髓鞘是一种特化的多层膜结构，分段包裹在许多神经元的轴突周围。它主要由脂类物质和蛋白质构成，形成具有电绝缘作用的鞘层，使神经冲动能够快速、高效地传导。髓鞘由称为神经胶质细胞的支持细胞产生，而非由神经元自身产生。髓鞘受损会使神经系统内的信息传递减慢或中断。(medlineplus.gov)
结构与髓鞘形成细胞
髓鞘由胶质细胞的细胞膜反复缠绕轴突所形成的多层结构组成。在形成过程中，相邻膜层之间的大部分细胞质被排出，形成排列紧密的致密髓鞘。其他区域则保留细胞质，其中含有参与髓鞘维护的细胞结构。因此，髓鞘始终是活细胞的一部分，而不是沉积在神经纤维周围的惰性包覆层。(ncbi.nlm.nih.gov)
在包括大脑和脊髓的中枢神经系统中，髓鞘由少突胶质细胞形成。每个少突胶质细胞都能伸出多个突起，分别在数条轴突周围形成髓鞘。在外周神经系统中，髓鞘由施万细胞产生；每个形成髓鞘的施万细胞只包裹一条轴突的一段。因此，一条较长的外周轴突需要多个施万细胞沿其长度依次排列。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
被髓鞘包裹的轴突节段称为结间段。结间段之间的短小间隙称为郎飞结，此处的轴突膜暴露在外，并具有适于电信号传导的特化结构。因此，髓鞘沿轴突并非连续分布，而这些间断对其功能至关重要。髓鞘、其下方的轴突及结区共同构成一个有序的信号传导单元。(ncbi.nlm.nih.gov)
分子组成
与许多其他生物膜相比，髓鞘的脂质含量格外高。其脂质和蛋白质成分既提供绝缘作用，也维持结构的有序性。中枢和外周髓鞘的功能大体相似，但蛋白质组成存在显著差异，这反映了形成它们的细胞不同。(ncbi.nlm.nih.gov)
髓鞘碱性蛋白是致密髓鞘的重要组成成分。其他特征性蛋白质包括中枢髓鞘中的蛋白脂质蛋白，以及外周髓鞘中的髓鞘零蛋白。还有一些蛋白质位于特定区域，而非均匀分布在整个髓鞘中。例如，髓鞘相关糖蛋白分布在靠近轴突的位置，而髓鞘少突胶质细胞糖蛋白则位于中枢髓鞘的外表面。这种分子层面的有序分布有助于膜层黏附，以及胶质细胞与轴突之间的相互作用。(ncbi.nlm.nih.gov)
电生理与代谢功能
神经冲动以动作电位的形式传播，即轴突膜两侧电压的短暂变化。在无髓鞘轴突中，兴奋沿相邻的膜区依次传播。在有髓鞘轴突中，髓鞘提高电阻并降低有效电容，使局部电流能够在郎飞结之间快速传播。集中分布于结区的电压门控钠离子通道使动作电位在这些部位重新产生。(ncbi.nlm.nih.gov)
这一机制称为跳跃式传导。所谓神经冲动在结间“跳跃”，指的是动作电位重新产生的位置；电流仍会流经两结之间的轴突节段。将兴奋主要限制在结区，还能减少跨膜移动的离子量，从而减少随后为恢复浓度梯度而需要逆向转运的离子量。因此，髓鞘不仅提高信号传导速度，也提高其效率。(ncbi.nlm.nih.gov)
形成髓鞘的细胞也参与支持轴突的代谢。实验研究表明，少突胶质细胞可以提供乳酸、丙酮酸等代谢物，供轴突生成三磷酸腺苷。小鼠研究证实，少突胶质细胞的代谢活动能够支持轴突长期保持完整。这些功能说明，髓鞘与轴突的关系不能简单类比为电线与其绝缘层的关系。(nature.com)
发育与可塑性
髓鞘形成是神经系统发育的重要特征。人体影像学研究显示，婴儿期会出现与髓鞘生长相关的显著变化，不同神经通路的发育速度各不相同。这一发育过程贯穿儿童期并延续至成年早期，而非在整个大脑中同时完成。(nature.com)
髓鞘形成并不局限于发育早期。健康成人的大脑中仍会产生新的少突胶质细胞，动物实验则将这一过程与神经可塑性联系起来。在学习使用横档间距不规则的跑轮奔跑的小鼠中，新生少突胶质细胞的数量增加。在不去除既有髓鞘的情况下，阻断这些细胞的形成会妨碍小鼠掌握这项技能。这些发现证实，新生髓鞘形成细胞对这一实验条件下的运动学习有所贡献，但并不能作为解释所有学习过程的普遍机制。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
损伤与修复
脱髓鞘是指髓鞘的丧失或破坏。它可扰乱神经传导，并损害轴突与支持它的胶质细胞之间的关系。在多发性硬化中，与免疫系统相关的炎症会损伤中枢神经系统的髓鞘，也可能损伤轴突。症状在一定程度上取决于损伤发生的位置。称为脑白质营养不良的一类遗传性疾病也会影响髓鞘；例如，克拉伯病和异染性脑白质营养不良均涉及脂质处理过程的异常。(ninds.nih.gov)
髓鞘再生是指在先前发生脱髓鞘的轴突周围形成新的髓鞘。在中枢神经系统中，这一过程通常涉及少突胶质前体细胞的增殖，以及它们向能够形成髓鞘的少突胶质细胞分化；存活的成熟少突胶质细胞也可参与其中。修复可能自发发生，但未必完整，且实验研究发现衰老与前体细胞分化能力下降有关。研究将恢复髓鞘与抑制炎症、替代已经丧失的轴突视为不同的目标。(nature.com)