(完整)脑损伤修复与再生ppt.ppt
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1、(完整)脑损伤修复与再生ppt张吉强神经生物教研室 Tel:752232第十一章第十一章 神经损伤与再生神经损伤与再生 Nerve Injury and RegenerationNerve Injury and Regeneration神经损伤后神经元胞体反应神经损伤后神经元胞体反应外周神经损伤后轴突溃变与再生外周神经损伤后轴突溃变与再生胶质细胞对中枢神经系统再生的影响胶质细胞对中枢神经系统再生的影响中枢神经系统损伤后再生困难的原因中枢神经系统损伤后再生困难的原因中枢神经系统损伤后的修复策略中枢神经系统损伤后的修复策略轴突损伤后影响神经元死亡或存活的因素轴突损伤后影响神经元死亡或存活的因素神经
2、干细胞在脊髓损伤修复中的应用前景神经干细胞在脊髓损伤修复中的应用前景掌掌 握握理理 解解了了 解解教学目标与要求教学目标与要求20062006级临床医学八年制级临床医学八年制神经损伤后神经元胞体及轴突的反应神经损伤后神经元胞体及轴突的反应胶质细胞对中枢神经系统再生的影响胶质细胞对中枢神经系统再生的影响胶质细胞对中枢神经系统再生的影响胶质细胞对中枢神经系统再生的影响教学对象:教学对象:教学重点:教学重点:教学难点:教学难点:使用教材:使用教材:医学神经生物学基础医学神经生物学基础,阮怀珍、蔡文琴主编,阮怀珍、蔡文琴主编参考资料:参考资料:神经生物学神经生物学-从神经元到脑从神经元到脑,杨雄里等译
3、,杨雄里等译神经科学基础神经科学基础,李继硕主编,李继硕主编网络信息资源:网络信息资源:1.教研室网站教研室网站 http:/202.202.224.149/2.军队院校网络教学应用系统军队院校网络教学应用系统http:/192.168.10.21/mta/VirClass/VMList.htm00Contents一、一、PNSPNS损伤后的胞体反应损伤后的胞体反应二、轴突对损伤的反应二、轴突对损伤的反应三、中枢神经系统损伤三、中枢神经系统损伤 四、神经再生四、神经再生五、胶质细胞对五、胶质细胞对CNSCNS再生的影响再生的影响六、脊髓损伤的治疗策略六、脊髓损伤的治疗策略神经系统损伤后:神经系
4、统损伤后:受损轴突远端发生溃变受损轴突远端发生溃变 近端轴突发芽近端轴突发芽 损伤区周围的胶质细胞增多损伤区周围的胶质细胞增多 巨噬细胞向损伤处迁移巨噬细胞向损伤处迁移 神经元形态、生化及代谢变化神经元形态、生化及代谢变化 Overview:基本的损伤反应:基本的损伤反应(一)轴突损伤后神经元(一)轴突损伤后神经元 形态和功能的改变形态和功能的改变一、一、PNS损伤后的胞体反应损伤后的胞体反应1 1.形态学改变形态学改变急性期反应特征:急性期反应特征:(CNS、PNS相似相似)(逆行性反应逆行性反应-虎斑溶解虎斑溶解)*尼氏体分散、消失尼氏体分散、消失*染色质溶解染色质溶解*细胞核偏移细胞核偏
5、移*细胞体肿胀细胞体肿胀*突触末梢的减少突触末梢的减少normalinjured(1)神经元化学标志物的变化)神经元化学标志物的变化氧代谢率升高,代谢酶上调氧代谢率升高,代谢酶上调微管相关蛋白微管相关蛋白(MAP)、生长相关蛋白、生长相关蛋白(GAP-43)和和P75NTR表达增多表达增多神经肽、神经递质、酶的表达变化神经肽、神经递质、酶的表达变化 甘丙肽(甘丙肽(galanin)、血管活性肠肽()、血管活性肠肽(VIP)P物质(物质(SP)、神经肽)、神经肽Y(NPY)、胆碱乙酰化酶)、胆碱乙酰化酶(2)电生理学变化)电生理学变化大多数轴突损伤的神经元大多数轴突损伤的神经元-电活动的增强,再
