神經元與膠質細胞

第2章神經元及神經膠質細胞神經系統(tǒng)（nervoussystem）神經元neuron膠質細胞neuroglialcell6/4/20231當前第1頁\共有91頁\編于星期四\20點1、掌握神經元的概念； 2、熟悉神經元的分類方法；5、掌握髓鞘的概念，熟悉神經纖維的分類；7、掌握星型膠質細胞的基本功能； 8、掌握少突膠質細胞，雪旺氏細胞和小膠質細胞主要功能。本章學習要求：6/4/20232當前第2頁\共有91頁\編于星期四\20點2.1神經元基本結構和功能單位人腦大約有1011個神經元,膠質細胞更多高度分化，形態(tài)多樣，結構復雜6/4/20233當前第3頁\共有91頁\編于星期四\20點高度不對稱6/4/20234當前第4頁\共有91頁\編于星期四\20點胞體（cellbody

）突起：樹突（dendrite

）軸突（axon

）輸入信號整合信號傳導信號輸出信號四個功能區(qū)構成6/4/20235當前第5頁\共有91頁\編于星期四\20點神經元模型及信號6/4/20236當前第6頁\共有91頁\編于星期四\20點存在于腦和脊髓的灰質及神經節(jié)；形態(tài)各異，大小不一；由細胞膜、細胞質、細胞器和細胞核等組成；維持和控制神經元代謝和功能活動的中心。2.1.1神經元胞體結構和功能

6/4/20237當前第7頁\共有91頁\編于星期四\20點脂質雙層液態(tài)鑲嵌模型

1.神經元膜厚度約5nm脂質（磷脂）蛋白質多糖6/4/20238當前第8頁\共有91頁\編于星期四\20點R2OCOCHCH2—OCOR1CH2—O—P—OHOOHL-磷脂酸鞘磷脂（sphingomyelin,SM）膜磷脂6/4/20239當前第9頁\共有91頁\編于星期四\20點膜蛋白內在蛋白：受體、離子通道、載體等

外在蛋白：外側如黏附分子內側如肌動蛋白、錨定蛋白等

分布物質轉運胞外物質識別信號轉導神經沖動的發(fā)放功能6/4/202310當前第10頁\共有91頁\編于星期四\20點2.神經元的細胞質和細胞器細胞膜細胞核

細胞質細胞器

尼氏小體

神經原纖維核周質6/4/202311當前第11頁\共有91頁\編于星期四\20點神經元的細胞器線粒體－－氧化供能，儲存鈣粗面內質網(wǎng)和核糖體（尼氏體）－－蛋白質合成轉運高爾基體－－加工包裝分泌蛋白溶酶體－－清除垃圾微管、微絲、神經絲－－細胞骨架滑面內質網(wǎng)－－運輸?shù)鞍踪|、合成脂質內含物－－如脂褐素6/4/202312當前第12頁\共有91頁\編于星期四\20點mitochondriamitochondriainPurkinjeneuron6/4/202313當前第13頁\共有91頁\編于星期四\20點Nissl’sStain尼氏體（Nisslbody）HEStain

6/4/202314當前第14頁\共有91頁\編于星期四\20點periodicacid-SchiffstainingautofluorescentunderUVlightlipofuscinLipofuscininneuronsofthehumanbrain

6/4/202315當前第15頁\共有91頁\編于星期四\20點神經原纖維（neurofibril）

光鏡下，重金屬銀染色，棕黑色的絲狀結構3.神經元細胞骨架6/4/202316當前第16頁\共有91頁\編于星期四\20點微管微絲神經細絲細胞骨架神經原纖維6/4/202317當前第17頁\共有91頁\編于星期四\20點（1）微管（Microtubule）形態(tài)結構最粗，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控神經元的形狀

參與物質的運輸控制神經元發(fā)育中的可塑性

6/4/202318當前第18頁\共有91頁\編于星期四\20點

化學成分1)微管蛋白亞單位和亞單位（tubulin）2)微管相關蛋白（MAP：MAP1，2，3，4，5和tau蛋白）MAP2tubulin6/4/202319當前第19頁\共有91頁\編于星期四\20點Intracellulartanglesfoundwithinneuronsofbrain6/4/202320當前第20頁\共有91頁\編于星期四\20點（2）神經絲（neurofilament）神經細絲，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由神經絲蛋白聚合而成：

NF-L、NF-M、NF-H（68KD、160KD、200KD）6/4/202321當前第21頁\共有91頁\編于星期四\20點主要為支持作用，維持結構參與細胞內物質的運輸及信息傳遞等功能中間絲蛋白的類型與分布6/4/202322當前第22頁\共有91頁\編于星期四\20點（3）微絲（microfilament）粗細：直徑約5nm分布：神經元，神經突起中更多，膠質細胞也有成分：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

