理论教育 神经系统组成与结构-动物生理

神经系统组成与结构-动物生理

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:而神经系统是机体最重要的调节控制系统,通过神经系统的调控功能,使不同的系统和组织器官协调运作,共同完成复杂的生理机能。脊髓是中枢神经系统的低级部位,是管束状的神经结构,位于脊柱的椎管内且被脊椎保护。它们通过突触相连接,是构成神经系统机构和功能的基本单位。神经末梢经常性地释放某些营养性物质,持续地调整被支配组织的代谢活动,影响其结构、生化和生理功能。

神经系统组成与结构-动物生理

动物体内各器官、系统结构各异,功能不同,但彼此之间并不孤立,相反它们之间依靠集体的调节系统协调工作。而神经系统是机体最重要的调节控制系统,通过神经系统的调控功能,使不同的系统和组织器官协调运作,共同完成复杂的生理机能。神经系统是动物机体内起主导作用的系统,分为中枢神经系统和外周神经系统两大部分,包括脑、脊髓、躯体神经系统以及内在神经系统(图9.1)。

图9.1 神经系统分类示意图

1)中枢神经系统

中枢神经系统(central nervous system,CNS)位于颅腔和椎管内,包括脑和脊髓,是组成神经系统的主体部分,其主要功能是传递、储存和加工信息,产生各种感觉和心理活动,支配控制动物的全部行为。脑位于颅腔内,低等动物的脑较简单,而哺乳动物和人的脑特别发达,可分为大脑、小脑和脑干3个部分。脊髓是中枢神经系统的低级部位,是管束状的神经结构,位于脊柱的椎管内且被脊椎保护。脊髓的主要功能是传导与反射,来自组织器官的神经冲动经脊髓上行到达脑;脑发出的大部分冲动经脊髓下行传导至全身各器官。

2)外周神经系统

外周神经系统(peripheral nervous system,PNS),又称周围神经系统,包括脑和脊髓以外的神经部分,主要是神经干与神经节。外周神经系统可分为脊神经、脑神经和植物性神经。根据其功能的不同,又可分为传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经)。植物性神经根据功能的不同,分为交感神经和副交感神经两类。

3)神经元与神经胶质细胞

神经系统内主要含有两类细胞,即神经细胞和神经胶质细胞。神经细胞又称神经元(neuron),是一种高度分化的细胞。它们通过突触相连接,是构成神经系统机构和功能的基本单位。神经胶质细胞(neuroglia)简称胶质细胞,广泛地分布于中枢神经系统与外周神经系统,数量很大,为神经元的数十倍。其主要功能是对神经元起支持、营养和保护作用。

4)神经元的基本结构与功能

(1)神经元的基本结构

神经元数量众多,形态大小不一,但其基本结构都包括胞体和突起两部分(图9.2)。胞体是神经元细胞核所在部位,主要分布在大脑和小脑的皮层、脑干和脊髓的灰质以及外周神经系统的神经节中。突起包括树突和轴突两种。树突较短,数量较多,形如树冠丛集在胞体周围。轴突则较长,数量较少,一般一个神经元只有一个轴突。轴突和感觉神经元的长树突统称为轴索。轴索外包被有髓鞘或神经膜,构成神经纤维。根据神经纤维上是否有髓鞘覆盖,又可将神经纤维分为有髓神经纤维和无髓神经纤维两类。

图9.2 有髓运动神经元结构图

(2)神经元的一般功能特征

神经元的主要功能是接收、整合、传导和传递信息。神经元能接收来自机体内外环境变化所产生的信息,并将这些信息转化为神经信号,即神经冲动,通过传出通路将调控信息传递给相应的效应器,产生调控效应。有些神经元,如下丘脑中某些神经元,除具有上述功能外,还能分泌激素,将神经信号转化为体液信号对机体进行调控。

神经纤维是神经元中一个重要的功能区域,其主要功能是传递兴奋。兴奋在神经纤维传导具有以下特征:

①完整性:神经纤维只有在其结构和功能都完整时才能完成兴奋的传导。当神经纤维受到损伤、切断或局部麻醉时,其结构与功能的完整性遭到破坏,从而使兴奋传导受阻。

②绝缘性:多条神经纤维同时传导兴奋时不会相互干扰,表现为各神经纤维传导兴奋时具有绝缘效应。其主要原因是细胞外液对电流的短路作用,使得局部电流主要在一条神经纤维上构成回路。

