代謝功能的神經(jīng)調(diào)節(jié)機制課件

1、人體生命活動的調(diào)節(jié)機制神經(jīng)調(diào)節(jié)(Nervous regulation) 體液調(diào)節(jié)(humoral regulation) 自身調(diào)節(jié)(autoregulation)神經(jīng)調(diào)節(jié)(Nervous regulation) 神經(jīng)調(diào)節(jié)是人體內(nèi)最主要的調(diào)節(jié)機制。其基本調(diào)節(jié)方式是反射。反射 (reflex)：是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，機體對內(nèi)、外環(huán)境刺激產(chǎn)生的應(yīng)答性反應(yīng)。其特點：調(diào)節(jié)快速而準(zhǔn)確體液調(diào)節(jié) (humoral regulation) 體液調(diào)節(jié)是通過人體內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的各種激素來完成的。其特點是：作用緩慢、廣泛、持久自身調(diào)節(jié) (autoregulation)自身調(diào)節(jié)是指當(dāng)體內(nèi)外環(huán)境變化時，器官、組織、細(xì)

2、胞不依賴于神經(jīng)或體液調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的適應(yīng)性反應(yīng)。特點：調(diào)節(jié)范圍有限、幅度小、不靈敏。整個機體內(nèi)的代謝反應(yīng)由中樞神經(jīng)系統(tǒng)所控制。中樞神經(jīng)系統(tǒng)對代謝作用的控制與調(diào)節(jié)有直接的，亦有間接的。 直接控制是大腦接受某種刺激后直接對有關(guān)組織、細(xì)胞或器官發(fā)出信息，使它們興奮或抑制以調(diào)節(jié)其代謝。 間接控制則為大腦接受刺激后通過下丘腦的神經(jīng)激素傳到垂體激素，垂體激素再傳達(dá)到各種腺體激素，腺體激素再傳到各自有關(guān)的靶細(xì)胞對代謝起控制和調(diào)節(jié)作用。 下丘腦的解剖學(xué)基礎(chǔ)下丘腦是間腦的一部分，位于丘腦腹側(cè)。由聚集在第三腦室周圍的多個核團(tuán)而組成。分區(qū)：3區(qū)。室周區(qū)(periventricular zone)、內(nèi)側(cè)區(qū)(medial

3、zone) 、外側(cè)區(qū)(lateral zone) 。主要核團(tuán)室周區(qū)(periventricular zone)除視上核，其余細(xì)胞近鄰第三腦室壁。室周區(qū)內(nèi)有各種不同功能的神經(jīng)元：直接接受來自視網(wǎng)膜的神經(jīng)支配，起著協(xié)調(diào)明暗交替和晝夜節(jié)律的作用。調(diào)控自主神經(jīng)系統(tǒng)，支配內(nèi)臟器官的交感和副交感神經(jīng)的傳出沖動。神經(jīng)分泌神經(jīng)元，其軸突向夏朝垂體柄延伸。垂體的解剖學(xué)基礎(chǔ)垂體分為神經(jīng)垂體(neurohypophysis)和腺垂體(adenohypopysis)。神經(jīng)垂體為下丘腦的直接派生物，由后葉、漏斗柄和正中隆起組成。腺垂體由前葉、中間葉（在人類發(fā)育不完全）和結(jié)節(jié)部（包繞漏斗柄和延伸部）組成結(jié)節(jié)部和漏斗柄一起

4、稱為漏斗(infundibulum)或稱垂體柄。下丘腦與垂體的聯(lián)系：下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng)：有直接神經(jīng)聯(lián)系，下丘腦視上核和室旁核的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞所分泌的肽類神經(jīng)激素可以通過軸漿流動方式，經(jīng)軸突直接到達(dá)神經(jīng)垂體，并貯存于此。下丘腦-腺垂體系統(tǒng)：二者間的聯(lián)系是血管性的，即下丘腦促垂體區(qū)的肽能神經(jīng)元通過所分泌的肽類神經(jīng)激素（釋放激素和釋放抑制激素），經(jīng)垂體門脈循環(huán)轉(zhuǎn)運到腺垂體，調(diào)節(jié)相應(yīng)的腺垂體激素的分泌。下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng)下丘腦的兩個大細(xì)胞核團(tuán)視上核和室旁核中的一些大細(xì)胞，既是神經(jīng)元又能分泌活性物質(zhì)，稱為大細(xì)胞性神經(jīng)分泌細(xì)胞，所分泌的激素稱為神經(jīng)激素(neurohormone)。視上核AVP/ADH

