第二章神经系统的生理学基础 — 知识点笔记综合来源课件2PDF、课堂笔记CSDN、期末复习课录音占位图超级压缩第二章神经元 后勤(营养 结构) 胶质细胞(处理 传递)神经元性质兴奋性 动态极化(单向传播) 连接特异性(特定接触点连接)神经元结构 轴树胞体突触传递动作电位传递到轴突末梢 转为化学信号(神经递质)在另一神经元突触后膜转为电信号神经元类别单(1分2)双多/感觉单中间运动多膜磷脂双分子层离子通道/离子泵跨膜蛋白质类型受控 被动 性质离子选择性 门控(响应信号) 跨膜传导(开放传导离子)膜电位内-外电位差(静息)极化-(上升 并发放电位)去极化-(下降)复极化-(更负值)超极化静息电位无刺激下产生的跨膜电位差影响因素离子通道开放性 选择性 浓度差静息电位形成Na外K内扩散流 K走多内负外正 负电位 浓度梯度电荷梯度 静息形成。2.1 神经系统基本组成两类细胞神经系统Neural system由两类细胞构成细胞类型功能角色比喻神经元Neurons信息处理与传递具有兴奋性能以脉冲形式传递信息信息处理前线神经胶质细胞Glial cells提供营养、结构支撑、绝缘髓鞘、免疫等支持功能后勤保障二者以错综复杂的方式相互联系共同维持神经系统的整体功能。神经元的核心性质神经系统中最基本的信息处理单元接受输入→整合判断→调整活动水平→输出传递兴奋性能够被激活并以脉冲形式将信息传播至神经系统的其他部分动态极化卡哈尔提出神经元内电信号仅沿单一方向传播——从树突/胞体→轴突触发区→轴突末梢连接特异性卡哈尔提出神经元在特定接触点与特定突触后细胞建立突触联系非随机连接【图片神经元与神经胶质细胞示意图 — 课件2第4页】2.2 神经元结构三大组成部分树突(Dendrites) 胞体(Soma) 轴突(Axon) ┌─────────────────┐ ┌──────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 输入单元 │ → │ 处理单元 │ → │ 输出单元 │ │ 接收其他神经元 │ │ 整合输入信号 │ │ 传递动作电位 │ │ 信号传入胞体 │ │ 超过阈值则发放 │ │ 至其他神经元 │ └─────────────────┘ └──────────────┘ └─────────────────┘卡哈尔Cajal与现代神经科学西班牙神经科学家现代神经科学开创者1906年诺贝尔生理医学奖高尔基 vs 卡哈尔之争高尔基网状理论神经系统是连续的网状结构卡哈尔神经元学说神经元是独立单位通过特殊结构突触传递信号电子显微镜发明后神经元学说获得证实卡哈尔两大原则动态极化电信号仅沿单一方向传播树突/胞体→轴突→末梢连接特异性神经元非随机连接仅在特定接触点与特定目标细胞建立突触【图片卡哈尔手绘神经元图 — 课件2第11页】突触Synapse结构定义一个神经元的轴突末梢与另一个神经元的胞体或树突接触形成化学突触结构突触前膜 ─┬─ 突触间隙 ─┬─ 突触后膜 (轴突末梢) (~20-40nm) (胞体/树突) │ │ 突触囊泡(含神经递质) 受体蛋白信号转换过程电信号 → 化学信号 → 电信号动作电位沿轴突传导至末梢末梢处转换为化学信号神经递质释放跨越突触间隙突触后膜再次转化为电信号【图片突触结构示意图 — 课件2第14页】2.3 神经元类型分类一基于结构胞体突起数量类型突起数分布占比单极Unipolar1个短突起后分两支无脊椎动物CNS、感觉神经元极少双极Bipolar2个树突轴突视网膜、嗅觉系统极少多极Multipolar≥3个人类CNS最常见99%【图片三种结构类型神经元形态图 — 课件2第18-19页】分类二基于功能信号传播方向类型功能信号方向结构特点感觉神经元Sensory将感受器信息传入CNS感受器→中枢几乎全部为单极运动神经元Motor将CNS指令传至效应器中枢→肌肉/腺体通常为多极中间神经元Interneuron信息整合与处理感觉↔运动通路之间几乎全部在CNS内信息通路感觉神经元 → 中间神经元 → 运动神经元【图片功能分类与信号流向图 — 课件2第20-22页】2.4 神经元的细胞膜与离子通道细胞膜结构双层磷脂分子层构成绝缘良好是水溶性分子的屏障【图片细胞膜双层磷脂结构图 — 课件2第24页】离子通道Ion Channels由跨膜蛋白质分子构成神经元快速信号传导依赖于离子通道三大核心特性特性说明离子选择性识别并选择性地通透特定离子如钾通道只允许K⁺门控特性响应电/机械/化学信号而开放或关闭跨膜传导开放状态时快速介导离子穿过细胞膜离子通道类型被动型无闸门始终开放仅对特定离子通透受控型有闸门受电/化学/物理刺激调控开关膜片钳技术内尔Neher和萨克曼Sakmann于1970s末-80s初开发空间分辨率达1微米首次测量单一离子通道电流1991年诺贝尔生理医学奖【图片膜片钳技术示意图 — 课件2第27页】2.5 离子泵与膜电位Na⁺-K⁺离子泵由跨膜蛋白质组成水解1个ATP→泵出3个Na⁺泵入2个K⁺重复活动改变膜内外离子浓度 → 产生离子浓度梯度【图片Na-K泵工作原理图 — 课件2第28页】膜电位Membrane PotentialVmVin−VoutV_m V_{in} - V_{out}Vm​Vin​−Vout​平衡状态下通常维持在-40mV 至 -90mV胞内相对胞外为负膜电位变化对应神经元状态过程定义离子机制极化Polarization静息状态膜电位呈负值静息状态去极化Depolarization膜电位上升Na⁺内流复极化Repolarization去极化后膜电位下降K⁺外流超极化Hyperpolarization膜电位趋向更负值K⁺持续外流【图片动作电位各阶段膜电位变化图 — 课件2第30页】2.6 静息电位的形成 ⭐定义在没有任何外界刺激的情况下细胞膜对离子的选择性通透性以及离子泵建立的浓度梯度共同作用产生的跨膜电位差即静息膜电位静息电位。形成过程5步Na⁺/K⁺泵建立浓度梯度胞外Na⁺浓度高胞内K⁺浓度高扩散趋势Na⁺倾向于内流K⁺倾向于外流K⁺选择性外流膜对K⁺通透性远高于Na⁺ → 更多K⁺离开细胞 → 胞内负电荷过量电场力阻碍K⁺外流使胞内积累负电荷 → 产生阻碍K⁺继续外流的电场力电化学平衡浓度梯度驱动力 电荷梯度驱动力 → 平衡 → 形成静息电位核心结论静息电位主要取决于K⁺的平衡电位通透性最高能斯特方程Nernst Equation⭐ 计算考点单个离子的平衡电位电化学平衡时EionRTzFln⁡[X]out[X]inE_{ion} \frac{RT}{zF} \ln\frac{[X]_{out}}{[X]_{in}}Eion​zFRT​ln[X]in​[X]out​​其中R 气体常数8.314 J/(mol·K)T 热力学温度体温 ~310K即37°Cz 离子电荷数K⁺: 1, Na⁺: 1, Cl⁻: -1, Ca²⁺: 2F 法拉第常数96485 C/mol[X]out / [X]in 胞外/胞内离子浓度常用简化形式室温~25°C时Eion≈58mVzlog⁡10[X]out[X]inE_{ion} \approx \frac{58mV}{z} \log_{10}\frac{[X]_{out}}{[X]_{in}}Eion​≈z58mV​log10​[X]in​[X]out​​河豚毒素TTX钠离子通道阻滞剂阻止Na⁺进入神经细胞无足够Na⁺进入 → 无法产生去极化过程 → 破坏神经细胞正常功能 苏轼《惠崇春江晚景》“正是河豚欲上时”笔记中的图片索引序号图片内容描述来源位置图1神经元与神经胶质细胞关系图课件2 第4页图2高尔基染色法首幅神经系统插图(1875)课件2 第10页图3卡哈尔手绘神经元图课件2 第11页图4神经元三大结构树突/胞体/轴突示意图课件2 第13页图5化学突触结构详图前膜/间隙/后膜课件2 第14页图6电-化学-电信号转换流程图课件2 第15页图7三种结构类型神经元形态对比课件2 第18-19页图8功能分类感觉/运动/中间示意图课件2 第20-22页图9细胞膜双层磷脂结构课件2 第24页图10离子通道结构与门控机制课件2 第25-26页图11膜片钳技术示意图课件2 第27页图12Na-K离子泵工作过程图课件2 第28页图13膜电位变化极化/去极化/复极化/超极化图课件2 第30页图14静息电位形成过程图解课件2 第32-33页笔记整理时间2026年6月25日