在传人通路中较多见。聚合式联系(conver．一gent connection)是指一个神经元可接受来自许多神经元的轴突末梢而建立突触联系(图10—10C)，因而有可能使来源于不同神经元的兴奋和抑制在同一神经元上发生整合，导致后者兴奋或抑制。这种联系方式在传出通路中较为多见。

在脊髓，传人神经元的纤维进入中枢后，既有分支与本节段脊髓的中间神经

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元及传出神经元发生联系，又有上升与下降的分支，它们再发出侧支在各节段脊髓与中间神经元发生突触联系。因此，在传入神经元与其他神经元发生突触联系中主要表现为辐散式联系；而传出神经元，如脊髓前角运动神经元接受不同轴突来源的突触联系，主要表现为聚合式联系。

3．链锁式和环式联系 在中间神经元之间，由于辐散与聚合式联系同时存在而形成链锁式联系(chain connection) (图10—10D)或环式联系(recurrent connec~on) (图10一10E)。神经冲动通过链锁式联系，在空间上可扩大其作用范围；兴奋冲动通过环式联系，可因负反馈而使活动及时终止，或因正反馈而使兴奋增强和延续。在环式联系中，即使最初的刺激已经停止，传出通路上冲动发放仍能继续一段时间，这种现象称为后发放或后放电(aftei’discharge)。后发放现象也可见于各种神经反馈活动中。

(四)局部回路神经元和局部神经元回路

在中枢神经系统中，存在大量的短轴突和无轴突的神经元。这些短轴突和无轴突的神经元与长轴突的投射性神经元不同，它们并不投射到远隔部位，其轴突和树突仅在某一中枢部位内部起联系作用。这些神经元称为局部回路神经元(10cal circuit neurons)．。局部回路神经元数量极大，广泛存在于神经系统各个部位，如脊髓的中间神经元、丘脑的无轴突神经元、小脑皮层的星状细胞、篮状细胞、海马的篮状细胞、视网膜的水平细胞、嗅球的颗粒细胞等。从进化的角度看，动物越高等，局部回路神经元的数量就越多，它们的突起也越发达。人类的局部回路神经元与投射性神经元之比约为3：1。局部回路神经元的活动可能与高级神经功能有密切关系，例如学习和记忆等。

由局部回路神经元及其突起构成的神经元间相互作用的联系通路，称为局部神经元回路(10cal neuronal circuit)。这种回路可有三种类型：①由多个局部回路神经元构成，如小脑皮层内的颗粒细胞、篮状细胞、星状细胞等构成的回路；②由一个局部回路神经元构成，如脊髓闰绍细胞构成的抑制性回路；③由局部回路神经元的部分结构构成，如嗅球颗粒细胞树突和僧帽细胞树突之间构成的交互性突触(图10—3B)。这种突触的结构不同于前述的经典突触，而是两树突接触处的邻近部位形成两个方向相反的树突一树突式突触．树突a’通过其中一个树突一树突式突触作用于树突b’，而树突b’又通过附近的另一个树突一树突式突触反过来作用于树突a’。．这样，a’≮b’两个树突通过交互性突触构成相互作用的局部神经元回路。这种回路不需要整个神经元参与活动就能起整合作用。此外，局部回路神经元及其突起还可两两组合或与电突触组合成串联性突触和混合性突触(图10—3B)。

(五)中枢兴奋传播的特征

兴奋在反射弧中枢部分传播时，往往需要通过多次突触传递o¨当兴奋通过化学性突触传递时，由于突触结构和化学递质参与等因素的影响，其兴奋传递明显不同于神经纤维上的冲动传导，主要表现为以下几方面的特征。

1．单向传播在反射活动中，兴奋经化学性突触传递，只能从突触前末梢传向突触后神经元，这一现象称为单向传播(one-way conduction)。这是因为递质通常由突触前末梢释放，受体则通常位于突触后膜。虽然近年来发现突触后神经元也能释放递质，而突触前膜上也存在突触前受体，但其作用主要为调节递质的释放，而与兴奋传递无直接关系。化学性突触传递的单向传播具有重要意义，它

