神经元与胶质细胞

❖ 结间体（internode） ❖ 施万细胞（Schwann cell）
少突胶质细胞
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施万细胞形成髓鞘的过程
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施兰切迹与郎飞氏结
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少突胶质细胞形成髓鞘
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无髓神经纤维
❖ 周围神经系统的无髓神经纤维 施万细胞形成连续的鞘，无郎飞节结
整合信号 传导信号
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输出信号
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神经元模型及信号
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2.1.1 神经元胞体结构和功能
❖ 存在于脑和脊髓的灰质及神 经节；
❖ 形态各异，大小不一； ❖ 由细胞膜、细胞质、细胞器
和细胞核等组成； ❖ 维持和控制神经元代谢和功
能活动的中心。
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1. 神经元膜 脂质双层液态镶嵌模型
autofluorescent under UV light
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Lipofuscin in neurons of the human brain
3. 神经元细胞骨架
神经原纤维（neurofibril） 光镜下，重金属银染色，棕黑色的丝状结构
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细胞骨架
微管 微丝 神经细丝
NF-L、NF-M、NF-H （68 KD 、160 KD、200 KD ）
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功能 ❖ 主要为支持作用，维持结构 ❖ 参与细胞内物质的运输及信息传递等
中间丝蛋白的类型与分布
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（3）微丝（microfilament）
❖ 粗细：直径约5 nm ❖ 分布：神经元，神经突起中更多 ，胶质细胞也有 ❖ 成分：肌动蛋白（actin）
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标记酶
胆碱乙酰基转移酶（ChAT） 谷氨酸脱羧酶（GAD） 酪氨酸羟化酶（TH） 多巴胺-β-羟化酶（DβH)） 色氨酸羟化酶（TH） …………
mGluR1a (red) and
tyrosine hydroxylase
(green) in the
substantia nigra
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2. 神经元的细胞质和细胞器
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细胞膜 细胞核 细胞质 细胞器
核周质 尼氏小体 神经原纤维
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神经元的细胞器
❖ 线粒体－－氧化供能，储存钙 ❖ 粗面内质网和核糖体（尼氏体）－－蛋白质合成转运 ❖ 高尔基体－－加工包装分泌蛋白 ❖ 溶酶体－－清除垃圾 ❖ 微管、微丝、神经丝－－细胞骨架 ❖ 滑面内质网－－运输蛋白质、合成脂质 ❖ 内含物－－如脂褐素
• Rakic: 神经（室区）上皮GFAP+细胞→辐射状细胞→星 形胶质细胞
• Raff: 星形胶质细胞双谱系（dual linerage）学说占主
要地位，按抗原表型(T1A和T2A))
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3. 分型
（1）按胶质原纤维含量及突起的形态特点
• 纤维性星形胶质细胞（fibrous astrocyte）： 蜘蛛细胞（spider cell），多分布在脑和脊髓的白
神经原纤维
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（1）微管（Microtubule）
形态结构
❖ 最粗，直径20－25nm ❖ 细长而中空 ❖ 微管数量与轴突直径成反比
功能
❖ 调控神经元的形状
❖ 参与物质的运输
❖ 控制神经元发育中的可塑性
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化学成分
1) 微管蛋白 亚单位 和 亚单位（tubulin） 2) 微管相关蛋白（MAP：MAP1，2，3，4，5和 tau蛋白）
tubulin
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MAP2
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2020In/9/t2r3acellular tangles found within neurons of brain 21
（2）神经丝（neurofilament）
❖ 神经细丝，在其他真核细胞中称为中间丝 ❖ 粗细界于细微丝和粗微丝之间 ❖ 不分支，直径约10 nm ❖ 由神经丝蛋白聚合而成：
星形胶质细胞 (astrocyte) 少突胶质细胞（oligodendrocyte)
外周胶质细胞
小胶质细胞
(microglia)
施万细胞
(Schwann cell)
室管膜细胞 (ependymocyte)
脉络丛细胞 (choroidal
epithelial cell)
被囊细胞
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(satellite cell)
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Hippocampal neurons(green) and glial cells(red)
Neurons and glia. Tujl/b-tubulin III (red),GFAP (green)
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2.2.1 功能和分类
特征：
• 多种形态特征, 有突起，但不分树突和轴突 • 终身具有分裂、增殖的能力 • 不产生动作电位或突触电位
轴丘（axon hillock）
起始段（initial segment） 中间段 末端，终扣
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生长锥（growth cone）
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有髓神经纤维 神经纤维（nerve fiber）
无髓神经纤维
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有髓神经纤维
❖ 朗飞结（Ranvier node）－ －“跳跃”式传导
• 脑毛细血管表面85％－99％被其足板覆盖 神经元
星形胶 质细胞
血管周足
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终足
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• 星形胶质细胞具有广泛 的缝隙连接
•GFAP为所有星形胶质 细胞所共有，在成熟星 形胶质细胞内表达
Gap junction between 2020/9a/2s3trocyte
Astrocytes stained with GFAP (green) and
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2.2.2 星形胶质细胞 (astrocyte)
1. 细胞结构
• 体积最大，分布最广 • 呈星形，胞核大，染色质细小而分散 • GFAP组成胶质丝
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胶原纤维酸性蛋白（GFAP）
Flotillin protein (red grains) by an astrocyte cell in culture (green) nucleus in blue.