5、視上垂體束室旁核OCT神經(jīng)垂體下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng)加壓素(vasopressin)，也稱抗利尿激素(ADH)當(dāng)細(xì)胞外液滲透壓增高和血容量下降時，ADH自垂體后葉分泌進(jìn)入體循環(huán)。增加腎單位集合管對水的通透性，因此促進(jìn)水的重吸收。降低了細(xì)胞外液的滲透壓和排尿減少，從而恢復(fù)血容量。對滲透壓變化敏感的滲透壓感受器存在于終板血管器(vascular organ of the lamina terminalis, OVLT)。OVLT是腦的室周器官之一，位于下丘腦前端血腦屏障的血液側(cè)。在OVLT內(nèi)的滲透壓敏感性神經(jīng)元與視上核和室旁核的細(xì)胞形成突觸聯(lián)系，當(dāng)滲透壓升高時其基礎(chǔ)放電也增高。低血容量時ADH釋放的

6、兩種機制：血容量減少降低了平均動脈壓。壓力感受器位于頸動脈竇和主動脈壁上，壓力感受沿舌咽神經(jīng)和迷走神經(jīng)到達(dá)延髓的孤束核，激活視上核和室旁核的去甲腎上腺素能神經(jīng)元，從而引起ADH釋放。腎素-血管緊張素級聯(lián)系統(tǒng)的激活。腎素由近球小體內(nèi)的顆粒細(xì)胞產(chǎn)生，是一種水解蛋白酶。血管緊張素原血管緊張素I血管緊張素II腎素血管緊張素轉(zhuǎn)化酶血管緊張素II刺激穹隆下器的神經(jīng)元，刺激ADH分泌。而且，血管緊張素II可引起劇烈的血管收縮并刺激腎上腺皮質(zhì)的醛固酮分泌。血管收縮可引起即時的升血壓效應(yīng)，而醛固酮促進(jìn)腎單位對Na+的重吸收，刺激攝水。腎素-血管緊張素級聯(lián)系統(tǒng)激活示意圖催產(chǎn)素(OCT)刺激平滑肌收縮，介導(dǎo)哺乳期婦

7、女的泌乳反射和維持分娩時的子宮收縮，促進(jìn)胎兒娩出。位于下丘腦室周區(qū)的神經(jīng)元，其軸突投射到正中隆起和結(jié)節(jié)漏斗束，分泌促垂體激素，這些神經(jīng)元稱為小細(xì)胞性神經(jīng)分泌細(xì)胞。促垂體激素進(jìn)入下丘腦-垂體門脈循環(huán)，并被血液循環(huán)運送到垂體前葉，與垂體細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合。每一種促垂體激素作用用垂體前葉的特定細(xì)胞，促進(jìn)或抑制特定促激素分泌。促激素分泌入血液循環(huán)，并對靶組織（特別是內(nèi)分泌腺）產(chǎn)生內(nèi)分泌效應(yīng)。下丘腦-腺垂體系統(tǒng)下丘腦-腺垂體系統(tǒng)下丘腦激素的脈沖式分泌以60-180min為周期，并驅(qū)使垂體前葉的激素也稱脈沖式分泌。這種脈沖分泌的幅度與周期隨著晝夜節(jié)律而變化。神經(jīng)內(nèi)分泌軸的分泌在多個水平上受到反饋調(diào)節(jié)

8、，使其終產(chǎn)物濃度穩(wěn)定在調(diào)定點上。負(fù)反饋 (negative feedback)負(fù)反饋的作用是使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。機體內(nèi)環(huán)境之所以能維持穩(wěn)態(tài)，就是因為有許多負(fù)反饋控制系統(tǒng)的存在和發(fā)揮作用。下丘腦-腺垂體神經(jīng)內(nèi)分泌軸下丘腦-垂體-腎上腺軸 (HPA)下丘腦-垂體-甲狀腺軸 (HPT)下丘腦垂體-性腺軸 (HPG)下丘腦-垂體-腎上腺軸 (HPA)下丘腦釋放促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子(CRF)垂體釋放促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)醇(cortisol)在生理的、情感的、心理的刺激時，下丘腦室周區(qū)分泌CRH進(jìn)入下丘腦-垂體門脈循環(huán)。CRH刺激ACTH釋放入體循環(huán)，從而促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)醇

9、。皮質(zhì)醇能直接作用于下丘腦的神經(jīng)元，也可作用于腦的其他部位的神經(jīng)元。應(yīng)激(stress)生理性：饑餓、口渴、鍛煉、外傷心理性：焦慮、恐懼、憤怒、沮喪、抑郁促腎上腺皮質(zhì)激素和皮質(zhì)醇濃度持續(xù)升高的一種狀態(tài)。很多與應(yīng)激有關(guān)的生理反應(yīng)有助于保護(hù)機體和腦免受應(yīng)激刺激的危害。但是慢性應(yīng)激確實有潛在的危害。每天注射大鼠皮質(zhì)醇，連續(xù)注射幾個星期，引起許多具有皮質(zhì)醇受體的神經(jīng)元的樹突枯萎、細(xì)胞凋亡。野生狒狒數(shù)量激增時，處于從屬地位的雄性狒狒死了許多。他們患有胃潰瘍、腸炎、腎上腺增大和海馬神經(jīng)元廣泛退化。下丘腦-垂體-甲狀腺軸 (HPT)下丘腦釋放促甲狀腺激素釋放激素(TRH)。垂體釋放促甲狀腺素(TSH)。甲狀

