第2章-神经元与胶质细胞.ppt

2020 3 7 1 神经生物学Neurobiology 神经再生重点实验室神经科学系姚登兵 2020 3 7 2 第2章神经元及神经胶质细胞 2020 3 7 3 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 本章学习要求 2020 3 7 4 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 2020 3 7 5 2020 3 7 6 胞体 cellbody 突起 树突 dendrite 轴突 axon 输入信号 整合信号 传导信号 输出信号 四个功能区 构成 2020 3 7 7 神经元模型及信号 2020 3 7 8 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 2 1 1神经元胞体结构和功能 2020 3 7 9 脂质双层液态镶嵌模型 1 神经元膜 厚度约5nm L 磷脂酸 鞘磷脂 sphingomyelin SM 膜磷脂 2020 3 7 11 膜蛋白 2020 3 7 12 2 神经元的细胞质和细胞器 2020 3 7 13 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 2020 3 7 14 mitochondria mitochondriainPurkinjeneuron 2020 3 7 15 Nissl sStain 尼氏体 Nisslbody HEStain 2020 3 7 16 periodicacid Schiffstaining autofluorescentunderUVlight lipofuscin Lipofuscininneuronsofthehumanbrain 2020 3 7 17 神经原纤维 neurofibril 光镜下 重金属银染色 棕黑色的丝状结构 3 神经元细胞骨架 2020 3 7 18 微管微丝神经细丝 细胞骨架 神经原纤维 2020 3 7 19 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 2020 3 7 20 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 MAP2 tubulin 2020 3 7 21 Intracellulartanglesfoundwithinneuronsofbrain 2020 3 7 22 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10nm由神经丝蛋白聚合而成 NF L NF M NF H 68KD 160KD 200KD 2020 3 7 23 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 功能 中间丝蛋白的类型与分布 2020 3 7 24 3 微丝 microfilament 粗细 直径约5nm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 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 2020 3 7 25 2020 3 7 26 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 2020 3 7 27 2020 3 7 28 4 神经元胞核 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 2020 3 7 29 电镜下的神经元核 2020 3 7 30 2 1 2神经元突起 树突 dendrite 轴突 axon 突起 2020 3 7 31 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 2020 3 7 32 树突棘 2020 3 7 33 树突的运动 2020 3 7 34 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 2020 3 7 35 生长锥 growthcone 2020 3 7 36 有髓神经纤维无髓神经纤维 神经纤维 nervefiber 2020 3 7 37 有髓神经纤维 朗飞结 Ranviernode 跳跃 式传导结间体 internode 施万细胞 Schwanncell 少突胶质细胞 2020 3 7 38 施万细胞形成髓鞘的过程 2020 3 7 39 施兰切迹与郎飞氏结 2020 3 7 40 少突胶质细胞形成髓鞘 2020 3 7 41 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 2020 3 7 42 神经元的胞浆运输 轴突转运 2020 3 7 43 轴突转运的机制 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 2020 3 7 44 运动蛋白的再循环 2020 3 7 45 2 1 3神经元的分类 2020 3 7 46 按突起的数目分类 假单极神经元 双极神经元 多极神经元 2020 3 7 47 2020 3 7 48 2020 3 7 49 2 1 4神经元间的联系 2020 3 7 50 小脑内局部神经元回路 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 平行纤维黑色细胞均为抑制性神经元 2020 3 7 51 2 1 5神经元特有蛋白和代谢特点 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 特有蛋白 2020 3 7 52 mGluR1a red andtyrosinehydroxylase green inthesubstantianigra 2020 3 7 53 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 PETScan 2020 3 7 54 2 2胶质细胞 神经胶质细胞 neuroglia 