1:藓苔纤维
2:攀缘纤维
3:小脑深部核团细胞
4:颗粒细胞
5:高尔基细胞
6:浦肯野细胞
7:篮状细胞
8:星状细胞
9:平行纤维
2020小/9/2脑3 内局部神经元回路 黑色细胞均为抑制性神经元
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2.1.5 神经元特有蛋白 和代谢特点
特有蛋白
神经元特异性烯醇化酶（NSE） 神经丝蛋白（NFP） 微管相关蛋白（MAP2） 低分子量微管相关蛋白（tau蛋白） 胆碱乙酰基转移酶（ChAT） …………
（有去极化（约40 mV）与复极化，没有主动 的再生式电流产生，可记录到膜电位的变化）
2020•/9/23去极化与神经元同步
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主要功能 ：
• 支持作用 • 隔离及绝缘作用 • 分泌功能 • 运输营养物质 • 摄取化学物质 • 修复及再生作用
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分类
大胶质细胞
中枢胶质细胞 (macroglia)
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1、树突 (dendrite)
• 胞体的延伸部，胞质与 核周质基本相同 • 主要功能：接受信息
神经元的感受区 • 树突棘和棘器
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树突棘
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树突的运动
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2、轴突（axon)
❖ 细长、光滑、无棘状突 ❖ 无核糖体和粗面内质网 ❖ 主要功能：传出冲动
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mitochondria
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mitochondria in Purkinje neuron
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尼氏体（Nissl body）
2020/9/23
Nissl’s Stain
HE Stain
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lipofuscin
periodic acid-Schiff staining
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26
2020/9/23
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4. 神经元胞核
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• 位于神经元的中央，大而圆 • 异染色质较少，位于核膜内侧， 常染色质较多，分散在核的中央， 着色浅 • l～2个核仁，深染，大而明显
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电镜下的神经元核
2.1.2 神经元突起
来自百度文库
突起
树突（dendrite ） 轴突（axon ）
神经生物学
Neurobiology
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神经再生重点实验室
神经科学系
姚登兵 1
第2章 神经元及神经胶质细胞
神经系统
神经元 neuron
（nervous system）
胶质细胞 neuroglial cell
2020/9/23
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本章学习要求：
❖ 1、掌握神经元的概念； ❖ 2、熟悉神经元的分类方法； ❖ 5、掌握髓鞘的概念，熟悉神经纤维的分类； ❖ 7、掌握星型胶质细胞的基本功能； ❖ 8、掌握少突胶质细胞，雪旺氏细胞和小胶质细 ❖ 胞主要功能。
❖ 中枢神经系统的无髓神经纤维 裸露的轴突，借星形胶质细胞分隔
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神经元的胞浆运输－－轴突转运
逆向运输
轴浆流
（retrograde transport）
（axoplasmic flow）
顺向运输
（anterograde transport）
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轴突转运的机制
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GolgiⅠ型神经元 或称投射神经元 （projection neuron）
GolgiⅡ型神经元 或称局部环路神经元 （local circuit neuron）
按功能分类（传出冲动的方向）
感觉神经元（传入神经元） 中间神经元（联络神经元） 运动神经元（传出神经元）
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按递质分类
nuclear DNA stained with DAPI (4',6-
Diamidino-2- phenylindole,blue.)
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2. 起源与分化
多种学说
• Bailey 与Cushing：神经管髓上皮→海绵样母细胞→星 形胶质细胞
• Penfield: 神经上皮细胞→成胶质细胞→星形胶质细胞
肌球蛋白（myosin） ❖ 功能：参与生长锥突起和伪足的形成与回缩，生
长锥依赖微丝得以向前运动
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2020/9/23
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细胞骨架－－总结
• 处于一种聚合与解聚、组装与去组装的动态调节中 • 不同程度参与神经元的发育、成熟和损伤后的再生等 过程，占神经元总蛋白25％ • 很大程度上决定轴突和树突的发生 • 参与细胞器与蛋白质在胞体与突起之间的双向运输 • 具有高度可塑性动态变化
5-HT能神经元 NE能神经元 DA能神经元 Ach能神经元 …….
按电生理特性分类
兴奋性神经元
抑制性神经元
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2.1.4 神经元间的联系
简单回路
辐散（divergence） 聚合（convergence） 链锁状和环状
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不同层次 神经环路
不同核团或皮层脑区和之间的长投射纤维 同一核团或脑区的局部环路 相邻神经元不同成分间的微环路
厚度约5 nm
脂质（磷脂） 蛋白质 多糖
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9
膜磷脂
CH2—OCOR1
R2OCOCH
OH
CH2—O —P —O H
L-磷脂酸 O
鞘磷脂（sphingomyelin, SM）
膜蛋白
分布
内在蛋白：受体、离子通道、载体等 外在蛋白：外侧如黏附分子
功能
内侧如肌动蛋白、锚定蛋白等 物质转运 胞外物质识别 信号转导 神经冲动的发放
内含物质的囊泡， 通过驱动蛋白的作 用，由ATP提供能 量，沿微管自胞体 向末梢运行
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运动蛋白的再循环
驱动蛋白
运动蛋白 动力蛋白
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原动素
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2.1.3 神经元的分类
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按突起的数目分类
单极 双极 多极
双极神经元
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假单极神经元
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多极神经元
按轴突长短分类
2020/9/23
3
2.1 神经元
❖ 基本结构和功能单位 ❖ 人脑大约有1011个神经元,胶质细胞更多 ❖ 高度分化，形态多样，结构复杂
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2020/9/23
高 度 不 对 称
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构成
胞体（cell body ）
突起：树突（dendrite ） 轴突（axon ）
四个功能区
输入信号
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神经元代谢特点： • 神经元的活动需要消耗能量 • 神经元越兴奋，代谢越旺盛，耗能越多 • 生理情况下，能量几乎全部来自葡萄糖的有氧氧化 • 脑内的葡萄糖都存在于细胞外液，糖原含量很少
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PET Scan
2.2 胶质细胞
神经胶质细胞（neuroglia）或胶质细胞（gliocyte 或glia cell或glia）