神經(jīng)元細胞結(jié)構(gòu)刨析

• 一、簡要功能組件
• 二、 神經(jīng)元內(nèi)部的成分分析
• • 細胞核
  • 軸突
  • 樹突
  • 突觸
  • 線粒體
  • 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
  • 其他
• 三、神經(jīng)元信號分類
• • 電信號
  • 化學信號
• 四、神經(jīng)膠質(zhì)
• • 星形膠質(zhì)細胞
  • 少突膠質(zhì)細胞
• 五、神經(jīng)細胞骨架
• • 神經(jīng)微絲
  • 微管
  • 軸漿運輸
• 六、神經(jīng)元的電特性
• • 離子通道：電信號傳導的基礎(chǔ)
  • 動作電位
  • 頻率編碼
  • 被動擴散和動作電位
  • 動作電位沿著有髓軸突進行跳躍傳導

一、簡要功能組件

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二、 神經(jīng)元內(nèi)部的成分分析

細胞核

細胞核含有遺傳性物質(zhì)DNA神經(jīng)元中染色體DNA和機體中其他細胞的染色體DNA是相同的。盡管染色體和其他細胞中的并無不同。但基因的調(diào)節(jié)方式是獨特的可合成神經(jīng)元所獨有的蛋白類型。

軸突

發(fā)自神經(jīng)元胞體的千細管狀突起，在終止前可延伸長達數(shù)微米到數(shù)米的距離。軸突胞漿膜上的特異性蛋白殼是電信號沿軸突長軸快速傳導，即從細胞體到軸突終末軸突發(fā)自神經(jīng)元胞體上的一個被稱為軸丘的部位。軸突的直徑在其全長中幾乎不改變。其形狀和樹突一樣，都是由細胞骨架構(gòu)成和維持的。細胞骨架存在于所有細胞，但在形狀特殊的細胞如神經(jīng)元中顯示出一些獨特的性質(zhì)。

軸突的長度其實有大有小的。它存在跨軸突膜的電壓差，信息在軸突中是以此電壓差迅速改變的形式進行運載的。有幾種稱呼：神經(jīng)沖動，峰電位，動作電位。

樹突

作為神經(jīng)元的突起，它比軸突要粗和短，腸有多重的分支，形成致密的凸起網(wǎng)，此網(wǎng)被稱為樹突樹。此外，樹突的細胞骨架和軸突也不一樣，樹突長發(fā)自神經(jīng)元的胞體，但在無脊椎動物的一些神經(jīng)元，它可自發(fā)自軸突的近端。和軸突一樣，樹突的胞漿膜也含有一些特殊的蛋白質(zhì)，它們使速突能執(zhí)行其既定的功能。這些特殊的蛋白質(zhì)能特異化。屬兔的胞漿膜使樹突能接受和整合來自其他神經(jīng)細胞。和從包體其他部位傳來的信息。然而，樹突的功能并不只局限于接受信息，一些樹突和軸突一樣能傳導電信號。在許多神經(jīng)元中，信息的傳入和傳出都通過一同一群樹突樣細小突起進行。

突觸

信息從神經(jīng)系統(tǒng)的一個部位傳導至其他部位產(chǎn)生的細胞間通訊是神經(jīng)系統(tǒng)的基本功能。正是信息的傳遞，使腦有別于其他器官。也就不奇怪，神經(jīng)元會進化出獨有的高度特異化的結(jié)構(gòu)。突觸。去完成這個任務(wù)。化學性突。觸和電突觸的特性。盡管化學和電突觸都有介導細胞間的信息轉(zhuǎn)換，但介導的機制是非常不同的考慮區(qū)分可能承擔不同功能的兩種突出的特點是有意義的。

線粒體

神經(jīng)元細胞體內(nèi)。含有線粒體供應(yīng)細胞能量四時尚應(yīng)為維持對神經(jīng)信號傳導所必需的細胞。內(nèi)外離子梯度需要大量的能量，所以神經(jīng)元內(nèi)線粒體含量特別豐富。核糖體負責嵌入細胞膜內(nèi)和用于合成分泌的蛋白質(zhì)。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

核糖體負責嵌入細胞膜內(nèi)核，用于合成分泌的蛋白質(zhì)。它們位于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜性囊上。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)長在神經(jīng)元細胞核的周圍不尋常的聚集。形成了尼氏體的特殊結(jié)構(gòu)。

其他

其他結(jié)構(gòu)包括滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復合體…

三、神經(jīng)元信號分類

神經(jīng)元間的信號傳導特點是突觸的信號傳導有兩種：電信號與化學信號

電信號

• 信號傳播是雙向性的
• 無前后區(qū)別
• 傳遞速度快
• 神經(jīng)元之間的電活動節(jié)奏整齊同步

化學信號

• 信號傳播是單向性
• 突觸有前后區(qū)別
• 化學信號的傳導與響應(yīng)有1ms以上的延遲，但是反應(yīng)時間，持續(xù)性較長。

四、神經(jīng)膠質(zhì)

星形膠質(zhì)細胞

星形膠質(zhì)細胞具有形狀的外形，從細胞體上生出大量的觸角。

少突膠質(zhì)細胞

與星形膠質(zhì)細胞相比，觸角比較短，但分支比較多。

• 形成包繞軸突的髓鞘
• 攝取緩沖細胞外離子
• 清除死亡的神經(jīng)元
• 影響運動功能
• 結(jié)構(gòu)支架
• 神經(jīng)元遷移
• 軸突生長