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限定了神经兴奋传导所携带的信息只能沿着指定的路线运行。电突触传递则不同，由于其结构无极性，因而兴奋可双向传播。

2．中枢延搁 兴奋经中枢传播时往往较慢，这一现象称为中枢延搁(central delay)。这是由于化学性突触传递须经历递质释放，递质在突触间隙内扩散并与后膜受体结合，以及后膜离子通道开放等多个环节。兴奋通过一个化学性突触通常需要0．3~0．5ms，比在同样距离的神经纤维上传导要慢得多。反射通路上跨越的突触数目越多，兴奋传递所需的时间越长。兴奋通过电突触传递时则无时间延搁，因而在多个神经元的同步活动中起重要作用。

3．兴奋的总和 在反射活动中，单根神经纤维传人冲动一般不能引起传出效应；而若干神经纤维的传人冲动同时到达同一中枢才可能产生传出效应。’因为单根纤维传人冲动引起的EPSP具有局部兴奋的性质，不足以引发外传性动作电位。但若干传人纤维引起的多个EPSP可发生空间性总和与时间性总和，如果总和达到阈电位即可爆发动作电位；如果总和未到达阈电位，此时突触后神经元虽未出现兴奋，但膜电位与阈电位水平之间的差距缩小，此时只需接受较小刺激使之进一步去极化，便能达到阈电位，因此表现为易化(f~cilitation)。

4．兴奋节律的改变如果测定某一反射弧的传人神经(突触前神经元)和传出神经(突触后神经元)在兴奋传递过程中的放电频率，两者往往不同。这是因为突触后神经元常同时接受多个突触传递，且其自身功能状态也可能不同，因此最后传出冲动的频率取决于各种影响因素的综合效应。

5．后发放 如前所述，后发放可发生在兴奋通过环式联系的反射通路中。此外，也见于各种神经反馈活动中，例如，当随意运动发动后，中枢将不断收到由肌梭返回的关于肌肉运动的反馈信息，用以纠正和维持原先的反射活动。

6．对内环境变化敏感和易疲劳 由于突触间隙与细胞外液相通，因而内环境理化因素的变化，如缺氧、CO：过多、麻醉剂以及某些药物等均可影响化学性突触传递。另外，用高频电脉冲连续刺激突触前神经元，突触后神经元的放电频率将逐渐降低；而用同样的刺激施加于神经纤维，则神经纤维的放电频率在较长时间内不会降低。说明突触传递相对容易发生疲劳，其原因可能与神经递质的耗竭有关。

c六)中枢抑制和中枢易化

在任何反射活动中，中枢总是既有兴奋又有抑制。兴奋和抑制在时间和空间上的多重复杂组合是中枢神经系统具有各种调节功能的重要基础。中枢抑制(central inhibition)和中枢易化(central facilitation)均为主动过程，且都可发生于突触前和突触后。

1．突触后抑制 突触后抑制(postsynaptic inhibition)都由抑制性中间神经元释放抑制性递质，使突触后神经元产生IPSP而引起。突触后抑制有以下两种形式。

(1)传人侧支性抑制：传人纤维进入中枢后，一方面通过突触联系兴奋一个中枢神经元；另一方面通过侧支兴奋一个抑制性中间神经元，通过后者的活动再抑制另一个中枢神经元，这种抑制称为传入侧支性抑制(afferent collateral inhibition)或交互抑制(reciprocal：inhibition)。例如，伸肌肌梭的传人纤维进入脊髓后，直接兴奋伸肌运动神经元，同时发出侧支兴奋一个抑制性中间神经元，转而抑制屈肌运动神经元(图10—11左半)，导致伸肌收缩而屈肌舒张。这种抑制能使不同中枢之间的活动协调起来。

