神经元的基本结构和功能概述专家讲座

神经元（neuron）是神经系统基本结构和功效单位。它可产生冲动和传导冲动，并可合成化学物质（神经递质、神经激素等），经过它轴突输送到特定部位释放。一、概述第1页（一）胞体细胞代谢和信息整合中心；大小不等（直径5～135um）；小脑颗粒细胞5～8um，大脑皮质Betz细胞30～135um形状不等，呈圆形、星形、梭形和锥形等；由细胞膜、细胞质和细胞核组成。二、神经元基本结构轴突axon树突dendrites胞体cellbody突起结构第2页1.细胞膜为脂质双层及蛋白镶嵌模型膜蛋白：形成受体、通道蛋白、载体等糖链：与化学信息识别、细胞粘连、膜抗原和抗体相关第3页2.细胞核1～2个，大小3～18um，球形，有可能凹陷或分叶，如脑浦肯野细胞正常情况下位于细胞质中央，个别偏于一侧（如脊髓Clarke背核神经元）如发生偏位，意味神经元已处于开始变性状态，表明神经元受到损伤光镜下，胞核大而圆，着色浅，空泡状。核仁清楚，1个，偶见2～3个第4页电镜下：核膜——双层质膜，有核孔染色质——细颗粒状DNA和组蛋白核仁——高电子密度球体，由15～20nm致密颗粒和细丝组成。主要是rRNA、少许DNA、碱性蛋白及一些酶类。功效：遗传信息储存、复制和表示主要场所；DNA转录成RNA部位第5页苏木素着色DAB着色DAPI着色第6页3.细胞质——核周质神经元细胞质内含有普通细胞器如线粒体——供能粗面内质网和核糖体——合成蛋白质高尔基体——加工包装分泌蛋白溶酶体——去除垃圾滑面内质网——运输蛋白质、合成脂质第7页可被碱性染料染色，在光学显微镜下呈小粒或小块状物质在电子显微镜下，可见尼氏体由粗糙内质网和核糖体组成是神经元合成蛋白质最活跃部位，用以补充神经元正常生理活动中不停消耗蛋白质神经元受过分刺激时，降低或消失；神经纤维损伤时，溶解消失，如细胞不死亡，则可恢复神经元特有结构

尼氏体：第8页

神经原纤维光镜下，Cajal法染色（硝酸银染色）呈棕色细丝，交织成网状由神经微管、神经丝和微丝组成，形成细胞骨架第9页直径约10nm细长管状结构，由三种多肽亚基组成：NF-L（73kD）NF-M（145kD）NF-H（200kD）胞质中含量丰富，常聚集成束，形成原纤维中主要成份在轴突中数量比神经微管多3～10倍参加神经元内代谢产物和离子运输流动提供弹性使神经纤维易于伸展和预防断裂神经丝（neurofilament）第10页细胞骨架中最粗直径20-25nm其表面有动力蛋白（dynein)，含有ATP酶作用，在ATP存在下使微管滑动，从而使微管含有运输功效在轴突中纵形排列，参加轴突生长微管化学亚单位微管相关蛋白：MAP1,2,3,4,5和tau蛋白微管蛋白α和β亚单位（tubulin）MAP2神经微管（neurotubule）第11页是最细丝状结构，直径约5nm，长短不等，集聚成束，交织成网由肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白组成，含有收缩作用，适应神经元生理活动形态改变参加生长锥突起和伪足形成与回缩，生长锥依赖微丝得以向前运动微丝（microlilament）第12页（二）树突分支：胞体延伸部，1～多条，锐角状重复分支，形成树突野与胞体所含细胞器相同，唯有高尔基复合体仅存在于树突近侧端。但神经微管和神经丝普通比胞体显著，并沿长轴排列树突内不含生长相关蛋白-43（growth-associatedprotein-43,GAP-43)，但含MAP2，依据此抗体识别树突和轴突表面不光滑，有树突棘，可扩大树突接触面积，树突棘是兴奋性突触所在部位第13页树突棘特点电镜下可见小棘含有数个扁平囊状平行并置结构，囊内含有电子致密物质，呈板状，称棘器；树突棘形态、大小差异大；不是固定结构，含有可塑性。第14页（三）轴突1.形态：细而长，粗细均匀，表面光滑，分支少，可有侧枝2.轴丘：起始处膨大部，无尼氏体3.起始段：普通15～25um，此段兴奋域最低，是神经冲动起始部；是抑制性轴轴突触所在部位4.较粗轴突表面常包有髓鞘5.终扣：其终末发出细终末支，且形成扣状膨大6.膨体：终末支上形成串珠样膨大终扣和膨体均为突触位点，且形成突触前成份，内含大量突触囊泡第15页位于轴突尖端，呈扁平掌形结构，是神经轴突生长执行单元向外部突出丝状伪足，在内部微管、微丝组成动力骨架支撑下进行生长膜表面富含不一样感觉器和黏接分子，感受环境中适宜生长方向，从而决定轴突生长导向生长锥第16页7.轴突结构：轴膜轴浆无核糖体、粗面内质网和Golgi复合体——电镜下常据此以区分树突和轴突只含滑面内质网、线粒体、溶酶体、神经微管和神经细丝含有GAP-43，MAP1和tau蛋白

