神經(jīng)元與膠質(zhì)細胞

第2章神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細胞神經(jīng)系統(tǒng)（nervoussystem）神經(jīng)元neuron膠質(zhì)細胞neuroglialcell3/14/20231當前1頁，總共91頁。1、掌握神經(jīng)元的概念； 2、熟悉神經(jīng)元的分類方法；5、掌握髓鞘的概念，熟悉神經(jīng)纖維的分類；7、掌握星型膠質(zhì)細胞的基本功能； 8、掌握少突膠質(zhì)細胞，雪旺氏細胞和小膠質(zhì)細胞主要功能。本章學(xué)習(xí)要求：3/14/20232當前2頁，總共91頁。2.1神經(jīng)元基本結(jié)構(gòu)和功能單位人腦大約有1011個神經(jīng)元,膠質(zhì)細胞更多高度分化，形態(tài)多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜3/14/20233當前3頁，總共91頁。高度不對稱3/14/20234當前4頁，總共91頁。胞體（cellbody

）突起：樹突（dendrite

）軸突（axon

）輸入信號整合信號傳導(dǎo)信號輸出信號四個功能區(qū)構(gòu)成3/14/20235當前5頁，總共91頁。神經(jīng)元模型及信號3/14/20236當前6頁，總共91頁。存在于腦和脊髓的灰質(zhì)及神經(jīng)節(jié)；形態(tài)各異，大小不一；由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞器和細胞核等組成；維持和控制神經(jīng)元代謝和功能活動的中心。2.1.1神經(jīng)元胞體結(jié)構(gòu)和功能

3/14/20237當前7頁，總共91頁。脂質(zhì)雙層液態(tài)鑲嵌模型

1.神經(jīng)元膜厚度約5nm脂質(zhì)（磷脂）蛋白質(zhì)多糖3/14/20238當前8頁，總共91頁。R2OCOCHCH2—OCOR1CH2—O—P—OHOOHL-磷脂酸鞘磷脂（sphingomyelin,SM）膜磷脂3/14/20239當前9頁，總共91頁。膜蛋白內(nèi)在蛋白：受體、離子通道、載體等

外在蛋白：外側(cè)如黏附分子內(nèi)側(cè)如肌動蛋白、錨定蛋白等

分布物質(zhì)轉(zhuǎn)運胞外物質(zhì)識別信號轉(zhuǎn)導(dǎo)神經(jīng)沖動的發(fā)放功能3/14/202310當前10頁，總共91頁。2.神經(jīng)元的細胞質(zhì)和細胞器細胞膜細胞核

細胞質(zhì)細胞器

尼氏小體

神經(jīng)原纖維核周質(zhì)3/14/202311當前11頁，總共91頁。神經(jīng)元的細胞器線粒體－－氧化供能，儲存鈣粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體（尼氏體）－－蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)運高爾基體－－加工包裝分泌蛋白溶酶體－－清除垃圾微管、微絲、神經(jīng)絲－－細胞骨架滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)－－運輸?shù)鞍踪|(zhì)、合成脂質(zhì)內(nèi)含物－－如脂褐素3/14/202312當前12頁，總共91頁。mitochondriamitochondriainPurkinjeneuron3/14/202313當前13頁，總共91頁。Nissl’sStain尼氏體（Nisslbody）HEStain

3/14/202314當前14頁，總共91頁。periodicacid-SchiffstainingautofluorescentunderUVlightlipofuscinLipofuscininneuronsofthehumanbrain

3/14/202315當前15頁，總共91頁。神經(jīng)原纖維（neurofibril）

光鏡下，重金屬銀染色，棕黑色的絲狀結(jié)構(gòu)3.神經(jīng)元細胞骨架3/14/202316當前16頁，總共91頁。微管微絲神經(jīng)細絲細胞骨架神經(jīng)原纖維3/14/202317當前17頁，總共91頁。（1）微管（Microtubule）形態(tài)結(jié)構(gòu)最粗，直徑20－25nm細長而中空微管數(shù)量與軸突直徑成反比功能調(diào)控神經(jīng)元的形狀

