【摘要】由於髓鞘的存在,腦才能以有限的空間配置極複雜的結構,並以最少的能量做快速的訊號傳遞。 【摘要】由于髓鞘的存在,脑才能以有限的空间配置极复杂的结构,并以最少的能量做快速的讯号传递。
神經元的構造大致可分為細胞體、樹突及軸突(見圖一)。神经元的构造大致可分为细胞体、树突及轴突(见图一)。 在顯微鏡下,我們可以看見軸突外包有一層白色的膜,這層膜就是髓鞘。在显微镜下,我们可以看见轴突外包有一层白色的膜,这层膜就是髓鞘。 這個名詞,是德國病理學家維周(R.Virchow)根據希臘字myelós(髓)在1864年取的。这个名词,是德国病理学家维周(R.Virchow)根据希腊字myelós(髓)在1864年取的。 河南省中医院小儿脑病康复科程书卿
今天,我們對髓鞘的功能已有相當的了解:它能有效的增加神經訊號的傳導速率。今天,我们对髓鞘的功能已有相当的了解:它能有效的增加神经讯号的传导速率。 一般來說,在沒有髓鞘的神經,訊號的傳導速率與軸突直徑的平方根成正比。一般来说,在没有髓鞘的神经,讯号的传导速率与轴突直径的平方根成正比。 也就是說,如果訊號速率增加一倍則軸突直徑要成為原來的4倍。也就是说,如果讯号速率增加一倍则轴突直径要成为原来的4倍。 但是,在有髓鞘的軸突上,其直徑只要增為原來的2倍即可達到相同的效果。但是,在有髓鞘的轴突上,其直径只要增为原来的2倍即可达到相同的效果。 以人體為例,在體溫(37℃)時,要達到每秒100公尺的訊號傳導速率,對具有髓鞘的神經言,其直徑如果是20微米,裸露的神經則需好幾公尺才能達到相同的效果。以人体为例,在体温(37℃)时,要达到每秒100公尺的讯号传导速率,对具有髓鞘的神经言,其直径如果是20微米,裸露的神经则需好几公尺才能达到相同的效果。 因此在節省空間的功能上,髓鞘具有相當的重要性。因此在节省空间的功能上,髓鞘具有相当的重要性。 同樣的,在節省能量上,也不可忽視。同样的,在节省能量上,也不可忽视。 以青蛙周邊神經而言,直徑12微米具有髓鞘的軸突,與不具髓鞘直徑500微米的軸突相比,兩者以相同速率(25公尺/秒)傳遞訊號所消耗的能量,後者為前者的5000倍。以青蛙周边神经而言,直径12微米具有髓鞘的轴突,与不具髓鞘直径500微米的轴突相比,两者以相同速率(25公尺/秒)传递讯号所消耗的能量,后者为前者的5000倍。 因此,單就空間與能量的限制來說,對人體如此複雜的神經系統來說,若非髓鞘的存在,是不可能完成其功能的。因此,单就空间与能量的限制来说,对人体如此复杂的神经系统来说,若非髓鞘的存在,是不可能完成其功能的。 所以,如果髓鞘發生損壞或產生髓鞘的細胞發生病變,便會造成疾病,如多發性硬化症(multiple sclerosis)等。所以,如果髓鞘发生损坏或产生髓鞘的细胞发生病变,便会造成疾病,如多发性硬化症(multiple sclerosis)等。
神經訊號的傳導神经讯号的传导
為什么髓鞘能使神經訊號傳遞得較為迅速呢?为什么髓鞘能使神经讯号传递得较为迅速呢? 就整個神經元來說,它能使細胞內維持一定濃度的鉀離子,而將鈉離子排出,因此使細胞膜內外維持一定的電位差。就整个神经元来说,它能使细胞内维持一定浓度的钾离子,而将钠离子排出,因此使细胞膜内外维持一定的电位差。 當某種刺激作用於細胞膜時,受激住置會暫時失去其阻隔性,而使鉀離子向細胞外流出,而細胞外的鈉離子進入細胞內,這樣該區域的電位差便會暫時下降,但會很快的又回復原來的狀況。当某种刺激作用于细胞膜时,受激住置会暂时失去其阻隔性,而使钾离子向细胞外流出,而细胞外的钠离子进入细胞内,这样该区域的电位差便会暂时下降,但会很快的又回复原来的状况。 如果這種變化大到某種程度,變化便沿著軸突向外傳遞,這就是所謂「神經脈衝」(見圖二),也就是神經訊號傳遞的本質。如果这种变化大到某种程度,变化便沿着轴突向外传递,这就是所谓「神经脉冲」(见图二),也就是神经讯号传递的本质。 但在有髓鞘的軸突上,此種變化的方式略有不同。但在有髓鞘的轴突上,此种变化的方式略有不同。 