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(2)回返性抑制：中枢神经元兴奋时，传出冲动沿轴突外传，同时又经轴突侧支兴奋一个抑制性中间神经元，后者释放抑制性递质，反过来抑制原先发生兴奋的神经元及同一中枢的其他神经元，这种抑制称为回返性抑制(recurrent inhibition)。例如，脊髓前角运动神经元的传出冲动沿轴突到达骨骼肌发动运动，同时，冲动经轴突发出的侧支兴奋与之构成突触的闰绍细胞；后者兴奋时释放甘氨酸，回返性抑制原先发动运动的神经元和其他同类神经元(图10—11右半)。其意义在于及时终止运动神经元的活动，或使同一中枢内许多神经元的活动同步化。

2．突触前抑制 突触前抑制(presynaptic inhibition)在中枢内广泛存在，尤其多见于感觉传人通路中，对调节感觉传人活动具有重要意义。如图10—12所示，轴突末梢A与运动神经元构成轴突一胞体式突触；轴突末梢B与末梢A构成轴突一轴突式突触，但与运动神经元不直接形成突触。若仅兴奋末梢A，则引起运动神经元产生一定大小的EPSP；若仅兴奋末梢B，则运动神经元不发生反应。若末梢B先兴奋，一定时间后末梢A兴奋，则运动神经元产生的EPSP将明显减小。目前认为有三种可能的机制：①末梢B兴奋时，释放GABA作用于末梢A上的GABAA受体，引起末梢A的cl一电导增加，膜发生去极化，使传到末梢A的动作电位幅度变小，时程缩短，结果使进入末梢A的Caz’减少，由此而使递质的释放量减少，最终导致运动神经元的EPSP减小。②在某些轴突末梢(也如图中的末梢A)上还存在GABA。受体，该受体激活时，通过耦联的G蛋白，使膜上的钾通道开放，引起K’外流，使膜复极化加快，同时也减少末梢的Ca。’内流而产生抑制效应。也可能有别的递质通过G蛋白影响钙通道和电压门控钾通道的功能而介导突触前抑制。③在兴奋性末梢(也如图中的末梢A)，通过激活某些促代谢型受体，直接抑制递质释放，而与Car’内流无关，这可能与递质释放过程中的一个或多个步骤对末梢轴浆内Ca。’增多的敏感性降低有关。

如前所述，某些神经元(尤其是大脑皮层神经元)的GABA．A受体激活时，可使突触后膜发生超极化；而在突触前抑制中，GABA作用于上述末梢A上的GABA。受体时，末梢膜却发生去极化。近年来的研究表明，在大多数细胞，如感觉神经元、交感神经节细胞、内皮细胞、白细胞、平滑肌和心肌细胞等，细胞内c1一的浓度较Net'nst方程式计算出来的数值为高，换言之，Cl一的平衡电位(Ea)较细胞的静息膜电位(Em)为小(指其绝对值)，提示Cr的跨膜转运，除被动转运外，还存在主动转运。尽管迄今为止尚未在任何细胞中发现c1一的原发性主动转运系统，但已证实上述细胞的膜上存在多种Cr的继发性主动转运系统，如Na’一K’一2C1一同向转运体、cl一一}{CO_3交换体等，这些转运体和交换体具有向细胞内转运Cl_的作用，因而可造成细胞内C1一的蓄积。在静息状态下，由于C1一并非处于电化学平衡状态，而是受到一个由膜内流向膜外的驱动力，因此，一旦氯通道开放，将产生c1一外流(内向电流)而发生膜的去极化。但是，”有些神经元(如大脑皮层和前庭外侧核的神经元)细胞内的a一浓度较Nemst方程式计算出来的数值为低，换言之，E。，较E。为大(指其绝对值)。这是因为在这些神经元膜上有一种K’一Cl一同向转运体的亚型，后者可利用膜内外K’的浓度梯度而促进C1一外排。当氨通道受GABA、甘氨酸等递质的作用而激活开放时，则产生Cl_内流(外向电流)而使膜发生超极化，从而形成抑制性突触后电位。

3．突触后易化 突触后易化(postsynaptic facilitation)表现为：EPSP的总和。由于突触后膜的去极化，使膜电位靠近阈电位水平，如果在此基础上再出