10、腺釋放甲狀腺素，包括T3、T4。下丘腦-垂體-性腺軸 (HPG)下丘腦釋放促性腺激素釋放激素(TRH)。垂體釋放卵泡刺激素(FSH)和黃體生成素(LH)。甲狀腺釋放類固醇。促性腺激素的釋放是脈沖性的，在男性脈沖期是恒定的，但在女性則依賴于生殖周期。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié) 體溫調(diào)節(jié) 攝食調(diào)節(jié)飲水調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境(internal enviroment) 組織、細(xì)胞直接接觸的生存環(huán)境(細(xì)胞外液) 。穩(wěn)態(tài)(homeostasis) 實質(zhì)是內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)的相對穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)并不是固定不變的，而是一種在一定范圍內(nèi)可變，但又是相對穩(wěn)定的狀態(tài)。是細(xì)胞進(jìn)行正常生命活動的必要條件 。 體溫調(diào)節(jié)應(yīng)用記錄單細(xì)胞放電的方法，將微電極

11、插入貓或狗的視前區(qū)，觀察局部加熱或冷卻時視前區(qū)神經(jīng)元放電的情況。熱敏神經(jīng)元：在視前區(qū)-下丘腦前部為主冷敏神經(jīng)元：在腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、下丘腦為主這些溫度敏感性神經(jīng)元也稱為中樞性溫度感受器(thermoreceptor)。體溫調(diào)定點學(xué)說恒溫動物下丘腦中存在調(diào)定點機制，冷敏和熱敏神經(jīng)元的活動隨溫度改變而呈“鐘形”反應(yīng)曲線。兩鐘形曲線相交，相交點所在的溫度值（37）就是體溫穩(wěn)定的調(diào)定點。 當(dāng)中樞溫度 37 時熱敏神經(jīng)元活動冷敏神經(jīng)元活動散熱過程，產(chǎn)熱過程當(dāng)中樞溫度37時出現(xiàn)相反的變化。 產(chǎn)熱與散熱的平衡產(chǎn)熱代謝性產(chǎn)熱 基礎(chǔ)代謝、體力活動、食物特殊動力效應(yīng)、非寒顫產(chǎn)熱。反射性產(chǎn)熱 寒顫、皮膚血管收縮、肢體熱

12、量逆流交換。行為性產(chǎn)熱 增加衣服、自熱環(huán)境。散熱代謝性散熱 輻射、傳感與對流、不感蒸發(fā)。反射性散熱 發(fā)汗、皮膚血管舒張、肢體熱量逆流交換。行為性散熱 減少衣服、自冷環(huán)境。皮膚散熱的調(diào)節(jié)反應(yīng)寒冷時交感神經(jīng)緊張皮膚血管收縮A-V吻合支關(guān)閉皮膚血流量散熱量（熱量保存）炎熱時交感神經(jīng)緊張皮膚小血管舒張 A-V吻合支開放皮膚血流量散熱量；此時汗腺活動增強，促進(jìn)散熱。非寒顫產(chǎn)熱 (nonshivering thermogenesis)在嬰兒期特別重要。是由于棕色脂肪組織(BAT)交感活性增加引起的。大部分BAT位于頸部和兩肩胛骨之間，NE釋放后作用于3受體使cAMP增加，從而激活脂解作用釋放自由脂肪酸，經(jīng)由BAT線粒體中的氧化作用，同時線粒體中氧化磷酸化解偶聯(lián)而產(chǎn)生熱量。發(fā)汗發(fā)汗是機體有效的散熱機制。屬反射性活動，受交感膽堿能神經(jīng)支配，Ach促進(jìn)發(fā)汗，中樞在下丘腦。寒顫是收縮肌-拮抗肌群幾乎同時的收縮。由外周軀體神經(jīng)而非自主神經(jīng)系統(tǒng)所介導(dǎo)。攝食調(diào)節(jié)兩個中樞假說(two center hypothesis)20世紀(jì)40年代提出。損毀下丘腦腹外側(cè)區(qū)(ventrolateral hypothalamus, VLH)導(dǎo)致動物拒食。 “饑餓中樞”損毀下丘腦腹內(nèi)側(cè)區(qū)(ventromeclial hypo-thalamus, VMH)導(dǎo)致動物