或胶质细胞 gliocyte或gliacell或glia Hippocampalneurons green andglialcells red 2020 3 7 55 Neuronsandglia Tujl b tubulinIII red GFAP green 2020 3 7 56 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 有去极化 约40mV 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 去极化与神经元同步 2 2 1功能和分类 2020 3 7 57 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 2020 3 7 58 星形胶质细胞 astrocyte 大胶质细胞中枢胶质细胞少突胶质细胞 oligodendrocyte 小胶质细胞施万细胞外周胶质细胞被囊细胞 分类 2020 3 7 59 2020 3 7 60 胶原纤维酸性蛋白 GFAP 2 2 2星形胶质细胞 astrocyte Flotillinprotein redgrains byanastrocytecellinculture green nucleusinblue 2020 3 7 61 脑毛细血管表面85 99 被其足板覆盖 2020 3 7 62 星形胶质细胞具有广泛的缝隙连接 AstrocytesstainedwithGFAP green andnuclearDNAstainedwithDAPI 4 6 Diamidino 2 phenylindole blue Gapjunctionbetweenastrocyte 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 2020 3 7 63 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 duallinerage 学说占主要地位 按抗原表型 T1A和T2A 2020 3 7 64 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 fibrousastrocyte 蜘蛛细胞 spidercell 多分布在脑和脊髓的白质 大量胶质原纤维丝 突起细长 分支较少 原浆性星形胶质细胞 protoplasmicastrocyte 苔状细胞 mossycell 多分布在灰质 胶质丝较少 细胞突起粗短 分支多 2020 3 7 65 纤维性星型胶质细胞 原浆性星型胶质细胞 多分布于脑和脊髓的白质 突起细长 分支少 蜘蛛细胞 富含胶质丝 多分布于灰质 突起粗短 分支多 苔状细胞 较少胶质丝 2020 3 7 66 特殊的星形胶质细胞Bergmann胶质细胞 小脑皮质 原浆性为主Muller胶质细胞 视网膜垂体细胞 脑垂体后叶伸展细胞 正中隆起 Bergmannastrocyte 2020 3 7 67 2 按抗原标记 型星形胶质细胞 T1A 抗原表型为GFAP A2B5 型星形胶质细胞 T2A 抗原表型为GFAP A2B5 T1A 原浆性 T2A 纤维性 2020 3 7 68 支持作用运输营养物质修复作用 4 功能 aneuron red andanastrocyte green patchclamped 2020 3 7 69 1 支持和隔离作用 2020 3 7 70 2 调节神经细胞内外离子浓度维持内环境稳定 钾通道 IA IDR IIR IK ca 神经元外 钾库 钠通道 Na 流 Na K 交换 HCO3 Cl 交换 调节离子平衡和神经元的兴奋性钙通道 L型和T型 Ca2 流是星形胶质细胞与神经元之间信息交流的重要方式 2020 3 7 71 3 调节神经元物质代谢 1 参与葡萄糖代谢2 转运神经活性氨基酸与合成神经递质 摄取和灭活Glu DA NE 5 HT等 2020 3 7 72 作用 限制兴奋性毒性 保护神经元 2020 3 7 73 4 参与神经元的正常发育与突触的形成 星形胶质细胞分泌的相关因子 作用 ACM有利生长 突触形成 调节N发生 2020 3 7 74 5 免疫功能 1 诱导小胶质细胞分化 增殖 增加其吞噬功能2 结合经处理过的外来抗原传递给T细胞3 产生多种趋化因子和细胞因子 参与炎性反应4 对趋化因子发生反应 并吞噬外源颗粒 2020 3 7 75 6 星形胶质细胞的活化 可塑性 反应性星形胶质细胞 reactiveastrocyte reactivegliosis 表现 胞体肥大 胞浆宽广 嗜酸性 突起增粗 分支增多 但胞核无明显变化 2020 3 7 76 reactiveastrocyte ConfocalmicroscopyimageofreactiveastrocytesstainedwithGFAP red andvimentin green 分泌特异蛋白 GFAP 波形蛋白 结蛋白 肌球蛋白 S100 蛋白 蛋白脂蛋白等 对神经元产生多方面影响 有利 不利 AstrocytesLimitCNSRegeneration 2020 3 7 77 主要功能 形成髓鞘 2 2 3成髓鞘细胞 2020 3 7 78 一 少突胶质细胞 oligodendrocyte 1 结构及生理特点 突起并不少 而且分支也多胞体较小核圆 染色较深胞质内含大量微管分布在神经元胞体附近和神经纤维周围含有与髓鞘形成相关的酶以及髓鞘相关蛋白 半乳糖脑苷酯 环核苷磷酸二酯酶 髓磷脂相关糖蛋白 髓磷脂碱性蛋白等 2020 3 7 79 2020 3 7 80 2 起源 胚胎脑室的神经外胚层与室管膜下层O2A谱系抗原特征 A2B5 MBP GC GFAP 2020 3 7 81 3 分类 束间少突胶质细胞血管周少突胶质细胞神经细胞周少突胶质细胞 asilver stainedoligodendrocyteinthebrain 神经毡 nervousfelts 2020 3 7 82 形成CNS轴突的髓鞘分泌神经营养因子表达抑制性蛋白 4 生物学功能 2020 3 7 83 二 施万细胞 schwann TheodorSchwann 1939 结构 细胞呈梭形 核为扁椭圆形胞质薄而不连续来源 胚胎时期的神经嵴细胞 2020 3 7 84 形成周围神经系统的髓鞘