1、神经生物学 Neurobiology,主讲：葛顺 济宁医学院生理学教研室 ,21世纪的明星学科,DNA之父沃森 Watson James Dewey,“20世纪是基因的世纪，21世纪是脑的世纪！”,图 阿尔兹海默症患者 Alzheimers disease,图 阿片类物质成瘾及戒断综合征,图 神经系统的常见畸形,神经病理、病生学,服务于神经系统疾病的多学科的综合研究。,寻找致病基因,基于分子、细胞、整体水平的多层次的综合研究。,概念,从生物学角度，研究神经系统形态结构和生理功能的生命科学；并为神经系统疾病的发生机制和治疗提供一定的临床基础。,形态学研究方法：, 剖查法：病理解剖，组织化学, 影
2、像学：CT, MRI, 示踪：免疫组化，HRP法，原位杂交, 共聚焦激光扫描显微镜,图 病理剖查法,图 尼氏染色显示尼氏体,脑组织影像学检查,颅内占位CT,颅内占位MRI,图 免疫组化染色显示FOS,目的 探讨抑郁症的神经元结构及发病机制。 方法 采用不同强度强迫游泳应激造成绝望行为（BD组）模型和单纯强迫游泳模型（对照组）大鼠（Wistar系雄性，体重160180 g）各10只，在其端脑、间脑、中脑和脑桥切片上各做抗fos蛋白免疫组化染色，40倍光镜下观察和计数各部位内fos蛋白免疫阳性（FLI）神经元及其数目，并进行两组之间的比较。 结果 省略 结论 抑郁症的发病可能与脑内犒赏系统的强烈而
3、持续的兴奋引起神经元内Ca2+过载而导致神经元变性有关。,科 研 试 验,图 原位杂交法,图 共聚焦激光扫描显微镜观察细胞,生理学研究方法：, 给予刺激（物理、化学、生物），观察反应（分泌、电变化）,灌流技术 ：保持脑片的存活以观察递质和调质的分泌（如脑片灌流）, 免疫探针技术：观察递质和调质的分泌, 电生理方法：电压钳、膜片钳技术,行为学研究方法：,细胞内,细胞外,图： 电压钳原理示意图,图： 膜片钳示意图,图 行为学研究方法,特点,多学科的综合研究。,多层次的综合研究。,人类了解自身进而完善自身的研究。,展望,人类聪明才智能得到进一步发挥。,某些神经、精神疾病能找到有效的防治之策。,第一章
4、,神经元与神经胶质细胞,神经元,大体形态及功能,微细结构及功能,常见的染色技术,神经胶质细胞：,形 态,功 能,临 床,图： 一个简单的反射活动,图： Golgi 的照片,图： Cajal 和神经元学说,Cajal 运用Golgi 的银染法对神经组织进行了更为深入的研究，并提出神经元是大脑的基本功能单位，既神经元学说，因此他同Golgi一起获得诺贝尔奖。,图： 神经元的大体结构模式图,图： 神经元模式图及电镜照片,图： 神经元模式图,胞体上发出很多分枝，称之为神经突，即轴突和树突。,树突粗短，有很多枝，树突分枝上有很多不同形状的突起，称之为树突棘。,轴突细长，很少有分枝，有髓鞘包绕，而且表面光
5、滑。,图： 大脑皮层大锥体细胞,改良COX染色。,图： 小脑浦肯野细胞,银染法；胞体；轴突；树突。,图： 交感神经节神经元,图： 马小脑小颗粒细胞,胞体体积小，有45个树突，树突末端分枝成爪状。,图： 大脑皮层大锥体细胞,左为魏伯二氏法染色，右为银染法。,是否在以上这几张图片上看出，神经元的形态多样?,神经元本是由胞体、突起构成，可为什么在以上的图片中，有的神经元并未看到是有这两部分构成？,图： 神经元的大体形态类型模式图,胞体：,形态多样,胞体的大小差异很大；小的直径只有5m，大的可达100m 以上。,突起：,突起分轴突和树突两种，突起的形态、数量和长短也不相同。,图： 星形和锥形神经元,根
