神經細胞為什麼那麼容易死?
都說腦部只要缺氧幾分鐘人就掛了,沒有血液和氧氣的供應,神經細胞撐不住幾分鐘。
但在缺氧的這段時間內,到底都發生了什麼?神經細胞是如何一步一步地死掉的?雖然我知道神經細胞對能量的消耗量很大,但也不能理解他們為什麼死地這麼快。難道不能在沒有能量供應的時候先休息會兒,停止工作,等能量供應上了再重啟么?
這個問題很好,因為研究缺氧導致神經細胞死亡的機制,對於治療中風很重要。
謝謝 @華沙 和題主 @就不用真名 邀請。
神經細胞特別怕缺氧,主要是由於它們的電生理特性導致缺氧時會「短路」。
之前回答過一個挺可愛的問題:神經元過度緊張會斷裂嗎? 大腦某處過度興奮長時間地,會發熱、受損 甚至撕裂嗎?
簡單來說,過度興奮=持續放電=大量鈣離子進入細胞。
缺氧雖然聽起來和過度興奮相反(缺少能量怎麼會反而過度興奮?!),但最終造成細胞死亡的是同一個原理。
神經細胞在正常工作時會主動維持負電位差,即細胞膜內電位低於膜外電位。這是由細胞膜表面的鈉鉀離子泵實現的:通過消耗ATP保存的能量,將膜內的鈉離子Na+主動運輸到膜外,並將膜外的鉀離子K+主動運回膜內。
如上圖所示,膜內鈉離子濃度&<膜外,膜內鉀離子濃度&>膜外。這一運輸過程是每3個鈉離子對應2個鉀離子,等價於向外運輸一個正電荷,故能使膜內電位下降。
缺氧時,由於神經細胞依賴有氧呼吸獲取能量,離子泵會迅速停止工作,這就導致(由於上述濃度差)鈉離子內流和鉀離子外流,膜內電位迅速上升。
當神經細胞膜內電位上升時(即去極化)會釋放神經遞質。大量刺激性神經細胞會釋放谷氨酸,刺激下游細胞進一步去極化。這就形成大量細胞不斷去極化和釋放神經遞質的正反饋。特別地,谷氨酸的一種受體N-甲基-D-天冬氨酸受體 (NMDAR) 會將膜外鈣離子運輸到細胞中。高濃度的鈣離子會破化細胞內正常的信號通路並導致細胞死亡。這一過程被稱為興奮性毒性(excitotoxicity)。
中風是腦中局部供血不足而造成的神經組織損傷,如果我們可以避免 NMDA 受體活動帶來的一系列後果,就可能在中風發生後阻斷神經損傷了。有很多這方面的臨床實驗,目前似乎還沒有找到很好的藥物。但我相信隨著對疾病機制的不斷闡明,中風不是不可戰勝的~
擴展閱讀
早期的動物實驗表明 NMDA 阻斷可能治療中風:Blockade of N-methyl-D-aspartate receptors may protect against ischemic damage in the brain.
中風和興奮性毒性機制的近期綜述:Pathogenic mechanisms following ischemic stroke
其實神經細胞並不比其它細胞更容易死,按壽命說還是壽命最長的之一..問題在於神經細胞很難再生,特別是中樞神經細胞,幾乎不可再生.所以一旦死了就沒有替代者了.其它細胞比如表皮細胞幾乎天天死時時死,但由於再生能力強,你幾乎感覺不到.比如洗澡時身上搓出來的泥主要就是大量表皮細胞的屍體.
細胞不是很快死,是很快停止工作,罷工了。
突然想到自己自由潛水玩多了會不會變笨。。。沒有證據全憑經驗推斷我覺得神經細胞不是死了,而是神經細胞所掌控的控制功能在缺氧下無法維持造成的功能方面不可逆損傷細胞沒那麼脆弱,但要細胞工作又不給細胞飯吃 工廠(功能執行單位)就倒閉了
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