6、生恢复电活动的增强,再生恢复2.2.轴突损伤后影响神经元死亡或存活的因素轴突损伤后影响神经元死亡或存活的因素多数情况下,具有共多数情况下,具有共同的形态、功能、投同的形态、功能、投射或发育特征的神经射或发育特征的神经元轴突损伤后有相似元轴突损伤后有相似的胞体反应的胞体反应(1)神经元类型)神经元类型(2)动物的年龄)动物的年龄相同的神经元群在动物的不同年龄段对轴突损伤相同的神经元群在动物的不同年龄段对轴突损伤的反应性不相同的反应性不相同 出生后早期几天是运动神经元的易损期出生后早期几天是运动神经元的易损期AdultBaby(3)轴突延伸的环境)轴突延伸的环境外周神经轴突损伤后神外周神经轴突损伤
7、后神经元多存活,条件适宜经元多存活,条件适宜时神经可以再生时神经可以再生成年动物中枢神经系成年动物中枢神经系统神经元轴突损伤后统神经元轴突损伤后神经元常死亡神经元常死亡(4)从损伤区到神经元胞体的距离)从损伤区到神经元胞体的距离轴突损伤部位与神经元胞体间的距离轴突损伤部位与神经元胞体间的距离:损伤部位越损伤部位越靠近胞体,变性坏死的神经元越多,变性的速度靠近胞体,变性坏死的神经元越多,变性的速度越快越快神经轴突的侧支的位置与数量神经轴突的侧支的位置与数量:脊髓损伤后损伤轴突的逆行变脊髓损伤后损伤轴突的逆行变性止于轴突的第一个有效侧支,性止于轴突的第一个有效侧支,当该轴突无有效侧支时,变性当该轴
8、突无有效侧支时,变性继续到神经元胞体继续到神经元胞体(5)神经元兴奋性)神经元兴奋性神经元保持适宜的兴奋性,可促进其在轴突损神经元保持适宜的兴奋性,可促进其在轴突损伤后的存活伤后的存活在药物诱发的低血钠条在药物诱发的低血钠条件下,轴突切断后几乎件下,轴突切断后几乎所有的加压素类神经元所有的加压素类神经元均死亡,提示降低神经均死亡,提示降低神经元的活动性可能加重神元的活动性可能加重神经元对轴突损伤后神经经元对轴突损伤后神经元死亡的易感性。元死亡的易感性。二、神经轴突对损伤的反应二、神经轴突对损伤的反应 DegenerationDegeneration:轴突溃变:轴突溃变Intact axons
9、in PNS and CNS1.损伤远端轴突反应损伤远端轴突反应瓦勒氏瓦勒氏(Waller)变性变性轴突变性轴突变性髓鞘的崩解、髓鞘的崩解、分离;脂滴球分离;脂滴球周围的细胞吞噬:周围的细胞吞噬:Ast.Microglia,Macrophage 3-10 Days清净清净Waller在距今在距今150年前,首次发现和记录年前,首次发现和记录(2)巨噬细胞分泌的一些物质如NGF、NT-3、血小板因子、IL-2等其促进轴突再生,表明炎性细胞分泌适量的活性物质可促进轴突再生。缺血半影区(缺血半暗带):位于中心不可逆梗死灶周围经过再灌注可以恢复正常的脑缺血区域少突胶质细胞抑制性分子军队院校网络教学应用
10、系统Spinal Cord InjuryBrain and spinal cord injury钙依赖性蛋白酶(calpain)轴突损伤部位与神经元胞体间的距离:损伤部位越靠近胞体,变性坏死的神经元越多,变性的速度越快中枢神经系统损伤再生困难的原因是什么?神经损伤后神经元胞体及轴突的反应轴突损伤区新的大分子物质逆向转运是引起神(2)各亚型C末端高度相似,含有66个氨基酸残(3)损伤局部非神经元细胞信号组织移植:周围神经,胎儿神经组织小胶质细胞、少突胶质细胞、星型胶质细胞轴突损伤后影响神经元死亡或存活的因素1、提供再生轴突延伸的支架 中期促进再生:诱导损伤轴突再生,替代损失的神经元,促进髓鞘再生