6、据神经突的形状。,图： 单极、双极、多级神经元,根据神经突的数量。,图： 传入、中间、传出神经元,根据神经元投射的方向。,图： 感觉、中间、运动神经元,根据神经元的功能。,按神经突的形状：,星 形,锥 形,按神经突的数量：,单 极,双 极,多 极,按神经元的功能：,感 觉,中 间,运 动,按神经元投射的方向：,传 入,传 出,中 间,接受刺激，产生和扩布神经冲动，并将神经冲动传递给其它的神经元和效应细胞。,下丘脑神经元还有分泌激素的作用，从而把神经信息转化为激素的信息。,动画： 神经元的作用,胞体：维持神经元的代谢（多细胞器）；信号转导（膜上多通道）；接受冲动。,树突: 接受神经冲动（多树突、
7、树突棘）。,神经元的大体结构、形态及其功能,小结,大体结构：要求会画神经元的大体结构模式图，并依此叙述其特点。,形态：了解分布于大脑、小脑、脊髓的神经元形态不一，多样，其胞体的大小、形状及其突起的数量、形态、长短不同。,小结,神经元的大体结构、形态及其功能,神经元的分类：掌握神经元的分类方法。如根据神经突的形状、数量、神经元投射的方向及其神经元的功能。,神经元的功能：熟悉神经元作为一个整体的功能及其各个组成部分的功能。,图： 神经元的内部结构模式图,图： 神经元细胞膜模式图,图： 细胞膜中的胆固醇,图： 细胞膜中的蛋白质,Proteins,图： 细胞膜中的碳水化合物,图： 神经元线粒体模式图,
8、图： 神经元高尔基复合体模式图,图： 神经元细胞核模式图,图： 神经元核糖体和粗面内质网模式图,图： 粗面内质网和核糖体上蛋白质的合成,图：脊髓前角运动神经元尼氏体,HE染色。,图： 神经元的细胞骨架模式图,图： 神经原纤维,左为硝酸银染色；右为卡哈尔氏法染色。,图： 微管与轴浆运输模式图,顺向运输,如合成神经递质所需的酶、突触小泡等。,逆向运输,如神经生长因子、病毒、毒素。,图： 轴浆运输在神经解剖学中的应用,神经膜：,屏障；保护；维持细胞形态及内外离子的平衡；信号转导。,线粒体：,为神经元代谢提供能量。,细胞核：,合成DNA和mRNA。,高尔基复合体：,加工、装配、修饰、分泌合成的蛋白质；
9、补充生物膜。,粗面内质网和核糖体：,合成蛋白质。,骨架蛋白：,保持神经元形态；运输物质。,神经元的微细结构及主要功能,小结,掌握神经元内各细胞器的功能。,神经膜：,屏障；保护；维持细胞形态及内外离子的平衡；信号转导。,线粒体：,为神经元代谢提供能量。,细胞核：,合成DNA和mRNA。,高尔基复合体：,加工、装配、修饰、分泌合成的蛋白质；补充生物膜。,粗面内质网和核糖体：,合成蛋白质。,骨架蛋白：,保持神经元形态；运输物质。,神经元的微细结构及主要功能,小结,了解神经元特有的两种细胞器。,尼氏体；神经原纤维。,掌握轴浆的顺向及逆向运输的概念。,顺向运输：,轴突缺少粗面内质网、核糖体和高尔基复合体
10、，因此靠顺向运输，即从胞体到轴突，能运送轴突所需蛋白质和生物膜等。,逆向运输：,轴突终末，以从轴突到胞体方向，运输终末的代谢产物和由终末摄取的物质。,图： 各种染色神经元,左上：银染；右上：尼氏；下：荧光,一般染色：,HE染色；银染法；尼氏染色等。,特殊染色：,免疫组化染色；免疫荧光染色等。,贴片染色；涂片染色法。,根据神经组织处理方式的不同：,由是否根据抗原抗体反应原理：,染色步骤：,图： 尼氏染色和免疫组化染色神经元,左为尼氏染色；右为免疫组化染色。,小结,常见的染色方法,了解贴片染色的常见步骤。,总结,神经元,神经元的大体结构、形态及其功能。,神经元的微细结构及主要功能。,常见的染色技术
