神经胶质细胞与神经元在神经活动中的关系。
125930 任德慧。
一、神经元。
神经元,又称神经细胞,是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元是具有长突触(轴突)的细胞,它由细胞体和细胞突起构成。在长的轴突上套有一层鞘,组成神经纤维,它的末端的细小分支叫做神经末梢。
细胞体位于脑、脊髓和神经节中,细胞突起可延伸至全身各器官和组织中。细胞体是细胞含核的部分,其形状大小有很大差别,直径约4~120微米。核大而圆,位于细胞**,染色质少,核仁明显。
细胞质内有斑块状的核外染色质(旧称尼尔小体),还有许多神经元纤维。细胞突起是由细胞体延伸出来的细长部分,又可分为树突和轴突。每个神经元可以有一或多个树突,可以接受刺激并将兴奋传入细胞体。
每个神经元只有一个轴突,可以把兴奋从胞体传送到另一个神经元或其他组织,如肌肉或腺体。
神经元是神经系统的结构和功能单位。神经元形态和功能多种多样,但在结构上大致都可分成细胞体和突起两部分。突起又分轴突和树突。
树突一般短而粗,分支多;轴突往往很长,由细胞的轴丘分出,其直径均匀,开始一段称为始段,离开细胞体若干距离后始获得髓鞘,成为神经纤维。习惯上把神经纤维分为有髓纤维与无髓纤维两种,实际上所谓无髓纤维也有一薄层髓鞘,并非完全无髓鞘。
神经元的功能:神经元的基本功能是通过接受、整合、传导和输出信息实现信息交换。
脑是由神经元构成的,神经元群通过各个神经元的信息交换,实现脑的分析功能,进而实现样本的交换产出。产出的样本通过联结路径点亮丘觉产生意识。
神经元的功能分区,无论是运动神经元,还是感觉神经元或中间神经元都可分为:
1、输入(感受)区就一个运动神经元来讲,胞体或树突膜上的受体是接受传入信息的输入区,该区可以产生突触后电位(局部电位)。
2、整合(触发冲动)区始段属于整合区或触发冲动区,众多的突触后电位在此发生总和,并且当达到阈电位时在此首先产生动作电位。
3、冲动传导区轴突属于传导冲动区, 动作电位以不衰减的方式传向所支配的靶器官。
4、输出(分泌)区轴突末梢的突触小体则是信息输出区,神经递质在此通过胞吐方式加以释放。
二、神经胶质细胞。
神经胶质细胞(neuroglial cell)又称胶质细胞(glial cell),是神经组织中除神经元以外的另一大类细胞,其数量为神经元的10-50倍(但研究表明,数量比例可能不如我们想象的那么夸张,实际上更接近于1:1),而总体积与神经元的总体积相差无几(神经元约占45%,神经胶质细胞约占50%),在常规的神经组织切片中,通常神经胶质细胞的体积比神经元小。胶质细胞与神经元一样也具有细胞突起,但其胞质突起不分树突和轴突。
它与神经元不同,可终身具有**增殖的能力。常规染色标本上只能看到细胞核,用现代免疫细胞化学方法可在光镜下观察胶质细胞的整体形态,电镜下可发现在胶质细胞之间存在着低电阻通路的缝隙连接(gap junction)。
神经胶质细胞在中枢神经系统可分为星形胶质细胞(astrocyte)( 纤维性星形胶质细胞、原浆性星形胶质细胞)、少突胶质细胞(oligodendrocyte)、小胶质细胞(microglia)、室管膜细胞(ependymal cell)四种。在周围神经系统可分为神经膜细胞(schwann cell,施万细胞)、卫星细胞(satellite cell )。
神经胶质细胞主要有如下功能:
