動物生理學(xué)課件-神經(jīng)系統(tǒng)的感覺功能

感受器的一般生理特性眼的視覺功能嗅覺和味覺???2.3 神經(jīng)系統(tǒng)的感覺功能感受器的基本生理特性感受器的適宜刺激在相當(dāng)程度上決定于細(xì)胞膜上的分子機(jī)制。? 感受器的適宜刺激adequate

stimulus一種感受器只對某一種特殊形式的刺激能量敏感性特別高，而對其他形式的刺激能量敏感性很低，或不發(fā)生反應(yīng)。這種敏感性最高的能量形式的刺激即是適宜刺激。對某一感受器，即使施以適宜刺激，要使該感受器興奮，也必須具有一定的刺激強(qiáng)度和作用時間?強(qiáng)度閾值?時間閾值?面積閾值某些感受器，如皮膚，在某一刺激強(qiáng)度下引起感覺，必須有一個最小的刺激面積要感覺兩個不同強(qiáng)度的刺激，必須有一定的差別范圍，小于這個范圍則不能分辨。皮膚所能分別的壓力最小差別為1/17?辨別閾感受器的閾值①各種感受器在功能上能把作用于它的各種刺激?形式轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的傳入神經(jīng)末梢的電反應(yīng)(發(fā)生器電位generator

potential)或特殊的感受細(xì)胞的電反應(yīng)(感受器電位receptor

potential)。這實(shí)際上是跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。②感受器電位是一種局部性慢電位，不具有“全?和無”特性，不能做遠(yuǎn)距離的傳播，其幅度與刺激強(qiáng)度成正比，具有空間、時間的總和。感受器的換能作用感受器把外界環(huán)境刺激轉(zhuǎn)換成動作電位?時，不僅是能量形式的轉(zhuǎn)換，更重要的是把包含環(huán)境變化的信息也移到了新的電信號中，即動作電位的序列之中，這就是編碼。①“質(zhì)”的感覺：？②量與強(qiáng)度：？③感受器的放大作用？P242感受器的編碼作用：感受器受刺激后，感覺沖動的發(fā)放頻率不僅與刺激強(qiáng)度有關(guān)，而且與刺激作用時間有密切關(guān)系。刺激強(qiáng)度強(qiáng)，沖動頻率高，在長時間的刺激作用下，感受器的感覺沖動發(fā)放的頻率就會逐漸下降，甚至完全不發(fā)生興奮，這一過程就稱為感受器的適應(yīng)慢適應(yīng)感受器有的感受器只在刺激開始作用的初期頻率稍有下降外，在以后的一個短時間內(nèi)卻很少變化，eg:肌梭、頸動脈竇的壓力感受器和痛覺感受器等快適應(yīng)感受器有一些感受器適應(yīng)很快，eg:觸覺感受器在刺激作用后1秒鐘內(nèi)沖動頻率就下降為0

；嗅覺感受器的適應(yīng)性也可表現(xiàn)為刺激敏感性的升高感覺的適應(yīng)視 覺Structure

ofthe

mammalian

eye__Internal

sagittal

viewExtrinsic

eyeMuscle

外眼肌Suspensory

ligament懸韌帶Ciliary

body睫狀肌Choroid

脈絡(luò)膜Retina視網(wǎng)膜Conjunctiva結(jié)膜Sclera鞏膜IrisFovea中央凹虹膜Pupil瞳孔Lens晶狀體Cornea角膜Aqueous

humor水樣體Vitreous

humor玻璃體Optic

nerve視神經(jīng)Optic

disc視盤Blood

vesselsQuestionHow

do we

see things upright

if theimage

formed

on the

retina

in oureye

is

an inverted one?Retinal

layersOptic

nerveDirection

of

lightPigment

layer色素細(xì)胞層Choroid

layerDirection

of

retinal

visualprocessingRetina脈絡(luò)膜Sclera鞏膜BackofretinaFrontofretinaFibers

ofthe

opticnervePhotoreceptorAmacrineCellsHorizontal

感光細(xì)胞cellBipolarGanglion雙極細(xì)胞神經(jīng)節(jié)細(xì)胞Retina視網(wǎng)膜Cell Cell cellCone RodQuestions?