11、;(1)数个鞘髓郎飞氏结崩解)数个鞘髓郎飞氏结崩解(2)近端轴突的断端坏死,出芽,生长锥形成)近端轴突的断端坏死,出芽,生长锥形成(3)吞噬细胞吞噬消化残留的坏死轴突)吞噬细胞吞噬消化残留的坏死轴突2.损伤近端轴突反应损伤近端轴突反应神经丝神经丝(neurofilament)血影蛋白血影蛋白(spectrin)微管相关蛋白(微管相关蛋白(MAPs)其它细胞骨架成分其它细胞骨架成分崩解崩解钙依赖性蛋白酶钙依赖性蛋白酶(calpain)3.损伤后轴突细胞骨架的变化损伤后轴突细胞骨架的变化轴突断端钙内流激活蛋白酶,使轴突骨架去组装轴突断端钙内流激活蛋白酶,使轴突骨架去组装三、中枢神经系统损伤三、中枢
12、神经系统损伤 Brain and spinal cord injury 脑创伤脑创伤(Brain damage)炎症炎症(Inflammation)缺血、缺氧所致损伤缺血、缺氧所致损伤 (Hypohemia and Hypoxia injury)基本病变特征基本病变特征 胞体:肿胀、虎斑溶介,核偏位,死亡或复苏胞体:肿胀、虎斑溶介,核偏位,死亡或复苏 Waller degeneration Macrophage 增殖、吞噬、清除增殖、吞噬、清除清除慢,清除慢,2wOlig.Ast.胶质瘢痕胶质瘢痕(1)髓鞘形成细胞不同:雪旺氏细胞)髓鞘形成细胞不同:雪旺氏细胞 vs 少突胶质细少突胶质细胞胞(
13、2)CNS中巨噬细胞的募集及清除作用不及中巨噬细胞的募集及清除作用不及PNS(3)CNS中小胶质细胞向吞噬细胞转变的延迟中小胶质细胞向吞噬细胞转变的延迟(4)跨神经元变性跨神经元变性(5)继发性)继发性CNS损伤损伤(Secondary injury)1、轴突损伤反应中枢与外周的差异、轴突损伤反应中枢与外周的差异2、跨神经元变性、跨神经元变性 周围神经元变性仅限于受损神经元,不累及下一周围神经元变性仅限于受损神经元,不累及下一个神经元;而个神经元;而CNS受损可跨越突触引起与之接触受损可跨越突触引起与之接触的下一个神经元变性。称为跨神经元或跨突触变的下一个神经元变性。称为跨神经元或跨突触变性(
14、性(Transynaptic Degeneration)顺顺行性跨神行性跨神经经元元变变性性逆行性跨神逆行性跨神经经元元变变性性损损害害中枢神经元轴突受损后的跨神经元变性中枢神经元轴突受损后的跨神经元变性3、CNS继发性损伤继发性损伤延迟性轴突损伤延迟性轴突损伤半影区Centre Region半影区半影区(Penumbra zone)缺血半影区(缺血半影区(缺血半暗带缺血半暗带):位于中心不可逆梗死灶周围经):位于中心不可逆梗死灶周围经过再灌注可以恢复正常的脑缺血区域过再灌注可以恢复正常的脑缺血区域 4 4、轴突损伤引起的神经元分子转导变化、轴突损伤引起的神经元分子转导变化(1)靶源性物质的丧
15、失)靶源性物质的丧失 靶源性生长因子提供逆行性信号丧失靶源性生长因子提供逆行性信号丧失(2)轴突损伤区大分子物质的逆行性转运)轴突损伤区大分子物质的逆行性转运 轴突损伤区新的大分子物质逆向转运是引起神轴突损伤区新的大分子物质逆向转运是引起神 经元胞体变化的原因经元胞体变化的原因(3)损伤局部非神经元细胞信号)损伤局部非神经元细胞信号 反应性胶质细胞可产生不同类型的生长因子和反应性胶质细胞可产生不同类型的生长因子和 细胞因子细胞因子Summary of the 1st PartInjury caused degeneration of the CNS and PNS Cell body:核偏位:
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