1.支持作用:神经胶质细胞的作用类似结蹄组织,在中枢神经系统内,主要依靠星形胶质细胞的突起交织成网,或相互连接成支架,构成支持神经元胞体和纤维的支架。
2.修复和再生作用:胶质细胞终身保持细胞**的能力,当神经元尤其是脑和脊髓神经元发生病变、损伤、衰老而死亡时,神经胶质细胞通过增生繁殖,填补神经元死亡的空间位置,起到修复和再生作用。
神经胶质细胞的修复和再生作用表现为:小胶质细胞可转变为巨噬细胞参与对损伤组织碎片的清除;胶质细胞特别是星形胶质细胞可通过增生来填补缺损,从而起修复和再生作用。但增生过强时则有可能成为引发脑瘤的**。
外周神经元轴突的再生也是沿雪旺氏细胞延伸的。
3.绝缘和屏障作用:神经胶质细胞还可起分隔神经元的绝缘作用。
髓鞘可防止神经冲动传导时的电流扩散,对传导的绝缘性有重要作用,中枢和外周神经纤维的髓鞘分别由少突胶质细胞和雪旺细胞形成。胶质细胞还参与构成血脑屏障,如星形胶质细胞的突起形成的血管周足就是血脑屏障医学教育网搜集整理的重要组成部分。胶质细胞的突起有的末端膨大,终止于脑毛细血管壁上(形成“血管周足”),有的穿行于神经元之间,附在神经元胞体或树突上,可能起血管与神经元之间的物质运输作用。
据估计,脑毛细血管表面85%的面积被毛细血管周足所包绕,构成血脑屏障。可选择性地阻止血液中某些药物、染料和其他化学物质进入脑组织。
4.物质代谢和营养性作用:胶质细胞血液与脑物质交换的唯一途径,脑内各细胞之间有宽约15~20nm的间隙分离,构成容量为脑总量5%的间隙系统,内充细胞间液,也是物质交换的通道之一。
星形胶质细胞的其他突起穿行于神经元之间,贴附在胞体和树突上,对神经元运输营养物质和排除代谢产物可能有影响。星形胶质细胞能产生神经营养因子,起支持神经元的作用。
5.维持神经元的正常活动:神经元活动时,随着k+的释放,细胞外液中k+浓度将升高,而细胞外的高k+可能会干扰神经元的正常活动。
星形胶质细胞可通过加强膜上钠-钾泵的活动,将细胞外液中积聚的k+泵入细胞内,并通过细胞之间的缝隙连接迅速将k+扩散到其他神经胶质细胞,起到缓冲细胞外液k+水平的作用,以此限制神经元的去极化程度,使其兴奋性不致过强,有助于神经元正常活动的维持。
6.摄取与分泌神经递质:神经胶质细胞既能摄取,又能分泌神经递质。
如:脑内星形胶质细胞能摄取谷氨酸与γ-氨基丁酸两种递质,以消除这两种递质对神经元的持续作用;同时又可通过星形胶质细胞的代谢,将这两种递质再转变为神经元可重新利用的递质前体物质。此外,星形胶质细胞医学教育网搜集整理还能合成并分泌血管紧张素原、前列腺素、白细胞介素以及多种神经营养因子等生物活性物质。
神经胶质细胞通过对神经递质或生物活性物质的摄取、合成与分泌。而发挥其对神经元功能活动的调节作用。
7.吞噬作用:此外,小胶质细胞和星形胶质细胞有吞噬作用,能吞噬有病变的神经元,有保护机体的功能。
三、神经胶质细胞和神经元的相互关系。
1、神经元与神经胶质细胞相互作用构成功能性基本单位。
2、神经元与神经胶质细胞相互作用共同维持神经系统的稳态。
3、神经胶质细胞参与神经可塑性调节。
1)星形胶质细胞分泌的一些神经因子能促进兴奋性突出形成。其中凝血酶敏感素能够诱导形成突触结构,但是所形成的突触不具备传导兴奋的功能。
2)脑源性神经营养因子参与到了脑部的发育过程,调节神经结构与功能可塑性。
3)胶质细胞释放神经递质样物质,如高半胱氨酸等调节突触可塑性。
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