參與物質(zhì)的運輸控制神經(jīng)元發(fā)育中的可塑性

3/14/202318當前18頁，總共91頁。

化學(xué)成分1)微管蛋白亞單位和亞單位（tubulin）2)微管相關(guān)蛋白（MAP：MAP1，2，3，4，5和tau蛋白）MAP2tubulin3/14/202319當前19頁，總共91頁。Intracellulartanglesfoundwithinneuronsofbrain3/14/202320當前20頁，總共91頁。（2）神經(jīng)絲（neurofilament）神經(jīng)細絲，在其他真核細胞中稱為中間絲粗細界于細微絲和粗微絲之間不分支，直徑約10nm由神經(jīng)絲蛋白聚合而成：

NF-L、NF-M、NF-H（68KD、160KD、200KD）3/14/202321當前21頁，總共91頁。主要為支持作用，維持結(jié)構(gòu)參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸及信息傳遞等功能中間絲蛋白的類型與分布3/14/202322當前22頁，總共91頁。（3）微絲（microfilament）粗細：直徑約5nm分布：神經(jīng)元，神經(jīng)突起中更多，膠質(zhì)細胞也有成分：肌動蛋白（actin）肌球蛋白（myosin）功能：參與生長錐突起和偽足的形成與回縮，生長錐依賴微絲得以向前運動

3/14/202323當前23頁，總共91頁。3/14/202324當前24頁，總共91頁。細胞骨架－－總結(jié)處于一種聚合與解聚、組裝與去組裝的動態(tài)調(diào)節(jié)中

不同程度參與神經(jīng)元的發(fā)育、成熟和損傷后的再生等過程，占神經(jīng)元總蛋白25％很大程度上決定軸突和樹突的發(fā)生參與細胞器與蛋白質(zhì)在胞體與突起之間的雙向運輸具有高度可塑性動態(tài)變化3/14/202325當前25頁，總共91頁。3/14/202326當前26頁，總共91頁。4.神經(jīng)元胞核位于神經(jīng)元的中央，大而圓異染色質(zhì)較少，位于核膜內(nèi)側(cè)，常染色質(zhì)較多，分散在核的中央，著色淺l～2個核仁，深染，大而明顯3/14/202327當前27頁，總共91頁。電鏡下的神經(jīng)元核3/14/202328當前28頁，總共91頁。2.1.2神經(jīng)元突起

樹突（dendrite

）

軸突（axon

）突起3/14/202329當前29頁，總共91頁。1、樹突(dendrite)胞體的延伸部，胞質(zhì)與核周質(zhì)基本相同

主要功能：接受信息

神經(jīng)元的感受區(qū)樹突棘和棘器3/14/202330當前30頁，總共91頁。樹突棘3/14/202331當前31頁，總共91頁。樹突的運動3/14/202332當前32頁，總共91頁。2、軸突（axon)細長、光滑、無棘狀突無核糖體和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

主要功能：傳出沖動

軸丘（axonhillock）

起始段（initialsegment）中間段末端，終扣3/14/202333當前33頁，總共91頁。生長錐（growthcone）3/14/202334當前34頁，總共91頁。有髓神經(jīng)纖維無髓神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維（nervefiber）3/14/202335當前35頁，總共91頁。有髓神經(jīng)纖維朗飛結(jié)（Ranviernode）－－“跳躍”式傳導(dǎo)結(jié)間體（internode）施萬細胞（Schwanncell）

少突膠質(zhì)細胞3/14/202336當前36頁，總共91頁。施萬細胞形成髓鞘的過程3/14/202337當前37頁，總共91頁。施蘭切跡與郎飛氏結(jié)3/14/202338當前38頁，總共91頁。少突膠質(zhì)細胞形成髓鞘3/14/202339當前39頁，總共91頁。無髓神經(jīng)纖維周圍神經(jīng)系統(tǒng)的無髓神經(jīng)纖維施萬細胞形成連續(xù)的鞘，無郎飛節(jié)結(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的無髓神經(jīng)纖維裸露的軸突，借星形膠質(zhì)細胞分隔3/14/202340當前40頁，總共91頁。軸漿流（axoplasmicflow）順向運輸（anterogradetransport）逆向運輸（retrogradetransport）神經(jīng)元的胞漿運輸－－軸突轉(zhuǎn)運3/14/202341當前41頁，總共91頁。軸突轉(zhuǎn)運的機制內(nèi)含物質(zhì)的囊泡，通過驅(qū)動蛋白的作用，由ATP提供能量，沿微管自胞體向末梢運行3/14/202342當前42頁，總共91頁。運動蛋白的再循環(huán)運動蛋白驅(qū)動蛋白動力蛋白原動素3/14/202343當前43頁，總共91頁。2.1.3神經(jīng)元的分類

