第八章 神經系統
神經系統的組成
•
神經系統可分成二個部分
•
中樞神經系統(central nervous system；CNS)
•
周邊神經系統(peripheral nervous system；PNS)
•
周邊神經系統又可分為
傳入
(刺激)
系統與傳出
(反應)
系統。
•
傳出系統又可分為
軀體神經系統
(隨意)
與
自主神經系統
(不隨意)
。
對
刺激
做出
反應
CNS
PNS
• 交感：緊急狀態
• 副交感：吃喝拉撒睡
神經組織學
•
(一)神經膠細胞(Neuroglia)
•
數目很多，是神經元的10～50倍。
•
由於構造上及功能上的差異，可將神經膠細胞細分為如表所列之種類。
胚胎
外胚層
發育而成，由神經膠細胞與神經元構成
胚層
分化組織
外胚層
表皮、神經系統為主
中胚層
骨骼、肌肉、循環系統、腎臟、腎上
腺皮質
內胚層
與外界相通的臟器內襯和腺體
一般器官往往並
非
僅由
單一胚層形成
BBB
CSF
(二)神經元(NEURON)
•
構造與功能
人類的神經系統約含有10
11
個神經元，可作為神經衝動
的傳導。其構造如下：
•
1.細胞體(cell body; soma)：
尼氏體：顆粒性
(核糖體)
內質網合成蛋白質
(細胞體、
樹突)
脂褐質：與老化有關
(神經、肝、腎、心、視網膜)
神經微纖維：支持與運送
(軌道)
2.樹突(dendrite):
接受訊號
3.軸突(axon):
傳出訊號
脂褐質
神經微纖維
•
神經纖維(nerve fiber)一般是指軸突及包於其外的構造，軸突外有
的包有
髓鞘
(myelin sheath)，有的則無。
•
中樞神經系統髓鞘
：
寡突膠細胞
所形成
(
無
再生能力)
•
周邊神經系統髓鞘：許旺氏細胞
所形成
(
有
再生能力)
白質：有髓鞘的神經纖維
灰質：無髓鞘的神經纖維和細胞體
•
髓鞘是蛋白、磷脂質的複合物，在各段髓鞘間的無髓鞘間
隙稱為
蘭氏結
(node of Ranvier)。
(Na
+
通道)
•
神經元細胞體所合成的物質可經由軸突漿流(axoplasmic
flow)及軸突運輸(axonal transport)二種方式運送至軸突
•
由於神經元再生能力有限，受傷後以
星狀膠細胞
填補受損
部位而造成疤痕組織
•
神經元在構造上依其細胞體突起數目的多寡可分為三類：
分類
運動神經元
感覺神經元
神經生理學
•
(一)膜電位
•
細胞膜內外帶有電荷的離子分布不平均，使細胞膜內的電壓較
細胞膜外為負，這個電位差稱為靜止膜電位（resting membrane
potential; RMP），形成原因主要有二：
1.
鈉—鉀幫浦:
3鈉出2鉀進
2.
細胞膜內的蛋白分子大、
帶負電荷
，無法通過細胞膜，
使細胞膜內的電荷高於細胞外。
外
正
內
負
-
細胞內負電多
去極化:
鈉
離子通道打開
再極化:
鉀
離子通道打開
•
當細胞膜正處於動作電位時，它對另外的一個刺激不會產生反應，
這段時間稱為不反應期或乏興奮期。
1.絕對不反應期(absolute refractory period； ARP)。
2.相對不反應期(relative refractory period； RRP) 。
不反應期(Refractory Period)
•
強度足以引起一個神經衝動的
最小刺激稱為閾值刺激
，給
予閾值以上的刺激強度，則以恆定、最大的強度傳導；若
給予閾值以下的刺激，則無法引起一個動作電位，此即為
全或無定律(all-or-none law)。
全或無定律(All-or-none Law)
(三)神經衝動的傳導方式
•
1.連續傳導(continuous conduction)：
無髓鞘
纖維傳導神經衝動即用此法。
(較慢)
•
2.跳躍傳導(saltatory conduction) ：
有髓鞘
的神經纖維在產生動作電位時，電流是由一個蘭氏結移到
另一個蘭氏結的跳躍方式傳導。
(較快、耗能少)
(四)神經衝動的傳導速度
•
1.溫度：
•
溫度上升時，傳導速度會增加
•
溫度下降時，傳導速度會減慢。
•
2.壓力：
•
壓力減少時，傳導速度會加快；壓力增加時，傳導
速度會減慢。
•
3.纖維直徑：
•
纖維直徑愈大者，傳導衝動的速度愈快。
•
4.有無髓鞘
•
5.其他。
C纖維易受局部麻醉抑制
快痛：
主要功能為痛覺定位
慢痛：
為後續的，感知細胞受傷仍然存在，比較不易疲勞
痛覺神經同時被活化，但分開傳遞
監控肌肉收縮情況
(五)突觸(SYNAPSE)
•
神經元間是以
突觸
相連接。
•
突觸前神經元
(presynaptic neuron)：訊息的發送者
•
突觸後神經元
(postsynaptic neuron)：訊息的接受
•
大部分的神經元同時具有突觸前及突觸後的功能。
1.