6/4/202323當前第23頁\共有91頁\編于星期四\20點6/4/202324當前第24頁\共有91頁\編于星期四\20點細胞骨架－－總結處于一種聚合與解聚、組裝與去組裝的動態(tài)調節(jié)中

不同程度參與神經元的發(fā)育、成熟和損傷后的再生等過程，占神經元總蛋白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6/4/202325當前第25頁\共有91頁\編于星期四\20點6/4/202326當前第26頁\共有91頁\編于星期四\20點4.神經元胞核位于神經元的中央，大而圓異染色質較少，位于核膜內側，常染色質較多，分散在核的中央，著色淺l～2個核仁，深染，大而明顯6/4/202327當前第27頁\共有91頁\編于星期四\20點電鏡下的神經元核6/4/202328當前第28頁\共有91頁\編于星期四\20點2.1.2神經元突起

樹突（dendrite

）

軸突（axon

）突起6/4/202329當前第29頁\共有91頁\編于星期四\20點1、樹突(dendrite)胞體的延伸部，胞質與核周質基本相同

主要功能：接受信息

神經元的感受區(qū)樹突棘和棘器6/4/202330當前第30頁\共有91頁\編于星期四\20點樹突棘6/4/202331當前第31頁\共有91頁\編于星期四\20點樹突的運動6/4/202332當前第32頁\共有91頁\編于星期四\20點2、軸突（axon)細長、光滑、無棘狀突無核糖體和粗面內質網(wǎng)

主要功能：傳出沖動

軸丘（axonhillock）

起始段（initialsegment）中間段末端，終扣6/4/202333當前第33頁\共有91頁\編于星期四\20點生長錐（growthcone）6/4/202334當前第34頁\共有91頁\編于星期四\20點有髓神經纖維無髓神經纖維神經纖維（nervefiber）6/4/202335當前第35頁\共有91頁\編于星期四\20點有髓神經纖維朗飛結（Ranviernode）－－“跳躍”式傳導結間體（internode）施萬細胞（Schwanncell）

少突膠質細胞6/4/202336當前第36頁\共有91頁\編于星期四\20點施萬細胞形成髓鞘的過程6/4/202337當前第37頁\共有91頁\編于星期四\20點施蘭切跡與郎飛氏結6/4/202338當前第38頁\共有91頁\編于星期四\20點少突膠質細胞形成髓鞘6/4/202339當前第39頁\共有91頁\編于星期四\20點無髓神經纖維周圍神經系統(tǒng)的無髓神經纖維施萬細胞形成連續(xù)的鞘，無郎飛節(jié)結中樞神經系統(tǒng)的無髓神經纖維裸露的軸突，借星形膠質細胞分隔6/4/202340當前第40頁\共有91頁\編于星期四\20點軸漿流（axoplasmicflow）順向運輸（anterogradetransport）逆向運輸（retrogradetransport）神經元的胞漿運輸－－軸突轉運6/4/202341當前第41頁\共有91頁\編于星期四\20點軸突轉運的機制內含物質的囊泡，通過驅動蛋白的作用，由ATP提供能量，沿微管自胞體向末梢運行6/4/202342當前第42頁\共有91頁\編于星期四\20點運動蛋白的再循環(huán)運動蛋白驅動蛋白動力蛋白原動素6/4/202343當前第43頁\共有91頁\編于星期四\20點2.1.3神經元的分類

6/4/202344當前第44頁\共有91頁\編于星期四\20點按突起的數(shù)目分類假單極神經元雙極神經元多極神經元單極雙極多極6/4/202345當前第45頁\共有91頁\編于星期四\20點按軸突長短分類GolgiⅠ型神經元或稱投射神經元（projectionneuron）GolgiⅡ型神經元或稱局部環(huán)路神經元（localcircuitneuron）按功能分類（傳出沖動的方向）感覺神經元（傳入神經元）中間神經元（聯(lián)絡神經元）運動神經元（傳出神經元）6/4/202346當前第46頁\共有91頁\編于星期四\20點按電生理特性分類興奮性神經元抑制性神經元按遞質分類5-HT能神經元NE能神經元DA能神經元Ach能神經元…….6/4/202347當前第47頁\共有91頁\編于星期四\20點2.1.4神經元間的聯(lián)系

輻散（divergence）聚合（convergence）鏈鎖狀和環(huán)狀簡單回路6/4/202348當前第48頁\共有91頁\編于星期四\20點不同層次神經環(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)路相鄰神經元不同成分間的微環(huán)路小腦內局部神經元回路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元6/4/202349當前第49頁\共有91頁\編于星期四\20點2.1.5神經元特有蛋白和代謝特點