第17页轴突和树突主要形态学特点轴突树突从胞体或树突主干基部发出，只有1条从胞体发出一至多条起始段细起始段树突主干最粗，其胞质成份与核周质相同表面光滑，粗细均匀分支逐步变细，不均匀或表面有小棘有髓或无髓无髓，偶见薄髓不含核糖体和粗面内质网含核糖体及粗面内质网近侧段微丝多于微管，远侧段少于微管树突主干及其分支均以微管为主小轴突均匀细小，成束分布小树突多单个分布，外形不规则，最小树突分支也较小轴突粗第18页三、神经元特点高代谢、高耗氧细胞，所以线粒体含量丰富神经元有丝分裂活动普通在出生或出生后很快便停顿，这是因为神经元定向分化一旦开始，有丝分裂潜力就丧失，而且细胞就不再回复到可引发有丝分裂状态当神经元受损时，尼氏小体逐步分散以致消散，这种现象称为尼氏体溶解第19页四.神经元基本类型假单极神经元双极神经元多极神经元1.依据突起多少：第20页GolgiⅠ型—轴突长而粗，外被髓鞘；胞体大；有树突棘，树突野范围广。eg.大脑皮质锥体细胞GolgiⅡ型—轴突短而细，通常无髓鞘；胞体小；无或少许树突棘，树突分支无定型。eg.大多数中间神经元兴奋性神经元抑制性神经元2.依据轴突长短和树突有没有树突棘3.依据电生理特征：第21页4.依据神经元功效：感觉神经元（传入神经元）运动神经元（传出神经元）中间神经元（联络神经元）第22页胆碱能神经元单胺类神经元（肾上腺素能、去甲肾上腺素能、多巴胺能和5-羟色胺能神经元）γ-氨基丁酸能神经元肽能神经元5、依据所含神经活性物质：第23页五、神经元特有蛋白和标识酶胆碱乙酰基转移酶（ChAT）：胆碱能神经元谷氨酸脱羧酶（GAD）：γ-氨基丁酸能神经元酪氨酸羟化酶（TH）：多巴胺能神经元存在标志多巴胺-β-羟化酶（

DβH）：去甲肾上腺素能神经元色氨酸羟化酶（TPH）：5-羟色胺能神经元

标识酶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）特有蛋白第24页六、神经纤维神经元轴突和包被它结构总称中枢神经系统——白质周围神经系统——神经1、基本结构：由轴突与髓鞘组成髓鞘：阶段性环层结构外周——Schwann细胞，只在一条轴突上形成髓鞘中枢——少突胶质细胞，伸出几个突起，分别包绕几个轴突形成髓鞘（一）有髓纤维第25页结间节，长度不一，150～1500um，通常神经纤维越粗则越长