五、神經(jīng)細胞骨架

神經(jīng)微絲

他們是直徑約10nm的長細絲，有肌動蛋白和肌球蛋白組成。微絲以高度有序的結(jié)構(gòu)存在。相互作用產(chǎn)生肌肉收縮。粗細介于肌動蛋白微絲（5nm）和微管（20nm）之間。由于這個原因，他們自然也被列入細胞骨架的一般成分。

微管

微管在不同細胞中有不同的功能。他們在細胞移動中起著重要的作用。是有絲分裂紡錘體的主要成分。它是參與細胞分裂時的細胞器，也是軸突和樹突中的主要成分。和其他微絲一樣，他們是多聚體結(jié)構(gòu)，由大量的兩種大小相似為50kDa的蛋白組成，分別是：α微管蛋白，β微管蛋白。
微管蛋白多聚化形成微管依賴于核苷酸GTP，和對多菊花有促進作用的微管相關(guān)蛋白，MAPs還有助于將微管定位于細胞膜或其他細胞骨架成份上。

軸漿運輸

神經(jīng)元已經(jīng)進化出一系列精致的，被統(tǒng)稱為軸漿運輸?shù)倪\輸系統(tǒng)。他的運輸系統(tǒng)被高度特異化了。因為在沒有主動運輸過程下，一個典型的蛋白質(zhì)從胞體被動擴散移向末端時，每移動1cm大約需要10天。

其中有幾種運輸工具：分子馬達，運動蛋白

六、神經(jīng)元的電特性

神經(jīng)元和其他細胞一樣，有跨細胞膜的電壓差。跨膜傳導電壓的迅速變化。稱為動作電位

離子通道：電信號傳導的基礎(chǔ)

神經(jīng)元與其他細胞一樣存在膜電位。膜電位是由于膜兩側(cè)通過離子所攜帶電荷的不均勻分布所引起的。膜的通透性稱為離子通道。

膜電位分三檔：

去極化（往正電荷方向）

靜息電位（ -40mV ~ -90mV ）

超極化（往負電荷方向）

膜的等效電路可以看作是一個電阻與電容并聯(lián):

• 跨膜電壓定義為：$V_m$
• 膜的電阻定義為：$R_m$
• 膜的電容定義為：$C_m$

所以電壓變化的速率時注入電流（$I$）和電容兩者的函數(shù)：$dV/dt=I/C_m$
因為電壓的變化不可能立刻發(fā)生，需要由膜的時間常數(shù) $\tau$ 所決定：$\tau =R_m{C}_m$
電壓變化幅度（$V_t$）隨著時間（$t$）呈指數(shù)性改變：$V_t=V_{new}?(V_{new}?V_{old})e^{?t/\tau }$

動作電位

電刺激會有一個閾值，超過閾值就會產(chǎn)生尖峰電壓輸出的反應(yīng)。不同細胞會有一個不同的潛伏期。
具體順序是：

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頻率編碼

如果是持續(xù)刺激的話，則為

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被動擴散和動作電位

我們前面討論的內(nèi)容，都是屬于軸突中的一個點上膜電位的局部變化。但是我們也強調(diào)了軸突對于信息從神經(jīng)元的一個部分傳播到另一部分是專門化的。現(xiàn)在要問神經(jīng)沖動是如何沿軸突從刺激點擴散的呢？

電壓，在軸突上會按照距離的變化而呈指數(shù)衰減。這種現(xiàn)象稱之為被動擴散。電壓衰減的程度取決于膜的空間常數(shù) $\lambda$ 空間常數(shù)定義為。電壓變化下降到其開始值的 $1/e$ 的距離。在某一距離$d$上的電壓$V_d$可以按 $0$ 距離上的電壓 $V_0$和空間常數(shù)來描述：

$$V_d=V_0{e}^{?d/\lambda }$$

不同軸突的空間常數(shù)可以有顯著的變化。它取決于軸托的直徑和軸脫膜的分子特征。

當電壓超過閾值的時候。去極化作用自然又發(fā)出很大的電壓變化及動作電位。當動作電位沿著軸突擴散時，這個很大的電壓變化具有衰減現(xiàn)象。
軸突信息的傳輸現(xiàn)將能使動作電位攜帶的信息精確如實地從神經(jīng)元的一個部位傳到另一個部位的軸。突膜的若干重要特征概括如下。：
（一）軸突膜存在著產(chǎn)生動作電位的閾值，以保證膜電位中小的隨機的變異不被誤解為有意義的信息。
（二）全或無定律確保一旦產(chǎn)生了動作電位便永遠是完全的。以使信息沿著此途徑丟失的可能性減少到最低限度。
（三）強度潛伏期相互關(guān)系和不應(yīng)期與與之一起，使信息能以頻率密碼的形式進行編碼。
（四）被動擴散現(xiàn)象，它只是由軸突膜的電纜樣性質(zhì)所產(chǎn)生的。允許動作電位沿著軸突傳播核實信息在神經(jīng)元內(nèi)進行長距離的轉(zhuǎn)移。萬能萬能。

動作電位沿著有髓軸突進行跳躍傳導

動作電位沿著軸突傳播的速度一定程度上是由髓鞘形成所決定的。這種現(xiàn)象是由于隨燒是作為極好的電絕緣體而起作用的緣故。隨燒是由大量纏繞在軸突上的神經(jīng)膠質(zhì)細胞膜層組成的。軸突和髓鞘之間的空間沒有含離子的細胞外液，也沒有電流在隨鞘形成的區(qū)域中跨軸突膜進行流動。動作電位去極化作用沿著油水部分的被動擴散，能夠引起鄰近的節(jié)。超過閾值允許動作電位沿著軸突從結(jié)到結(jié)進行跳躍傳導。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的神经元细胞结构刨析（持续更新）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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