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现一个刺激，就较容易达到阈电位水平而爆发动作电位。

4．突触前易化 突触前易化(presynaptic facmtation)与突触前抑制具有同样的结构基础。在图10—12中，如果到达末梢A的动作电位时程延长，则钙通道开放时间延长，因此进入末梢A的Ca抖量增多，末梢A释放递质增多，最终使感觉神经元的EPSP增大，即产生突触前易化。至于末梢A的动作电位时程延长，可能是由于轴突一轴突式突触末梢释放某种递质(如5一羟色胺)，引起细胞内cA。MP水平升高，使钾通道发生磷酸化而关闭，从而延缓动作电位的复极化过程。‘

第二节神经系统的感觉分析功能

体内、外各种刺激，首先由感受器感受，然后被转换成传入神经上的神经冲动，并通过特定的神经通路传向特定的中枢加以分析。’因此，各种感觉都是由专门的感受器j特定的传人神经及中枢的特定部位共同活动而完成的。中枢对躯体感觉的分析

(一)感觉传入通路

躯体感觉的传人通路一般由三级神经元接替。初级传人神经元的胞体位于后根神经节或脑神经节中，其周围突与感受器相连，中枢突进人脊髓和脑干后发出两类分支，一类在不同水平直接或间接通过中间神经元与运动神经元相连而构成反射弧，完成各种反射，另一类经多级神经元接替后向大脑皮层投射而形成感觉传人通路，产生各种不同感觉。

1_丘脑前的传入系统深感觉的传人纤维进入脊髓后沿后索上行，在延髓下部的薄束核和楔束核更换神经元(简称换元)，换元后的第二级神经元发出纤维交叉至对侧组成内侧丘系，后者抵达丘脑的特异感觉接替核后外侧腹核，此处存在第三级神经元。这条通路称为后索一内侧丘系传人系统。精细触一压觉的传人纤维也走行于该系统中。浅感觉的传人纤维进入脊髓后在后角换元，第二级神经元发出纤维经白质前连合交叉至对侧，在脊髓前外侧部上行，形成前外侧索传入系统。其中，传导痛觉和温度觉的纤维走行于外侧而形成脊髓丘脑侧束；传导粗略触一压觉的纤维大部分交叉至对侧腹侧，小部分不交叉，形成脊髓丘脑前束。前外侧索传人系统中部分纤维终止于丘脑的特异感觉接替核(图10—13A)，也有一部分纤维投射到丘脑中线区和髓板内的非特异投射核。

后索的上行纤维有侧支进入后角，这些侧支可调节皮肤感觉(包括痛觉)的传人冲动。有人将后角视为“闸门” (gate)，感觉传人冲动在此可发生突触前抑制或突触前易化(后者是产生痛觉过敏的机制之一)；此闸门也受高位脑下行冲动的影响。

由于传导痛觉、温度觉和粗略触一压觉的纤维先交叉后上行，而本体感觉和精细触一压觉的纤维则先上行后交叉，所以在脊髓半离断的情况下，离断水平以下的痛觉、温度觉和粗略触一压觉的障碍发生在健侧(离断的对侧)，而本体感觉和精细触一压觉障碍则发生在病侧(离断的同侧)。在脊髓空洞症患者，如果较局限地破坏中央管前交叉的感觉传导路径，可出现痛觉、温度觉和粗略触一压觉障碍的分离现象，即出现相应节段双侧皮节的痛觉和温度觉障碍，而粗略触一压觉基本不受影响。这是因为痛觉、温度觉传人纤维进入脊髓后，仅在进入水平的1—2个节段内换元并经前连合交叉到对侧，而粗略触一压觉传入纤维进入脊髓后则分成上行和下行纤维，可在多个节段内分别换元再交叉到对侧。

此外，上述两个传人系统内的上行纤维都有一定的空间分布。在前外侧索，从内向外依次为来自颈、胸、腰、骶区域的轴突；在后索，从内到外则依次为来

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自骶、腰、胸、颈部位的纤维(图10—13B)。所以，如果脊髓外的肿瘤压迫脊髓丘脑束，首先受压的是来自骶、腰部的纤维，病变早期可出现骶部或腰部痛觉和温度觉的缺失；如果肿瘤位于脊髓内，则首先缺失的感觉是来自颈部或胸部的浅感觉。

