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健康 / glia

神经胶质细胞

神经胶质细胞是一类多样的非神经元细胞,维持神经系统、形成髓鞘、调节神经环境,并参与免疫防御和修复。

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神经胶质细胞是神经系统中一类不同于神经元、种类多样的细胞。它们维持神经元活动所需的条件,在神经纤维周围形成绝缘包覆层,清除细胞碎片,并参与发育及损伤应答。神经胶质细胞既存在于由大脑和脊髓组成的中枢神经系统,也存在于外周神经系统。它们并非仅提供结构支撑,还承担着神经系统正常运作所必需的专门功能。(ncbi.nlm.nih.gov)

术语与数量

Glia 一词源自希腊语中的“胶”,反映了十九世纪的一种认识:这些细胞将神经组织黏合在一起。这一历史名称不足以描述如今已明确的胶质细胞功能,包括化学环境调节、绝缘、发育和损伤应答。因此,神经胶质细胞是按功能和解剖特征划分的一组细胞,而非单一、均一的细胞类型。(ncbi.nlm.nih.gov)

“人脑中胶质细胞的数量是神经元的十倍”这一广为流传的说法,并不受现代细胞计数证据的支持。对全脑细胞数量的估计表明,两者大致处于同一数量级;一些计数方法甚至显示,胶质细胞比神经元更少。两者的比例在不同脑区之间差异显著,也取决于计数方法。需要特别注意的是,“非神经元细胞”还包括血管细胞,因此,所有非神经元细胞的总数并不等同于胶质细胞的数量。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

主要细胞类型

**星形胶质细胞**具有分支状突起,与神经元胞体、神经纤维、突触和血管接触。它们有助于维持神经元周围的化学环境。其形态因所在区域而异:原浆性星形胶质细胞主要分布于灰质,而纤维性星形胶质细胞更常见于白质。这些分类描述的是总体特征,并不能涵盖星形胶质细胞的全部多样性。(ncbi.nlm.nih.gov)

**少突胶质细胞**在中枢神经系统中形成髓鞘。这种富含脂质的多层包覆结构围绕轴突的部分区段,改变其电学特性,使动作电位传播得更快。一个少突胶质细胞可以为多条轴突的不同区段形成髓鞘。施万细胞在外周神经中承担相应的髓鞘形成功能;每个形成髓鞘的施万细胞只包裹一条轴突的一个区段。(ncbi.nlm.nih.gov)

**小胶质细胞**是常驻中枢神经组织的巨噬细胞。它们属于免疫系统,通过吞噬作用清除细胞碎片。虽然按惯例被归入胶质细胞,但它们的发育谱系与星形胶质细胞和少突胶质细胞不同。(ncbi.nlm.nih.gov)

**室管膜细胞**构成脑室系统的上皮衬里,形成神经组织与脑脊液之间的界面。相关的特化细胞包括伸长细胞,尤其分布于第三脑室底部。胶质细胞的分类还涵盖前体细胞群,而不只包括成年个体中已完全分化的细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)

神经元活动的调节

星形胶质细胞通过控制细胞外化学环境,参与维持稳态。对离子,尤其是钾离子的调节,有助于维持神经元产生和传递信号所需的条件。星形胶质细胞还会摄取在突触处释放的神经递质,从而影响这些物质能够持续作用于附近细胞的时间。这些功能使胶质细胞活动与神经信号传递直接相关,但并不意味着星形胶质细胞等同于神经元。(ncbi.nlm.nih.gov)

星形胶质细胞的终足包绕许多小血管,并有助于维持血脑屏障。血脑屏障的主要物理屏障由特化的血管内皮细胞及其紧密连接构成,而非仅由星形胶质细胞形成。星形胶质细胞通过与这些血管细胞相互作用,支持屏障功能;集中分布于终足的水通道也参与调节血管周围的液体交换。(ncbi.nlm.nih.gov)

形成髓鞘的胶质细胞以另一种方式影响信号传递。少突胶质细胞和施万细胞在轴突周围形成绝缘膜层,从而改变电信号传导的速度和效率。因此,不同类型的胶质细胞调节神经元功能的不同方面,包括周围的化学环境、突触递质的可利用性,以及沿神经纤维进行的信号传递。(ncbi.nlm.nih.gov)

发育与细胞起源

星形胶质细胞和少突胶质细胞由神经前体细胞谱系发育而来。胶质祖细胞产生星形胶质前体细胞或少突胶质前体细胞,后者在成熟过程中发生形态和分子特征的变化。胶质细胞还为神经系统发育的某些过程提供支架。因此,它们的细胞身份既体现了发育历程,也体现了成熟后的分布位置和功能。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

小鼠谱系追踪实验阐明了小胶质细胞的起源。这些研究表明,成年个体的小胶质细胞来源于胚胎早期与卵黄囊相关的髓系祖细胞。研究还发现,在正常成年状态下,出生后的造血祖细胞并不会大量补充小胶质细胞。这一点将常驻的小胶质细胞与损伤或疾病期间从血液循环进入神经组织的免疫细胞区分开来。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

损伤与疾病

胶质细胞对损伤的反应包括细胞活动、形态的变化,有时也包括数量的变化。小胶质细胞清除受损物质,而反应性星形胶质细胞可能在严重受损的组织周围聚集,形成一定的组织结构。这些反应可产生胶质瘢痕。不能简单地将这类瘢痕视为无活性的障碍:小鼠实验表明,在特定实验条件下,星形胶质细胞形成的瘢痕可以支持轴突再生。这些发现针对的是特定损伤模型,并不能证明其对人类具有普遍的治疗效果。(ncbi.nlm.nih.gov)

胶质细胞的功能在多发性硬化中也至关重要。在这种疾病中,免疫介导的损伤累及脑、脊髓和视神经中的髓鞘。这层绝缘包覆结构的丧失会干扰正常的神经传导,受累区域还可能出现轴突损伤。该病说明,即使最初受攻击的目标并非神经元胞体,胶质细胞所形成结构的损伤也能损害神经功能。(ninds.nih.gov)