神經元特異性烯醇化酶（NSE）神經絲蛋白（NFP）微管相關蛋白（MAP2）低分子量微管相關蛋白（tau蛋白）膽堿乙?；D移酶（ChAT）…………特有蛋白6/4/202350當前第50頁\共有91頁\編于星期四\20點標記酶膽堿乙?；D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)inthesubstantianigra6/4/202351當前第51頁\共有91頁\編于星期四\20點神經元代謝特點：神經元的活動需要消耗能量

神經元越興奮，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

腦內的葡萄糖都存在于細胞外液，糖原含量很少

PETScan

6/4/202352當前第52頁\共有91頁\編于星期四\20點2.2膠質細胞

神經膠質細胞（neuroglia）或膠質細胞（gliocyte或gliacell或glia）Hippocampalneurons(green)andglialcells(red)6/4/202353當前第53頁\共有91頁\編于星期四\20點Neuronsandglia.Tujl/b-tubulinIII(red),GFAP(green)6/4/202354當前第54頁\共有91頁\編于星期四\20點特征：多種形態(tài)特征,有突起，但不分樹突和軸突

終身具有分裂、增殖的能力不產生動作電位或突觸電位

（有去極化（約40mV）與復極化，沒有主動的再生式電流產生，可記錄到膜電位的變化）去極化與神經元同步2.2.1功能和分類6/4/202355當前第55頁\共有91頁\編于星期四\20點主要功能：支持作用隔離及絕緣作用分泌功能運輸營養(yǎng)物質攝取化學物質修復及再生作用6/4/202356當前第56頁\共有91頁\編于星期四\20點

星形膠質細胞(astrocyte)大膠質細胞

中樞膠質細胞少突膠質細胞（oligodendrocyte)

小膠質細胞施萬細胞外周膠質細胞

被囊細胞分類室管膜細胞脈絡叢細胞(macroglia)(microglia)(ependymocyte)(choroidalepithelialcell)(Schwanncell)(satellitecell)6/4/202357當前第57頁\共有91頁\編于星期四\20點6/4/202358當前第58頁\共有91頁\編于星期四\20點膠原纖維酸性蛋白（GFAP）2.2.2星形膠質細胞

(astrocyte)體積最大，分布最廣呈星形，胞核大，染色質細小而分散

GFAP組成膠質絲1.細胞結構Flotillinprotein(redgrains)byanastrocytecellinculture(green)nucleusinblue.6/4/202359當前第59頁\共有91頁\編于星期四\20點星形膠質細胞血管周足神經元終足腦毛細血管表面85％－99％被其足板覆蓋6/4/202360當前第60頁\共有91頁\編于星期四\20點星形膠質細胞具有廣泛的縫隙連接AstrocytesstainedwithGFAP(green)andnuclearDNAstainedwithDAPI(4',6-Diamidino-2-phenylindole,blue.)GapjunctionbetweenastrocyteGFAP為所有星形膠質細胞所共有，在成熟星形膠質細胞內表達6/4/202361當前第61頁\共有91頁\編于星期四\20點2.起源與分化多種學說Bailey與Cushing：神經管髓上皮→海綿樣母細胞→星形膠質細胞

Penfield:神經上皮細胞→成膠質細胞→星形膠質細胞Rakic:神經（室區(qū)）上皮GFAP+細胞→輻射狀細胞→星形膠質細胞Raff:星形膠質細胞雙譜系（duallinerage）學說占主要地位，按抗原表型(T1A和T2A))6/4/202362當前第62頁\共有91頁\編于星期四\20點3.分型（1）按膠質原纖維含量及突起的形態(tài)特點

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

原漿性星形膠質細胞（protoplasmicastrocyte）：苔狀細胞（mossycell），多分布在灰質，膠質絲較少，細胞突起粗短，分支多6/4/202363當前第63頁\共有91頁\編于星期四\20點纖維性星型膠質細胞原漿性星型膠質細胞多分布于腦和脊髓的白質，突起細長，分支少，“蜘蛛細胞”，富含膠質絲多分布于灰質，突起粗短，分支多，“苔狀細胞”，較少膠質絲6/4/202364當前第64頁\共有91頁\編于星期四\20點特殊的星形膠質細胞Bergmann膠質細胞:小腦皮質，原漿性為主Muller膠質細胞：視網(wǎng)膜垂體細胞：腦垂體后葉伸展細胞：正中隆起B(yǎng)ergmannastrocyte6/4/202365當前第65頁\共有91頁\編于星期四\20點（2）按抗原標記Ⅰ型星形膠質細胞（T1A）抗原表型為GFAP+/A2B5-

