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        神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的功能

        2009-02-03 10:26:18
        中學(xué)生物學(xué) 2009年8期
        關(guān)鍵詞:星形膠質(zhì)神經(jīng)元

        王 淵 汪 明

        神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,簡稱膠質(zhì)細(xì)胞,是神經(jīng)組織中除神經(jīng)元以外的另一大類細(xì)胞,也有突起,但無樹突和軸突之分,廣泛存在于神經(jīng)組織中。在哺乳類動物中,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元的細(xì)胞數(shù)量比例約為10:1,膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量為神經(jīng)元的10~50倍,而總體積與神經(jīng)元的總體積相差無幾(神經(jīng)元約占45%,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞約占50%)。

        自1846年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞以來,傳統(tǒng)觀念一直認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)信息的傳遞與整合是由神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)完成,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞僅起支持、營養(yǎng)及協(xié)助代謝等作用。但是近年來科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞參與突觸的形成,并調(diào)節(jié)突觸傳遞,參與神經(jīng)元的發(fā)生并與神經(jīng)元之間有信息傳遞。它們在思維和學(xué)習(xí)過程中扮演著幾乎和神經(jīng)元一樣重要的角色。

        簡單的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,在20世紀(jì)90年代被重新認(rèn)識,研究得出了一系列的新的功能:

        ①支持作用。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,除小血管周圍有結(jié)締組織外,其余均由神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞通過縫隙連接形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)交織成網(wǎng),支持神經(jīng)元和神經(jīng)纖維。

        ②修復(fù)和再生作用。中樞神經(jīng)病變時,小膠質(zhì)細(xì)胞能轉(zhuǎn)變成巨噬細(xì)胞,清除變性的神經(jīng)損傷碎片;而星形膠質(zhì)細(xì)胞則能增生形成膠質(zhì)瘢痕,填充缺損,起修復(fù)和再生作用。

        ③物質(zhì)代謝和營養(yǎng)作用。第一、中樞神經(jīng)細(xì)胞間隙小,星形膠質(zhì)細(xì)胞通過突起連接毛細(xì)血管與神經(jīng)元,對神經(jīng)元起運輸營養(yǎng)物質(zhì)和排出代謝產(chǎn)物的作用。第二、星形膠質(zhì)細(xì)胞能分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子,維持神經(jīng)元的生長、發(fā)育和分化。

        ④絕緣屏障作用。第一、神經(jīng)纖維髓鞘是由少突膠質(zhì)細(xì)胞和施萬細(xì)胞形成的,起絕緣保護(hù)作用。第二、星形膠質(zhì)細(xì)胞的血管周足是構(gòu)成血腦屏障的重要組成部分,在屏障的誘導(dǎo)生成和形態(tài)維持中發(fā)揮重要作用。

        ⑤維持合適的離子濃度。當(dāng)細(xì)胞外K+濃度過高時,膠質(zhì)細(xì)胞膜Na-K泵的活動就加快,從而將胞外過多的K+泵入胞內(nèi),并通過縫隙連接將其分散到其他神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,以維持細(xì)胞外合適的K+濃度,這樣有助于神經(jīng)元電活動的正常進(jìn)行。維持了神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞之間的普遍穩(wěn)態(tài)。

        ⑥參與神經(jīng)遞質(zhì)的代謝。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞能攝取和轉(zhuǎn)化多種神經(jīng)元釋放的遞質(zhì),如多巴胺(GABA),谷氨酸(Glu)等氨基酸遞質(zhì),神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可以把Glu轉(zhuǎn)換為谷氨酰胺(Gln)后再運到神經(jīng)元,既消除了Glu,又為神經(jīng)元合成遞質(zhì)提供前體,保持了突觸傳遞的敏感性。

        ⑦膠質(zhì)細(xì)胞和跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。第一、膠質(zhì)細(xì)胞膜上有離子通道受體:G蛋白耦聯(lián)受體,它能接受神經(jīng)元的信號,并通過自身代謝、功能及形態(tài)的改變,從而影響神經(jīng)元的功能和活動。第二、膠質(zhì)細(xì)胞能產(chǎn)生核因子,它是一個重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子,它直接把信號轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)、到達(dá)目的基因,是膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元在基因水平進(jìn)行對話的語言分子。

        ⑧調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動。1997年的Science雜志首次報道了膠質(zhì)細(xì)胞能增加突觸數(shù)量和傳遞效能。膠質(zhì)細(xì)胞可以影響Glu的清除,進(jìn)而影響神經(jīng)突觸前動作電位,導(dǎo)致過量Ach釋放時,經(jīng)Ach結(jié)合蛋白,影響突觸傳遞。

        ⑨免疫應(yīng)答作用。當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)受到感染時,小膠質(zhì)細(xì)胞可轉(zhuǎn)化成巨噬細(xì)胞;同時星形膠質(zhì)細(xì)胞膜上有主要組織相容復(fù)合物II(MHC-II)類蛋白與抗原結(jié)合,將抗原呈遞給效應(yīng)T細(xì)胞(Tc),產(chǎn)生免疫應(yīng)答作用。

        目前有關(guān)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的研究已經(jīng)形成一個熱點,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞具有多樣化的結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的功能,與神經(jīng)元之間形成密切的功能性網(wǎng)絡(luò),共同維持神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。神經(jīng)系統(tǒng)的任何功能都離不開神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的作用。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的作用還在日益更新,它必將成為腦科學(xué)研究的一大突破口。

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