神經元與
肌肉
細胞間的突觸稱為神經肌肉接合。
2.
神經元與
腺體
細胞間的突觸稱為神經腺體接合。
電性突觸(ELECTRICAL SYNAPSE)
•
常見於心肌與平滑肌，它含有
連接素
(蛋白質)
形成的通道，可使
相鄰的神經元細胞質相通，提供了低電阻的電性通道而使離子流
到下一個神經元。
•
重要特徵：
雙向傳遞、速度快
平時(無損傷)：打開
刺激(受損)：關閉
•
藉由突觸前神經元的突觸囊泡釋放化學的
神經傳遞物質
(neurotransmitter)，經由擴散作用通過突觸裂，而引起
突觸後細胞產生反應，稱為化學性突觸(chemical
synapse)。
化學性突觸 (CHEMICAL SYNAPSE)
無直接接觸
鈣離子幫浦
受到電位改變刺激
而開啟
胞吐作用
(六)突觸的傳導
•
抑制性傳導(Inhibitory Conduction)
抑制性的傳遞物質與突觸後細胞膜上的接受器作用，使細胞內的
電位產生過極化，這種使突觸後神經元的
靜止膜電位更負
的變化
，稱為抑制性突觸後電位(inhibitory postsynaptic potential
；
IPSP
)。
• 興奮性傳導(Excitatory Conduction)
興奮性的傳遞物質與突觸後細胞膜上的接受器作用，使其易於興奮
(
膜電位增加)
，此種電位變化稱為興奮性突觸後電位(excitatory
postsynaptic potential；
EPSP
)。若有70個突觸球約在同一時間釋
出其神經傳遞物質，則合併的效果可能引發一次神經衝動，此為加
成作用(summation)。
Na
+
:通透性
降低
(進不來)
K
+
:通透性
增加
(到細胞
外
)
Cl
-
:通透性
增加
(到細胞
內
)
與全有全無律
無關
細胞
外
液：
鈉離子
、
氯離子
、重碳酸根離子
細胞
內
液：
鉀離子
、鎂離子、
磷酸根離子
突觸的整合
•
突觸後神經元是一個整合器(integrator)，它能接收
興
奮
或
抑制
訊號並整合之，然後據以反應出去。
1.
空間
性加成 (spatial summation)
2.
時間
性加成(temporal summation)
• 突觸後神經元可能以下列幾種方式反應：
• 1.興奮性作用大於抑制性作用，但總合小於刺激的
閾值水平，則只產生促進作用，而
不能引起衝動
。
• 2.興奮性作用大於抑制性作用，且其總合等於或
高
於刺激
的閾值水平，則產生一個衝動。
• 3.抑制作用大於興奮作用，則會抑制衝動的產生。
•
神經傳遞物質必須具備下列三要項：
1.
它必須存在於突觸球。
2.
它能改變突觸後膜對離子的通透性。
3.
它能在突觸裂內被酶分解而失去活性，或被回收到
突觸球內。
(七)神經傳遞物(NEUROTRANSMITTER)
•
依化學結構的不同，可將神經傳遞物質分成：
•
乙醯膽鹼(acetylcholine；ACh)：中樞缺乏導致失智症
•
生物胺類(biogenic amine)：多巴胺缺乏巴金森氏症
•
氨基酸類(amino acid) : GABA缺乏導致漢丁頓氏舞蹈症
•
多胜肽類(polypeptide)
•
脂類(lipid)
•
氣體類(gas)
節前神經
節後神經
交感神經
ACh
NE
副交感神經
ACh
ACh
多巴胺過多精神分裂
血清胺缺乏憂鬱症
• DA
抑制
GABA釋放
• Ach
促進
GABA釋放
接受器
被自體抗體阻斷重症肌無力症
酪氨酸 (tyrosine)：多巴胺、正腎上腺素、腎上腺素
色氨酸 (tryptophan)：血清胺
星狀膠細胞回收 Glutamate Glutamine
尿少血壓高
Cortical neuron culture
6-OHDA lesion for PD rat model
Bregma