Ⅱ型星形膠質細胞（T2A）抗原表型為GFAP+/A2B5+T1A(原漿性)T2A(纖維性)6/4/202366當前第66頁\共有91頁\編于星期四\20點支持作用運輸營養(yǎng)物質修復作用4.功能aneuron(red)andanastrocyte(green)patchclamped

6/4/202367當前第67頁\共有91頁\編于星期四\20點（1）支持和隔離作用突觸包繞縫隙連接N-A6/4/202368當前第68頁\共有91頁\編于星期四\20點（2）調節(jié)神經細胞內外離子濃度維持內環(huán)境穩(wěn)定鉀通道：IA、IDR、IIR、IK（ca）

－－神經元外“鉀庫”

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

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

6/4/202369當前第69頁\共有91頁\編于星期四\20點（3）調節(jié)神經元物質代謝1）參與葡萄糖代謝2）轉運神經活性氨基酸與合成神經遞質攝取和滅活Glu、DA、NE、5-HT等6/4/202370當前第70頁\共有91頁\編于星期四\20點作用：限制興奮性毒性，保護神經元6/4/202371當前第71頁\共有91頁\編于星期四\20點（4）參與神經元的正常發(fā)育與突觸的形成神經營養(yǎng)因子生長因子細胞因子細胞識別因子腦源性神經營養(yǎng)因子（BDNF）膠質細胞成熟因子白細胞介素1（IL-1）層粘連蛋白（LN）神經營養(yǎng)因子（NTF）成纖維細胞生長因子（FGF）白細胞介素6（IL-6）神經細胞黏附因子神經生長因子（NGF）血小板源性生長因子（PDGF）集落刺激因子（CSF）膠質源性連接蛋白膠質源性神經營養(yǎng)因子（GDNF）胰島素樣生長因子（IGF）干擾素α神經鈣黏附蛋白睫狀神經營養(yǎng)因子（CNTF）轉化生長因子?（TGF?）干擾素?整合素性激素（SH）內皮素（ET）干擾素γ?淀粉樣蛋白前體星形膠質細胞分泌的相關因子作用：ACM有利生長，突觸形成，調節(jié)N發(fā)生6/4/202372當前第72頁\共有91頁\編于星期四\20點（5）免疫功能1）誘導小膠質細胞分化、增殖，增加其吞噬功能2）結合經處理過的外來抗原傳遞給T細胞3）產生多種趨化因子和細胞因子，參與炎性反應4）對趨化因子發(fā)生反應，并吞噬外源顆粒CNS特化的免疫細胞6/4/202373當前第73頁\共有91頁\編于星期四\20點（6）星形膠質細胞的活化－－可塑性反應性星形膠質細胞（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injury6/4/202374當前第74頁\共有91頁\編于星期四\20點reactiveastrocyteConfocalmicroscopyimageofreactiveastrocytesstainedwithGFAP(red)andvimentin(green)分泌特異蛋白：GFAP、波形蛋白、結蛋白、肌球蛋白、S100β蛋白、蛋白脂蛋白等對神經元產生多方面影響－－有利/不利AstrocytesLimitCNSRegeneration

6/4/202375當前第75頁\共有91頁\編于星期四\20點主要功能：形成髓鞘2.2.3成髓鞘細胞分類少突膠質細胞（CNS）施萬細胞（PNS）6/4/202376當前第76頁\共有91頁\編于星期四\20點（一）少突膠質細胞（oligodendrocyte）

（1）結構及生理特點突起并不少，而且分支也多

胞體較小核圓，染色較深胞質內含大量微管分布在神經元胞體附近和神經纖維周圍

含有與髓鞘形成相關的酶以及髓鞘相關蛋白

(半乳糖腦苷酯、環(huán)核苷磷酸二酯酶、髓磷脂相關糖蛋白、髓磷脂堿性蛋白等）6/4/202377當前第77頁\共有91頁\編于星期四\20點6/4/202378當前第78頁\共有91頁\編于星期四\20點（2）起源胚胎腦室的神經外胚層與室管膜下層O2A譜系抗原特征：A2B5－、MBP+、GC+、GFAP－

6/4/202379當前第79頁\共有91頁\編于星期四\20點（3）分類束間少突膠質細胞血管周少突膠質細胞神經細胞周少突膠質細胞asilver-stainedoligodendrocyteinthebrain神經氈（nervousfelts）6/4/202380當前第80頁\共有91頁\編于星期四\20點

形成CNS軸突的髓鞘分泌神經營養(yǎng)因子