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神经胶质细胞——不只是大脑“后勤部队”

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发表于 2018-5-17 00:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

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■朱海亮

在过去人们的认知中,神经胶质细胞一直执行着大脑“后勤部队”的任务,但近期美国《科学》杂志刊载的报告显示,神经胶质细胞也能够参与指挥神经元发育,精确控制神经元的生长位置和分化方向等。神经胶质细胞也因此开始引起越来越多人的关注。

何为神经胶质细胞

神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位,神经胶质细胞是神经组织中除神经元以外的另一大类细胞,其广泛分布于中枢和周围神经系统。与神经元一样,神经胶质细胞也有突起,但无树突和轴突之分,与神经元不同的是胶质细胞可终身具有分裂增殖的能力。

在中枢神经系统内,神经胶质细胞的数量远远超过神经元,且与神经元的数量比随动物的进化而增加,人类中枢神经系统中数量比约为10:1,在大脑皮层中约为2:1。在中枢神经系统中的神经胶质细胞主要有星形胶质细胞、少突胶质细胞(与前者合称为大胶质细胞)和小胶质细胞等。

神经胶质细胞的“工作”内容

神经胶质细胞对神经元有支持、修复和促进再生的作用。星形胶质细胞是最大的神经胶质细胞,它有许多长突起,这些突起交织成网,或相互连接成支架,在大脑和脊髓中构成支持神经元胞体和纤维的支架。当脑和脊髓受损伤时,小胶质细胞会转化为巨噬细胞,参与对变性坏死的神经组织碎片的清除。同时,由于胶质细胞具有终身保持细胞分裂的能力,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,胶质细胞特别是星形胶质细胞可通过增生填补缺损,从而起到修复和再生作用。

神经胶质细胞能向神经元输送营养物质和排除代谢产物,主要表现在两方面:一是神经胶质细胞通过血管周足和突起连接毛细血管与神经元;二是星形胶质细胞可以合成和分泌多重生物活性物质以及多种神经营养因子。星形胶质细胞能摄取神经元释放的谷氨酸和氨基丁酸,再转变为谷氨酰胺转运回神经元内,从而消除氨基酸递质对神经元的持续作用,同时也为神经元合成氨基酸类递质提供前体物质。

神经胶质细胞还可起分隔神经元的绝缘作用。少突胶质细胞可形成神经纤维髓鞘,以此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。星形胶质细胞的突起形成的血管周足是组成血脑屏障的重要部分,它可依赖内皮细胞旁分泌的相互作用,与内皮细胞一起共同维持血脑屏障。星形胶质细胞还能释放多种化学因子,快速调节血脑屏障的通透性。

神经胶质细胞有助于维持神经元的正常活动。神经元活动时,随着钾离子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。星形胶质细胞膜上的钠泵活动可将细胞外过多的K+泵入胞内,并通过缝隙连接将其分散到其他神经胶质细胞中,以维持细胞外合适的K+浓度,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。

胶质细胞能通过探查神经元的放电和彼此之间的交流,从而调节神经元的活性。星形胶质细胞能通过调节缝隙连接的通透性影响神经信号的传导,从而相互作用、协调反应,共同参与对神经元活动的调节。在神经系统发育时期,星形胶质细胞能引导神经元向一定部位迁移,并能诱导神经元突起的生长。

神经胶质细胞在疾病中的“身影”

研究表明神经胶质细胞导致的慢性炎症反应与神经系统退行性疾病之间具有很强的相关性。在多种急性和慢性的神经退行性疾病当中,神经胶质细胞活化后分泌细胞因子等炎症因子对神经元存活具有毒性作用。下面介绍几种疾病与神经胶质细胞的关系。

癫痫发生部位发现有反应性胶质细胞增生。当星形胶质细胞功能受损时,可导致癫痫的发作。癫痫发生后造成星形胶质细胞的激活,从而导致增生和肥大。激活的星形胶质细胞成为神经元异常放电与损害的重要促进机制,从而促使癫痫反复发作。神经胶质细胞增生一方面保护神经元免于损伤,另一方面也促使小胶质细胞的分化导致神经元的损伤加重。

阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病。星形胶质细胞可以直接产生Aβ(与阿尔茨海默病发生、发展有关的淀粉蛋白)并促使其沉积导致老年斑的形成,还可以加剧Aβ诱导的神经元死亡。虽然活化的小胶质细胞可吞噬和清除坏死细胞及Aβ沉积,有一定的保护作用,但小胶质细胞的活化会导致铁离子的异常释放、Aβ通路激活等多种情况发生,总体上将表现出促进阿尔茨海默病进展。故抑制小胶质细胞活化已成为治疗阿尔茨海默病的研究热点之一。

帕金森病的主要病理特征为中脑黑质致密部多巴胺能神经元进行性变性坏死。神经胶质细胞在帕金森病的病理过程中可以合成抗氧化应激、吞噬致病蛋白与坏死组织,一定程度上保护了多巴胺能神经元。然而,小胶质细胞对外界环境刺激十分敏感,当受到炎症、毒性物质刺激时,可迅速活化为阿米巴样,从而产生大量自由基和神经毒性物质导致多巴胺能神经元变性、坏死。这是构成帕金森炎症损伤机制的重要环节。

神经胶质细胞还与肌萎缩侧索硬化、多发性硬化、糖尿病性视网膜病变等多种疾病相关。故以胶质细胞为靶点的药物的研发和临床运用,将在多种重大疾病的治疗中发挥不可估量的作用。

(作者系本报特约撰稿人、南京大学生命科学学院教授)
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发表于 2018-5-18 00:17 | 显示全部楼层
嗯,深入的研究后会发现我们其实还有很多没搞清楚,特别是脑子,特别是思维。
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 楼主| 发表于 2018-5-18 00:21 | 显示全部楼层

RE: 神经胶质细胞——不只是大脑“后勤部队”

larry0211 发表于 2018-5-18 00:17
嗯,深入的研究后会发现我们其实还有很多没搞清楚,特别是脑子,特别是思维。

现在觉得人类心理 真是 玄妙
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发表于 2018-5-18 16:09 超大游击队员 | 显示全部楼层
以前一直认为神经胶质细胞像电线外面的胶皮
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