Ranvier结，无髓鞘，只有少许胶质细胞胞质和基底膜HE染色锇酸染色2、形态第26页3、成份磷脂、糖脂、胆固醇等脂质结构占70～80%髓鞘碱性蛋白（myelinbasicprotein，MBP）、髓鞘少突胶质细胞醣蛋白（myelinoligodendrogliaglycoprotein，MOG）、髓鞘相关糖蛋白（Myelinassociatedglycoprotein，MAG）等蛋白质占20～30%当前研究髓鞘成份抗原性，如：MBP、MAG、MOG第27页周围神经——凹入Schwann细胞包膜中中枢神经——包被薄层星形胶质细胞胞质（二）无髓纤维第28页无髓神经纤维，HE染色：周围神经系统无髓神经纤维常呈波状走行，其轴突难以分辨，无郎飞结，但可见许多椭圆形、染色较淡雪旺细胞核（S）。其中细胞核细长、染色深为成纤维细胞（F）。第29页七、突触（synapse）是实现神经元之间或神经元与效应细胞间信息传递机能性接触部位，是特殊分化结构和区域。由突触前成份、突触后成份及突触间隙3部分组成。（一）概述（二）分类电突触化学突触第30页（三）电突触是缝管连接（gapjiunction)样桥状结构，在两个神经元膜之间有2nm缝隙。每个桥状结构为贯通膜内外大分子蛋白质，称连接蛋白（connexon）。每6个蛋白亚基形成六角形通道，能经过分子直径小于1.5nm化学物质，如氨基酸。其信息传递是经过突触前电脉冲直接传导到突出后。存在于哺乳动物大脑皮质星形细胞，小脑皮质篮状细胞、星形细胞，视网膜内水平细胞、双极细胞，以及一些神经核，如动眼神经运动核、前庭神经核、三叉神经脊束核。第31页（四）化学突触电镜下，化学突触由三部分组成：突触前部、突触间隙和突触后部突触信息传递是经过神经递质介导，即信息由电脉冲传导转化为化学传递，再由化学传递转换为电脉冲传导第32页1.突触前部（presynapticelement）突触前膜：是神经元轴突终末呈球状膨大，轴膜增厚形成突触前膜内侧致密物质突起与膜上网形成突触前囊泡网格，可调整递质释放突触囊泡--是突触前部特征性结构，小泡内含有化学物质，称为神经递质（neurotransmitter）,如Ach、GABA、去甲肾上腺素等

第33页突触囊泡上蛋白突触体素（synaptophysin）：调整ca依赖性神经递质释放；参加突触囊泡循环，维持突触囊泡膜稳定性及流动性；参加突触形成和突触重塑。突触素（synapsin）：--有调整神经递质释放作用小泡相关膜蛋白（vesicleassociatedmembraneprotein，VAMP）：--是突触小泡膜结构蛋白，可能对突触小泡代谢有主要作用第34页2.突触后部（postsynapticelement）多为突触后神经元胞体膜或树突膜,与突触前膜相对应部分增厚形成突触后致密物质（postsynapticdensity，PSD):电镜下所见突触后膜胞质面聚集一层均匀而致密物质，是由神经递质受体、信号分子及支架蛋白组成复合物。厚约50nm，直径约300～500nm，其形态结构有很大可塑性。第35页各种原因引发脑损伤造成脑缺血后，缺血区Syn和PSD-95表示降低，说明突触数量降低或功效衰退。GDNF／NSCs组和NSCs组较对照组突触蛋白表示增多，说明产生了新突触，提醒可能是NSCs移植后神经元功效增强或者神经元环路重建。第36页3.突触间隙（synapticspace）位于突触前、后膜之间细胞外间隙，其宽度因不一样突触而异，约20～30nm。含糖蛋白及细丝等中间致密物质，能和神经递质结合，促进递质由前膜移向后膜，使其不向外扩散或消除多出递质含大量粘附分子，将前后膜连接起来。第37页（五）化学突触传递第38页（六）突触可塑性synapticplasticity

突触可塑性是指突触在一定条件下经过改变形态而调整功效能力，在神经系统发育、成熟及学习记忆等众多生理功效中起主要作用。详细表现为突触结合可塑性与突触传递可塑性：突触结合可塑性指突触形态改变以及新突触联络形成和传递功效建立；突触传递可塑性指突触