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神經科學/細胞神經生物學/腦細胞

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神經系統的細胞基礎在於兩種細胞型別:神經元和神經膠質細胞。神經元細胞充當資訊處理和傳遞細胞,而神經膠質細胞通常被認為是支援細胞(儘管這不是一個嚴格的陳述)。

神經元形態

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神經元有一個細胞體和從細胞體伸出的突起,類似於從地面長出的樹。

細胞膜

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細胞膜是磷脂雙分子層,它標誌著細胞與細胞外溶液之間的界限。它負責調節細胞內外物質的流動,雙分子層上有許多執行各種功能的蛋白質。特定的蛋白質允許小溶解分子透過膜,使其具有選擇性滲透性。

細胞體

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神經元的細胞體(胞體)包含所有細胞功能所需的細胞器:核、內質網(光面和粗麵)、核糖體、高爾基體和線粒體都位於神經元的胞體內。

軸突是從胞體生長出來的突起。它是專門設計用於神經元之間資訊傳遞的細胞的一部分。軸突始於軸突起始段,它通向軸突的起始部位,並一直延伸到突觸(兩個細胞之間的通訊部位)。軸突的胞質與細胞體的胞質不同,因為軸突中不進行蛋白質合成,因此所有將在突觸中使用的蛋白質將被運輸到突觸。軸突的長度(<1mm 到 >1m)和直徑各不相同,當軸突分支時,分支稱為軸突側支。

軸漿運輸

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這種運輸解釋了維持軸突和提供突觸中神經遞質的物質的移動。運輸型別有三種:快速軸漿運輸、慢速運輸和逆向運輸。由於慢速運輸的速度為每天 1-10 毫米,因此它不適合軸突末梢的活性突觸,而是用於移動受體和其他膜蛋白。神經遞質透過快速運輸被帶到末梢,快速運輸以每天近 1000 毫米的速度將蛋白質沿軸突向下移動。這些速度是透過蛋白質驅動蛋白實現的,驅動蛋白是一種雙足動物,它以 ATP 為燃料,沿著軸突的微管軌道移動。本質上,攜帶含有神經遞質的囊泡的驅動蛋白例如會“行走”到微管的正端,從而到達軸突末梢。

軸突末梢

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軸突(及其側支)最終將在突觸處以軸突末梢的形式終止。在突觸處,軸突末梢與另一個細胞的樹突(或胞體)連線。終止於其他細胞的軸突被稱為“支配”這些細胞。位於軸突末梢突觸中的細胞膜區域具有更高的蛋白質濃度。

稍後將詳細介紹突觸,但突觸是細胞之間資訊傳遞的部位,以神經遞質(蛋白質)的形式,神經遞質從突觸的一個細胞(突觸是兩個細胞之間的連線)中釋放出來,並被另一個細胞識別。資訊的傳遞方向決定了賦予側面的標籤。釋放 ntr(神經遞質)的突觸側被稱為突觸前,接收 ntr 的側被稱為突觸後。

神經元會伸出樹突,樹突從胞體分支出來,形狀類似於樹。與軸突一樣,樹突的功能是傳遞資訊,但它們不是傳遞資訊,而是接收資訊。樹突膜通常具有許多(數千個)突觸,表明它從許多其他細胞接收資訊。軸突在突觸中是突觸前的,而樹突膜被稱為突觸後的。在這個突觸後膜上,有許多蛋白質充當神經遞質的受體(將門上的鎖視為受體,將神經遞質視為鑰匙)。


神經元型別

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細胞通常根據與所討論主題最相關的特徵進行分類。

按極性

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細胞可以根據突起的數量來區分:單極細胞和雙極細胞分別具有一個和兩個突起,多極細胞具有許多突起。極性可以透過觀察高爾基染色來確定(對大腦切片進行染色,使單個細胞突出顯示)。

按形狀

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在大腦皮層中,大多數細胞可以被歸類為星形或錐體形,因為它們的樹突結構讓人聯想到星星(星形)或金字塔(錐體形)。

按連線

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神經元還可以根據它們在神經系統中建立的連線來進行分類。將感覺資訊從身體其他部位傳遞到大腦的神經元是初級感覺神經元,與肌肉突觸的神經元是運動神經元。中間神經元將一個神經元連線到另一個神經元。

按功能使用的神經遞質

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另一個重要的分類是基於特定神經元或神經元系統使用的神經遞質。例如,運動神經元使用乙醯膽鹼傳遞運動衝動,這些神經元被稱為膽鹼能神經元。

非神經元細胞

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神經膠質細胞

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神經膠質細胞被認為是為神經元提供功能環境的細胞。存在多種型別的神經膠質細胞,每種都在神經系統中發揮高度專業化的作用。

星形膠質細胞:這種星形細胞佔據了大腦中除血管或神經元以外的大部分體積。星形膠質細胞的重要功能是調節細胞外各種離子的濃度。

施萬細胞:施萬細胞是為周圍神經系統神經元軸突提供髓鞘的細胞。它們的中央神經系統等同物是少突膠質細胞。施萬細胞覆蓋髓鞘,就像棉花糖放在棍子上一樣,直接分泌螺旋形的髓鞘層到軸突表面。施萬細胞有一個薄的、保護性的外層覆蓋物,稱為神經膜。髓鞘和覆蓋它們的施萬細胞之間的空間稱為郎飛結。施萬細胞只存在於周圍神經系統。

少突膠質細胞:少突膠質細胞是為中央神經系統神經元軸突提供髓鞘的細胞。它們的周圍神經系統等同物是施萬細胞。施萬細胞和少突膠質細胞的主要區別在於,一個施萬細胞只能為軸突的一小部分提供髓鞘,而一個少突膠質細胞可以為軸突的許多部分,甚至多個軸突提供髓鞘。

室管膜細胞:室管膜細胞是小的、有纖毛的上皮細胞,排列在中央神經系統神經器官的空腔內,並透過纖毛的運動幫助移動腦脊液。

小膠質細胞:中央神經系統中小的、帶有尖刺的細胞,像星形膠質細胞一樣支援神經元,但可以轉化為吞噬細胞,幫助清除中央神經系統,因為免疫系統細胞不被允許進入中央神經系統。

衛星細胞:非常小的細胞,為神經元胞體提供外部覆蓋。它們的功能尚不清楚。

詞彙表

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