细胞生理学和神经生物学.pptxVIP

细胞生理学和神经生物学概述细胞生理学研究细胞的功能，包括代谢、生长和反应。神经生物学关注神经系统的结构和功能，包括神经元、突触和神经回路。

细胞膜的结构和功能细胞膜是细胞的外界屏障，它保护细胞，并控制物质进出。细胞膜主要由磷脂双分子层构成，其中嵌入蛋白质和糖类。磷脂双分子层是细胞膜的基底结构，它由疏水性的脂肪酸链和亲水性的磷酸头部组成。蛋白质在细胞膜中扮演着多种角色，它们可以作为通道、转运蛋白、受体和酶。细胞膜具有选择透过性，允许某些物质通过，而阻止其他物质通过。这使得细胞可以维持内部环境的稳定，并与外界进行物质交换。例如，细胞膜可以控制营养物质进入细胞，废物排出细胞，以及信号分子传递。

细胞膜电位的产生细胞膜电位是细胞膜内外两侧的电位差。它是由膜内外离子浓度差异和膜对离子的选择性通透性造成的。1离子浓度差细胞内K+浓度高于细胞外，细胞外Na+浓度高于细胞内。2膜对离子的选择性通透性细胞膜对K+的通透性高于Na+。3静息电位当细胞处于静息状态时，膜内外电位差约为-70mV，称为静息电位。静息电位是由于K+外流产生的，而Na+内流则对静息电位的维持起到微弱的作用。静息电位的产生是细胞兴奋性的基础。

离子通道和离子泵1离子通道离子通道是细胞膜上的蛋白质，它们形成选择性通道，允许特定类型的离子通过。2离子泵离子泵是另一种细胞膜上的蛋白质，它们利用能量将离子逆浓度梯度运输，维持细胞内外的离子平衡。3通道种类离子通道种类繁多，包括电压门控通道、配体门控通道和机械门控通道等，它们参与各种生理过程。4泵种类钠钾泵是神经细胞中重要的离子泵，它通过消耗ATP将钠离子泵出细胞，并将钾离子泵入细胞，维持细胞膜电位。

神经信号的传导1静息膜电位神经元在未受刺激时，细胞膜内负外正的电位差，由钾离子外流为主，维持着膜电位的稳定。2动作电位当神经元受到刺激时，膜电位发生快速波动，形成动作电位，这是一个“全或无”的反应，传递神经信息。3传导过程动作电位沿着神经纤维传导，通过电压门控钠通道和钾通道的开放和关闭，实现信号传递。

突触传递神经递质释放当神经冲动到达突触末梢，神经递质从突触小泡中释放到突触间隙。递质与受体结合释放的神经递质与突触后膜上的受体结合，引发一系列生物化学反应，改变突触后神经元的兴奋性。信号传递受体结合后，信号传递至突触后神经元，可能引起兴奋性突触后电位（EPSP）或抑制性突触后电位（IPSP）。递质清除神经递质在突触间隙中被酶降解或重新摄取到突触前神经元，以终止其作用。

神经递质和受体神经递质的释放神经递质是由神经元产生的化学物质，通过突触传递信息。受体的多样性不同的神经递质具有不同的受体，每个受体都对特定的神经递质具有特异性。受体激活和信号传递神经递质与受体结合后，会激活受体，启动下游信号通路，传递神经信号。受体的结构和功能受体的结构决定其功能，不同的受体参与不同的信号传导通路，发挥不同的生理作用。

神经递质的合成和释放神经递质的合成过程是在神经元胞体中完成的，涉及一系列酶促反应。神经递质前体被特定酶催化转化为活性递质。合成好的神经递质被储存在突触囊泡中，等待释放。1神经递质前体例如：酪氨酸、色氨酸、谷氨酸2合成酶例如：酪氨酸羟化酶、色氨酸羟化酶3神经递质例如：多巴胺、5-羟色胺、谷氨酸4突触囊泡储存和释放神经递质神经递质的释放是由神经元兴奋引起，动作电位到达突触末梢时，引起钙离子内流，触发囊泡与突触前膜融合，将神经递质释放到突触间隙中。

神经递质的代谢和再摄取代谢神经递质在突触间隙中发挥作用后，会被特异的酶降解，例如乙酰胆碱酯酶降解乙酰胆碱。这种降解过程确保了神经传递的快速停止和神经信号的准确传递。再摄取一些神经递质会被突触前神经元通过专门的转运蛋白重新摄取，并储存起来，以便再次释放。这种机制有助于减少神经递质的浪费，并调节突触传递的强度。

神经递质的调节作用神经元网络调节神经元网络通过复杂的相互作用调节神经递质的释放和活性。例如，抑制性神经元可以减少兴奋性神经递质的释放。受体调节受体可以被激动剂激活或被拮抗剂阻断，从而改变神经递质的作用效果。受体的表达水平也受到调控。代谢调节神经递质的合成、降解和再摄取过程都受到严格的酶促反应调节。例如，单胺氧化酶(MAO)抑制剂可以减少神经递质的降解。神经可塑性神经可塑性是指神经元网络的结构和功能随着经验发生改变的能力，它也影响着神经递质的调节。

神经递质失衡与神经系统疾病抑郁症血清素和多巴胺水平降低，导致情绪低落、兴趣减退、睡眠障碍等症状。焦虑症伽马氨基丁酸（GABA）水平降低，导致过度焦虑、紧张和恐惧。精神分裂症多巴胺在某些脑区过度活跃，导致幻觉、妄想和思维障碍。帕金森病多巴胺在黑质中分泌不足，导致震颤、肌强直和运动障碍等症状。

神经递质的临床应用精神疾病治疗神经递质失衡会导致抑郁症、焦虑症