来自头面部的痛觉和温度觉冲动主要由三叉神经脊束核中继，而触一压觉与本体感觉则主要由三叉神经主核和中脑核中继。自三叉主核和脊束核发出的二级纤维越至对侧组成三叉丘系，与脊髓丘脑束毗邻上行，终止于丘脑后内侧腹核。

2。丘脑的核团 丘脑是除嗅觉外的各种感觉传人通路的重要中继站，并能对感觉传人进行初步的分析和综合。丘脑的核团或细胞群可分为以下三大类。

(1)第一类细胞群：这类细胞群称为特异感觉接替核(specific sensory relay nucleus)。它们接受第二级感觉投射纤维，换元后投射到大脑皮层感觉区。其中后腹核是躯体感觉的中继站，来自躯体不同部位的纤维在后腹核内换元，其空间分布有一定的规律，后外侧腹核接受来自躯干四肢的传人纤维，来自足部的纤维在后外侧腹核的最外侧部换元，来自上肢的纤维在后外侧腹核的内侧部换元；后内侧腹核接受来自头面部的传人纤维。。此外，内侧膝状体和外侧膝状体也归入此类，它们分别是听觉和视觉传导通路的换元站，发出的纤维分别向听皮层和视皮层投射。

(2)第二类细胞群：这类细胞群称为联络核(associated nucleus)，它们接受来自特异感觉接替核和其他皮层下中枢的纤维，换元后投射到大脑皮层的特定区域，其功能与各种感觉在丘脑和大脑皮层的联系协调有关。在这类核团中，丘脑前核接受来自下丘脑乳头体的纤维，并发出纤维投射到大脑皮层扣带回，参与内脏活动的调节；丘脑外侧核主要接受来自小脑、苍白球和后腹核的纤维，而后发出纤维投射到大脑皮层运动区，参与运动调节；丘脑枕核接受内、外侧膝状体的纤维，再发出纤维投射到皮层顶叶、枕叶和颞叶联络区，参与各种感觉的联系功能。此外，丘脑还有些细胞群发出的纤维投射到下丘脑、皮层前额叶和眶区或顶叶后部联络区。

、(3)第三类细胞群：这类细胞群称为非特异投射核(nonspecific projection nucleus)，是指靠近中线的所谓内髓板内各种结构，主要是髓板内核群，包括中央中核、束旁核、中央外侧核等。这些细胞群通过多突触换元接替弥散地投射到整个大脑皮层，具有维持和改变大脑皮层兴奋状态的作用。，此外，束旁核可能与痛觉传导有关，刺激人类丘脑束旁核可加重痛觉，而毁损此区则疼痛得到缓解。

3．感觉投射系统 根据丘脑各部分向大脑皮层投射特征的不同，可把感觉投射系统(sensory projection system)分为以下两个不同系统。

(1)特异投射系统：‘丘脑特异感觉接替核及其投射至大脑皮层的神经通路称为特异投射系统(specific pro．jection system)。它们投向大脑皮层的特定区域，‘具有点对点的投射关系。投射纤维主要终止于皮层的第四层，形成丝球结构，与该层内神经元构成突触联系，引起特定感觉。另外，这些投射纤维还通过若干中间神经元接替，与大锥体细胞构成突触联系，从而激发大脑皮层发出传出冲动。联络核在结构上大部分也与大脑皮层有特定的投射关系，因此也归人该系统。

(2)非特异投射系统：丘脑非特异投射核及其投射至大脑皮层的神经通路称为非特异投射系统(nonspecific projiection system)。一方面，该系统经多次换元并弥散性投射到大脑皮层的广泛区域，因而与皮层不具有点对点的投射关系；另一方面，。它们通过脑干网状结构，间接接受来自感觉传导道第二级神经

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