3/14/202344當前44頁，總共91頁。按突起的數(shù)目分類假單極神經(jīng)元雙極神經(jīng)元多極神經(jīng)元單極雙極多極3/14/202345當前45頁，總共91頁。按軸突長短分類GolgiⅠ型神經(jīng)元或稱投射神經(jīng)元（projectionneuron）GolgiⅡ型神經(jīng)元或稱局部環(huán)路神經(jīng)元（localcircuitneuron）按功能分類（傳出沖動的方向）感覺神經(jīng)元（傳入神經(jīng)元）中間神經(jīng)元（聯(lián)絡(luò)神經(jīng)元）運動神經(jīng)元（傳出神經(jīng)元）3/14/202346當前46頁，總共91頁。按電生理特性分類興奮性神經(jīng)元抑制性神經(jīng)元按遞質(zhì)分類5-HT能神經(jīng)元NE能神經(jīng)元DA能神經(jīng)元Ach能神經(jīng)元…….3/14/202347當前47頁，總共91頁。2.1.4神經(jīng)元間的聯(lián)系

輻散（divergence）聚合（convergence）鏈鎖狀和環(huán)狀簡單回路3/14/202348當前48頁，總共91頁。不同層次神經(jīng)環(huán)路不同核團或皮層腦區(qū)和之間的長投射纖維同一核團或腦區(qū)的局部環(huán)路相鄰神經(jīng)元不同成分間的微環(huán)路小腦內(nèi)局部神經(jīng)元回路1:蘚苔纖維2:攀緣纖維3:小腦深部核團細胞4:顆粒細胞5:高爾基細胞6:浦肯野細胞7:籃狀細胞8:星狀細胞9:平行纖維黑色細胞均為抑制性神經(jīng)元3/14/202349當前49頁，總共91頁。2.1.5神經(jīng)元特有蛋白和代謝特點

神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）神經(jīng)絲蛋白（NFP）微管相關(guān)蛋白（MAP2）低分子量微管相關(guān)蛋白（tau蛋白）膽堿乙酰基轉(zhuǎn)移酶（ChAT）…………特有蛋白3/14/202350當前50頁，總共91頁。標記酶膽堿乙?；D(zhuǎn)移酶（ChAT）谷氨酸脫羧酶（GAD）酪氨酸羥化酶（TH）多巴胺-β-羥化酶（DβH)）色氨酸羥化酶（TH）…………mGluR1a(red)andtyrosinehydroxylase(green)inthesubstantianigra

3/14/202351當前51頁，總共91頁。神經(jīng)元代謝特點：神經(jīng)元的活動需要消耗能量

神經(jīng)元越興奮，代謝越旺盛，耗能越多生理情況下，能量幾乎全部來自葡萄糖的有氧氧化

腦內(nèi)的葡萄糖都存在于細胞外液，糖原含量很少

PETScan

3/14/202352當前52頁，總共91頁。2.2膠質(zhì)細胞

神經(jīng)膠質(zhì)細胞（neuroglia）或膠質(zhì)細胞（gliocyte或gliacell或glia）Hippocampalneurons(green)andglialcells(red)3/14/202353當前53頁，總共91頁。Neuronsandglia.Tujl/b-tubulinIII(red),GFAP(green)3/14/202354當前54頁，總共91頁。特征：多種形態(tài)特征,有突起，但不分樹突和軸突

終身具有分裂、增殖的能力不產(chǎn)生動作電位或突觸電位

（有去極化（約40mV）與復(fù)極化，沒有主動的再生式電流產(chǎn)生，可記錄到膜電位的變化）去極化與神經(jīng)元同步2.2.1功能和分類3/14/202355當前55頁，總共91頁。主要功能：支持作用隔離及絕緣作用分泌功能運輸營養(yǎng)物質(zhì)攝取化學(xué)物質(zhì)修復(fù)及再生作用3/14/202356當前56頁，總共91頁。