原來,髓鞘並非將整個軸突包圍起來,有些部位仍然裸露在外(見圖一),這種沒有髓鞘的位置稱為藍氏結(Ranvier node)。原来,髓鞘并非将整个轴突包围起来,有些部位仍然裸露在外(见图一),这种没有髓鞘的位置称为蓝氏结(Ranvier node)。 當神經受刺激時,因髓鞘是脂質所構成,電阻很高,上述的電位變化不再能通過髓鞘包圍的區域,而只能在藍氏結的位置發生。当神经受刺激时,因髓鞘是脂质所构成,电阻很高,上述的电位变化不再能通过髓鞘包围的区域,而只能在蓝氏结的位置发生。 此時,訊號傳遞的方式便以感應電流的方式進行,而在藍氏結間跳躍過去,故稱為「跳躍傳導」。此时,讯号传递的方式便以感应电流的方式进行,而在蓝氏结间跳跃过去,故称为「跳跃传导」。 依此方式,而能節省了許多傳遞的時間,這就是為什麼有髓鞘神經訊號傳遞這麼快的原因了。依此方式,而能节省了许多传递的时间,这就是为什么有髓鞘神经讯号传递这么快的原因了。
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髓鞘的形成髓鞘的形成
1954年哈佛醫學院的哲倫(BBGeren)發表了一張電子顯微鏡的照片,顯示髓鞘並非神經元的分泌物,而是由一種稱為「許氏細胞」的細胞外膜所形成的。 1954年哈佛医学院的哲伦(BBGeren)发表了一张电子显微镜的照片,显示髓鞘并非神经元的分泌物,而是由一种称为「许氏细胞」的细胞外膜所形成的。 因此就周邊神經系統言,許氏細胞是與軸突並行排列的,以其細胞外膜將軸突緊緊的纏繞起來形成髓鞘(見圖三)。因此就周边神经系统言,许氏细胞是与轴突并行排列的,以其细胞外膜将轴突紧紧的缠绕起来形成髓鞘(见图三)。 在腦中,體鞘的形成則是由一種稱為寡樹神經膠質細胞(oligodendroglial cell,簡稱膠質細胞)所形成,每一個此種細胞可以生出好幾片髓鞘來纏繞軸突。在脑中,体鞘的形成则是由一种称为寡树神经胶质细胞(oligodendroglial cell,简称胶质细胞)所形成,每一个此种细胞可以生出好几片髓鞘来缠绕轴突。
與一般細胞外膜的成分相比較,髓鞘所含的脂質相當多,由於此種高濃度的脂質成分,使它能隔絕水分及溶於水中的鉀離子與鈉離子,而發揮它為神經線路的絕緣功能。与一般细胞外膜的成分相比较,髓鞘所含的脂质相当多,由于此种高浓度的脂质成分,使它能隔绝水分及溶于水中的钾离子与钠离子,而发挥它为神经线路的绝缘功能。 這些組成脂質中以腦醣这些组成脂质中以脑糖 為最多,其他則為膽固醇類、磷脂類。为最多,其他则为胆固醇类、磷脂类。 髓鞘的蛋白質則比一般細胞外膜少。髓鞘的蛋白质则比一般细胞外膜少。 其中最缺乏的是一些能幫助離子穿透過細胞膜上脂肪層的蛋白質,這也說明了為什麼髓鞘具有不使離子穿透的特性。其中最缺乏的是一些能帮助离子穿透过细胞膜上脂肪层的蛋白质,这也说明了为什么髓鞘具有不使离子穿透的特性。
目前,我們已知道周邊神經系統的髓鞘纏繞作用在幼兒時期仍然不斷的進行。目前,我们已知道周边神经系统的髓鞘缠绕作用在幼儿时期仍然不断的进行。 但就整體來說,嬰兒出世前已大部分完成了。但就整体来说,婴儿出世前已大部分完成了。 可是腦與脊髓則不然,嬰兒出世時纏繞作用並未進行多少,至於何時才完全完成及其作用的機制則尚不甚明瞭。可是脑与脊髓则不然,婴儿出世时缠绕作用并未进行多少,至于何时才完全完成及其作用的机制则尚不甚明了。 目前只知道纏繞作用在不同時期在不同的區域進行,且每個區域均需花費好幾個月。目前只知道缠绕作用在不同时期在不同的区域进行,且每个区域均需花费好几个月。 在這段時間裏,每個膠原細胞每天合成的髓鞘是它自身重量的好幾倍,由於腦部的髓鞘很難修補,且膠原細胞不具有再生力,如果在這段生長時期,營養不良或食物中缺乏必需營養成分,嚴重時會造成不可彌補的永久傷害。在这段时间里,每个胶原细胞每天合成的髓鞘是它自身重量的好几倍,由于脑部的髓鞘很难修补,且胶原细胞不具有再生力,如果在这段生长时期, 营养不良或食物中缺乏必需营养成分,严重时会造成不可弥补的永久伤害。返回搜狐,查看更多