11、。,神经元的大体结构、形态及其功能,大体结构：要求会画神经元的大体结构模式图，并依此叙述其特点。,形态：了解分布于大脑、小脑、脊髓的神经元形态不一，多样，其胞体的大小、形状及其突起的数量、形态、长短不同。,神经元的分类：掌握神经元的分类方法。如根据神经突的形状、数量、神经元投射的方向及其神经元的功能。,神经元的功能：掌握神经元作为一个整体的功能及其各个组成部分的功能。,神经元的大体结构、形态及其功能,神经元的微细结构及主要功能,掌握神经元内各细胞器的功能。,了解神经元特有的两种细胞器。,掌握轴浆的顺向及逆向运输的概念。,常见的染色方法,了解贴片染色的常见步骤。,图： 神经胶质细胞模式图,图：
12、神经胶质细胞类型模式图,图： 神经胶质细胞类型模式图,分类,星形胶质细胞,少突胶质细胞,小胶质细胞,图： 星形胶质细胞,COX染色。,图： 纤维性星形胶质细胞,大脑白质；高尔基法；毛细血管；纤维突。,图： 原浆性星形胶质细胞,大脑灰质；高尔基法；细胞体；原浆突。,图： 少突胶质细胞,大脑皮层；高尔基法；细胞体；突起。,图： 小胶质细胞,大脑皮层；硝酸银法。,图： 神经胶质细胞与神经元的位置关系,分类,星形胶质细胞,原浆性,纤维性,少突胶质细胞,小胶质细胞,形态特点,星形胶质细胞, 星形胞体, 多突起, 突起末端膨大成脚板，伸至毛细血管壁上，构成其界膜。, 脚板伸至脑脊髓软膜内侧，构成脑脊液和脑
13、实质之间的屏障。,形态特点,纤维性星形胶质细胞,形态特点,少突胶质细胞,形态特点,小胶质细胞,体积小；数量少；胞体呈椭圆形；突起细长有分枝。,同其它神经胶质细胞一样，一般的染色方法（如HE）不能显示其形态，可用银染法和免疫组化方法来显示其形态。,与神经元相比,虽与神经元一样有突起，但无轴突树突之分。,数量较神经元多，数量之比可达1050：1 。,一般的染色方法（如HE）染色不能显示其形态，一般用金属浸染和免疫组化方法来染色。,不具有传导神经冲动的作用。,小结,神经胶质细胞的形态,星形胶质细胞,少突胶质细胞,小胶质细胞,原浆性,纤维性,星形神经胶质细胞,参与神经递质的代谢,星形胶质细胞,星形胶质
14、细胞,图： Glu与GABA的循环,星形神经胶质细胞,合成神经活性物质,证据：,星形神经胶质细胞,调节神经递质的释放,证据：,(神经垂体细胞）,星形神经胶质细胞,调节神经元内外离子平衡,+,星形神经胶质细胞,参与神经免疫的调节,星形神经胶质细胞,参与神经组织构筑的塑型,大脑纵裂,星形神经胶质细胞,其他,诱导血脑屏障的形成。,参与学习和记忆。,此外，少突胶质细胞有抑制神经生长的作用；小胶质细胞有吞噬及作阿米巴运动的能力。,目的:探讨杏仁复合体内星形胶质细胞在学习记忆过程中的作用,并提供形态学依据。 方法:雄性SD大鼠随机分为对照组、游水组、模型组。应用Morris水迷宫训练大鼠建立空间辨别性学习
15、记忆动物模型,用免疫细胞化学法显示杏仁复合体内神经纤维胶质酸性蛋白(GFAP)免疫阳性的星形胶质细胞。 结果:大鼠杏仁复合体内星形胶质细胞数量、大小、突起长度及突起分级呈现出由对照组向游水组再到模型组递增趋势;大鼠杏仁复合体内GFAP免疫阳性产物灰度值由对照组向游水组到模型组呈逐渐减少的趋势。模型组中14 d的GFAP免疫阳性产物灰度值低于7d和21d的。 结论:大鼠杏仁复合体内星形胶质细胞参与空间辨别性学习记忆过程,在形态和GFAP表达上均呈时间和空间变化。,科研实验,参与神经递质的代谢。,调节神经递质的释放。,合成神经活性物质。,调节细胞内外离子平衡。,参与神经免疫的调节。,参与神经组织构筑的塑型。,其他。,小结,神经胶质细胞的功能,脑缺血,神经损伤,神经组织移植,与其参与神经组织构筑、塑型的作用有关。,小结,神经胶质细胞与临床,脑缺血,癫痫,神经损伤,神经组织移植,总结,神经胶质细胞,形态,功能,功能与临床的关系,形态,功能,功能与临床的关系,