星形膠質(zhì)細胞(astrocyte)大膠質(zhì)細胞

中樞膠質(zhì)細胞少突膠質(zhì)細胞（oligodendrocyte)

小膠質(zhì)細胞施萬細胞外周膠質(zhì)細胞

被囊細胞分類室管膜細胞脈絡(luò)叢細胞(macroglia)(microglia)(ependymocyte)(choroidalepithelialcell)(Schwanncell)(satellitecell)3/14/202357當前57頁，總共91頁。3/14/202358當前58頁，總共91頁。膠原纖維酸性蛋白（GFAP）2.2.2星形膠質(zhì)細胞

(astrocyte)體積最大，分布最廣呈星形，胞核大，染色質(zhì)細小而分散

GFAP組成膠質(zhì)絲1.細胞結(jié)構(gòu)Flotillinprotein(redgrains)byanastrocytecellinculture(green)nucleusinblue.3/14/202359當前59頁，總共91頁。星形膠質(zhì)細胞血管周足神經(jīng)元終足腦毛細血管表面85％－99％被其足板覆蓋3/14/202360當前60頁，總共91頁。星形膠質(zhì)細胞具有廣泛的縫隙連接AstrocytesstainedwithGFAP(green)andnuclearDNAstainedwithDAPI(4',6-Diamidino-2-phenylindole,blue.)GapjunctionbetweenastrocyteGFAP為所有星形膠質(zhì)細胞所共有，在成熟星形膠質(zhì)細胞內(nèi)表達3/14/202361當前61頁，總共91頁。2.起源與分化多種學(xué)說

Bailey與Cushing：神經(jīng)管髓上皮→海綿樣母細胞→星形膠質(zhì)細胞Penfield:神經(jīng)上皮細胞→成膠質(zhì)細胞→星形膠質(zhì)細胞Rakic:神經(jīng)（室區(qū)）上皮GFAP+細胞→輻射狀細胞→星形膠質(zhì)細胞

Raff:星形膠質(zhì)細胞雙譜系（duallinerage）學(xué)說占主要地位，按抗原表型(T1A和T2A))3/14/202362當前62頁，總共91頁。3.分型（1）按膠質(zhì)原纖維含量及突起的形態(tài)特點

纖維性星形膠質(zhì)細胞（fibrousastrocyte）：蜘蛛細胞（spidercell），多分布在腦和脊髓的白質(zhì)，大量膠質(zhì)原纖維絲，突起細長，分支較少。

原漿性星形膠質(zhì)細胞（protoplasmicastrocyte）：苔狀細胞（mossycell），多分布在灰質(zhì)，膠質(zhì)絲較少，細胞突起粗短，分支多3/14/202363當前63頁，總共91頁。纖維性星型膠質(zhì)細胞原漿性星型膠質(zhì)細胞多分布于腦和脊髓的白質(zhì)，突起細長，分支少，“蜘蛛細胞”，富含膠質(zhì)絲多分布于灰質(zhì)，突起粗短，分支多，“苔狀細胞”，較少膠質(zhì)絲3/14/202364當前64頁，總共91頁。特殊的星形膠質(zhì)細胞Bergmann膠質(zhì)細胞:小腦皮質(zhì)，原漿性為主Muller膠質(zhì)細胞：視網(wǎng)膜垂體細胞：腦垂體后葉伸展細胞：正中隆起B(yǎng)ergmannastrocyte3/14/202365當前65頁，總共91頁。（2）按抗原標記Ⅰ型星形膠質(zhì)細胞（T1A）抗原表型為GFAP+/A2B5-

Ⅱ型星形膠質(zhì)細胞（T2A）抗原表型為GFAP+/A2B5+T1A(原漿性)T2A(纖維性)3/14/202366當前66頁，總共91頁。支持作用運輸營養(yǎng)物質(zhì)修復(fù)作用4.功能aneuron(red)andanastrocyte(green)patchclamped

3/14/202367當前67頁，總共91頁。（1）支持和隔離作用突觸包繞縫隙連接N-A3/14/202368當前68頁，總共91頁。（2）調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞內(nèi)外離子濃度維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定鉀通道：IA、IDR、IIR、IK（ca）

－－神經(jīng)元外“鉀庫”