③双向性:神经纤维任意位置产生的动作电位可以沿神经纤维同时向纤维两端扩散。但在整体条件下,由于突触传递的单向性特点,导致神经冲动总是由胞体向末梢方向传导。

④相对不疲劳性:神经纤维较突触传递有长时间保持兴奋的能力,称为相对不疲劳性。在一定条件下对神经纤维长达十多小时的连续电刺激,神经纤维仍可继续传导兴奋。

⑤不衰减性:神经纤维在传导冲动时,遵循动作电位的“全”或“无”特征。不论传导距离远近,传导冲动的大小、频率和速度始终保持不变。(www.daowen.com)

(3)神经纤维的轴浆运输作用

神经元轴突内的轴浆是经常流动的,轴浆流动具有物质运输的作用,称为轴浆运输。同一般的分泌细胞不同,神经元所有的蛋白质都在胞体内的高尔基复合体内合成,然后通过轴浆流动将蛋白质运输到神经末梢的突触小体,再通过轴突末梢释放。轴浆运输可分为顺向轴浆运输和逆向轴浆运输两类。

(4)神经纤维的营养性作用

神经纤维所支配的组织除了具有功能性作用外,即传导兴奋到达末梢,通过释放递质作用于突触后膜进而调节所支配组织的活动,还具有营养性作用。神经末梢经常性地释放某些营养性物质,持续地调整被支配组织的代谢活动,影响其结构、生化和生理功能。这种营养性作用一般不易察觉,但一旦神经纤维被切断则会明显地表现出来。例如切断运动神经后,肌肉内糖原合成速度减慢,蛋白质分解加速,肌肉逐渐萎缩;再如,切断味觉神经,则机体出现味蕾退化的情况,当神经重新长入后味蕾又恢复。

5)神经胶质细胞

神经胶质细胞广泛分布于外周和中枢神经细胞中。在中枢神经系统,主要包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞3类;在外周神经系统,主要有形成髓鞘的施旺氏细胞和神经节内的卫星细胞。与神经元相比,胶质细胞在形态和功能上都有很大差异:胶质细胞也有突起,但没有树突和轴突之分;与相邻细胞存在缝隙连接,但没有形成突触结构;胶质细胞也有随细胞外K+浓度改变而改变的膜电位,但不能产生动作电位;神经元损伤后不可修复,但胶质细胞终生具有分裂和增殖能力,可以对神经组织损伤进行修补和填充。各种类型神经胶质细胞功能如下所述。

(1)支持作用

在中枢神经系统中,星形胶质细胞数量最多。在脑组织中,神经元及血管之外的空间主要被神经胶质细胞填充。星形胶质细胞通过长突起在脑和脊髓内交织成网,形成支架,对神经元细胞提供机械性支撑作用。

(2)引导神经元迁移

发育中的神经元可沿着神经胶质细胞突起的方向迁移至其最终的定居部位。因此,神经胶质细胞对神经元有引导迁移的作用。

(3)修复与再生

当脑或脊髓受到损伤产生组织变性时,小胶质细胞能大量增殖转变为巨噬细胞,参与吞噬清除变性的组织碎片;清除碎片后的缺损组织可以被星形胶质细胞填充。

(4)绝缘与隔离作用

施旺氏细胞和少突胶质细胞能包绕轴突或长树突而形成髓鞘。髓鞘不导电,对冲动的传导起到绝缘作用,可防止冲动在传递过程中出现电流扩散,使神经元之间相互干扰。胶质细胞包绕单个或成群的神经元,使之相互分隔,起到绝缘作用。星形胶质细胞的突起末端形成血管周足,同毛细血管内皮及皮下基膜一同构成血-脑屏障的结构基础。

(5)物质代谢和营养作用

星形胶质细胞通过血管周足和突起连接毛细血管与神经元,可以为神经元运输营养物质和排出代谢产物。此外,神经胶质细胞及外周卫星细胞能合成和分泌多种神经生长因子,对神经元的生长发育提供营养。

(6)免疫应答作用

当神经系统发生病变时,小胶质细胞转变为吞噬细胞,形成单核-吞噬细胞系统进入受损区域。此外,星形胶质细胞也可以作为抗原呈递细胞,将经处理过的外来抗原呈递给T淋巴细胞。

神经胶质细胞的分类与功能见表9.1。

表9.1 神经胶质细胞分类与功能

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