為什么存在兩種感光細(xì)胞？

我們的視網(wǎng)膜上，這兩種感光細(xì)胞是如何分布的？

不同動物的視網(wǎng)膜，其感光細(xì)胞的分布有何不同？View

ofthe

retinaseen

throughan

ophthalmoscopeBlind

spot盲點(diǎn)Macula

lutea黃斑

視桿細(xì)胞的感光換能系統(tǒng)：

視蛋白視紫紅質(zhì)視黃醛全反視黃醛11-順視黃醛

G-protein

coupled

receptor

gene

familythe

member

of

theG-protein

genefamily

that

isspecific

in

its

role

in

visual

signal

transductionTransducin

傳遞蛋白Rhodopsin視紫紅質(zhì)視桿細(xì)胞的感光換能作用視桿細(xì)胞的靜息電位：-30

~-40mv無光照射時Na+內(nèi)流所造成；cGMP存在是Na+通道開放的必要條件?光照時全反視黃醛產(chǎn)生cGMP分解Na+通道關(guān)閉Na+內(nèi)流減少感光細(xì)胞外段超極化終足釋放遞質(zhì)雙極細(xì)胞神經(jīng)節(jié)細(xì)胞產(chǎn)生動作電位視錐細(xì)胞藍(lán)445nm視紫質(zhì)綠535

nm（3種）紅570

nm魚類的明適應(yīng)與暗適應(yīng)魚類受到不同光強(qiáng)度照射時，能以不同的方式調(diào)節(jié)達(dá)到光感受細(xì)胞的有效光強(qiáng)度，以保護(hù)光感受細(xì)胞不致受到過強(qiáng)光線的損傷，或保證眼睛在昏暗時也能行使視覺功能?！?/p>

某些鰩魚、比目魚、瞻星魚科和線口鯰等有瞳孔蓋，由于瞳孔蓋的縮小或擴(kuò)大，調(diào)節(jié)了射入瞳孔的光量。多數(shù)板鰓類及少數(shù)真骨魚類能調(diào)節(jié)瞳孔的大小。當(dāng)水域中的光強(qiáng)度突然增加到一定程度時，瞳孔會較快地縮小，以減小入射的光線，此過程大約需要2-15分鐘。黑暗中，瞳孔能夠擴(kuò)大，但速度較慢，約需要30分鐘以上。?絕大多數(shù)真骨魚沒有瞳孔蓋，也不能調(diào)節(jié)瞳孔，而是依靠視網(wǎng)膜的色素細(xì)胞與光感受細(xì)胞的相對運(yùn)動。色素細(xì)胞具有長的突起，這些突起朝著光感受細(xì)胞延伸。?魚類的趨光與光誘捕魚魚類感知人工光線刺激后能產(chǎn)生定向性運(yùn)動，稱為趨光反應(yīng)正趨光：中上層魚負(fù)趨光：底棲魚類有色覺魚類對顏色光的照射有正趨光深海魚最敏感的是477-490nm中上層最敏感的是480-520nm淺海魚最敏感的是504-512nm指嗅感受器、味感受器對溶于水的化學(xué)物質(zhì)的感受機(jī)能◆味感受器細(xì)胞感受溶解的離子或分子的刺激◆嗅感受器細(xì)胞感受揮發(fā)的氣體分子嗅感受器細(xì)胞的表面有一層粘液，揮發(fā)的氣體分子必須先溶于這層粘液再刺激嗅感受器細(xì)胞，所以兩種感受機(jī)能之間無本質(zhì)差別。

嗅覺和味覺王安石曾賦詩詠梅：“遙知不是雪，為有暗香來?！毙嵊X的機(jī)制

－2004年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)諾貝爾獎

2004年諾貝爾獎與嗅覺琳達(dá)-巴克華盛頓州西雅圖市弗雷德-哈欽松癌癥研究所理查德-阿克塞爾哥倫比亞大學(xué)戈瓦爾德-休格醫(yī)學(xué)院和哈梅爾醫(yī)學(xué)中心跟隨諾貝爾的腳步……不同尋常的假設(shè)：沒有直接針對受體蛋白，而是轉(zhuǎn)向嗅覺細(xì)胞中決定蛋白質(zhì)的基因。

她做的三個假設(shè)極大縮小了研究范圍：

她首先依據(jù)實(shí)驗(yàn)室的研究成果，假設(shè)受體在形態(tài)上和功能上的一些特性，這就能縮小研究范圍。

其次，她假設(shè)氣味受體是一個相互關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)家族中的成員，這樣就可以從大型蛋白質(zhì)族群入手研究。

另外，她主張鎖定只對嗅覺細(xì)胞中出現(xiàn)的基因進(jìn)行研究。

跟隨諾貝爾的腳步……

以分子生物學(xué)結(jié)合神經(jīng)生物學(xué)的方式

藍(lán)本——視紫質(zhì)，G蛋白藕聯(lián)受體家族

以其保守區(qū)氨基酸序列設(shè)計(jì)簡并引物，

采用當(dāng)時剛發(fā)明不久的PCR技術(shù)覺細(xì)胞里釣出含有該片段的基因序在大鼠嗅，純化測16年3年6天7年BrainOlfactory

bulb嗅球Mitral

cells僧帽細(xì)胞Glomeruli神經(jīng)纖維球To

limbic

systemand

cerebral

cortexBoneCilia纖毛嗅覺受體基因大家族????1400

in

rats,1000

in

mice,4

%

total350

in

humans，1.4

%

total400

in

chimpanzee