鈉通道：Na+流；Na+/K+交換；HCO3－/Cl－交換－－調(diào)節(jié)離子平衡和神經(jīng)元的興奮性

鈣通道：L型和T型－－Ca2＋流是星形膠質(zhì)細胞與神經(jīng)元之間信息交流的重要方式

3/14/202369當前69頁，總共91頁。（3）調(diào)節(jié)神經(jīng)元物質(zhì)代謝1）參與葡萄糖代謝2）轉(zhuǎn)運神經(jīng)活性氨基酸與合成神經(jīng)遞質(zhì)攝取和滅活Glu、DA、NE、5-HT等3/14/202370當前70頁，總共91頁。作用：限制興奮性毒性，保護神經(jīng)元3/14/202371當前71頁，總共91頁。（4）參與神經(jīng)元的正常發(fā)育與突觸的形成神經(jīng)營養(yǎng)因子生長因子細胞因子細胞識別因子腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）膠質(zhì)細胞成熟因子白細胞介素1（IL-1）層粘連蛋白（LN）神經(jīng)營養(yǎng)因子（NTF）成纖維細胞生長因子（FGF）白細胞介素6（IL-6）神經(jīng)細胞黏附因子神經(jīng)生長因子（NGF）血小板源性生長因子（PDGF）集落刺激因子（CSF）膠質(zhì)源性連接蛋白膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（GDNF）胰島素樣生長因子（IGF）干擾素α神經(jīng)鈣黏附蛋白睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子（CNTF）轉(zhuǎn)化生長因子?（TGF?）干擾素?整合素性激素（SH）內(nèi)皮素（ET）干擾素γ?淀粉樣蛋白前體星形膠質(zhì)細胞分泌的相關(guān)因子作用：ACM有利生長，突觸形成，調(diào)節(jié)N發(fā)生3/14/202372當前72頁，總共91頁。（5）免疫功能1）誘導(dǎo)小膠質(zhì)細胞分化、增殖，增加其吞噬功能2）結(jié)合經(jīng)處理過的外來抗原傳遞給T細胞3）產(chǎn)生多種趨化因子和細胞因子，參與炎性反應(yīng)4）對趨化因子發(fā)生反應(yīng)，并吞噬外源顆粒CNS特化的免疫細胞3/14/202373當前73頁，總共91頁。（6）星形膠質(zhì)細胞的活化－－可塑性反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞（reactiveastrocyte）reactivegliosis

表現(xiàn)：胞體肥大，胞漿寬廣，嗜酸性，突起增粗、分支增多，但胞核無明顯變化injury3/14/202374當前74頁，總共91頁。reactiveastrocyteConfocalmicroscopyimageofreactiveastrocytesstainedwithGFAP(red)andvimentin(green)分泌特異蛋白：GFAP、波形蛋白、結(jié)蛋白、肌球蛋白、S100β蛋白、蛋白脂蛋白等對神經(jīng)元產(chǎn)生多方面影響－－有利/不利AstrocytesLimitCNSRegeneration

3/14/202375當前75頁，總共91頁。主要功能：形成髓鞘2.2.3成髓鞘細胞分類少突膠質(zhì)細胞（CNS）施萬細胞（PNS）3/14/202376當前76頁，總共91頁。（一）少突膠質(zhì)細胞（oligodendrocyte）

（1）結(jié)構(gòu)及生理特點突起并不少，而且分支也多

胞體較小核圓，染色較深胞質(zhì)內(nèi)含大量微管分布在神經(jīng)元胞體附近和神經(jīng)纖維周圍

含有與髓鞘形成相關(guān)的酶以及髓鞘相關(guān)蛋白

(半乳糖腦苷酯、環(huán)核苷磷酸二酯酶、髓磷脂相關(guān)糖蛋白、髓磷脂堿性蛋白等）3/14/202377當前77頁，總共91頁。3/14/202378當前78頁，總共91頁。（2）起源胚胎腦室的神經(jīng)外胚層與室管膜下層O2A譜系抗原特征：A2B5－、MBP+、GC+、GFAP－

3/14/202379當前79頁，總共91頁。（3）分類束間少突膠質(zhì)細胞血管周少突膠質(zhì)細胞神經(jīng)細胞周少突膠質(zhì)細胞asilver-stainedoligodendrocyteinthebrain神經(jīng)氈（nervousfelts）3/14/202380當前80頁，總共91頁。

形成CN