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所属科室:神经内科,神经外科

轴突

吕志勤
吕志勤主任医师
北京大学第一医院 神经内科
本文由彩牛医生原创,经专业医师审核校对

轴突是神经元的一部分,是从神经元细胞体发出的一条细长的突起。

轴突的主要作用是将神经元产生的电信号传递到其他神经元、肌肉细胞或腺体细胞等,从而实现神经信息的传导。

是神经系统中信息传递的重要结构。

位置

轴突起始于神经元的轴丘,这是神经元细胞体上一个没有尼氏体的特殊区域。它可以延伸很长的距离,在中枢神经系统内,轴突穿梭于神经组织之间,形成复杂的神经纤维束。在周围神经系统中,轴突则构成了神经干的主要部分,与周围的神经胶质细胞相伴行,延伸到身体的各个组织器官,如肌肉、皮肤等。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

轴突通常呈圆柱状,表面覆盖着细胞膜,其内部含有细胞质,称为轴浆。轴浆内含有线粒体、微管、神经丝等结构。线粒体为轴突的活动提供能量,保证神经冲动的传导。微管和神经丝则起到维持轴突形态和支持的作用,同时它们还参与轴突内物质的运输,如将神经递质等物质从细胞体运输到轴突末端。轴突末端会形成许多分支,每个分支的末端膨大,称为突触小体,突触小体与其他神经元的细胞体、树突或效应器细胞形成突触,这是神经信息传递的关键部位。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

轴突具有电信号传导、信息传递到其他细胞等功能。  

电信号传导

轴突能够传导动作电位。当神经元的细胞体受到刺激产生动作电位后,动作电位会沿着轴突进行传播,而且动作电位在轴突上是“全或无”式的传导,速度因轴突有无髓鞘及直径大小等因素而异。有髓鞘的轴突传导速度比无髓鞘的快,这是因为髓鞘具有绝缘作用,使得动作电位可以在髓鞘间断处进行跳跃式传导。

信息传递到其他细胞

轴突末端的突触小体通过释放神经递质,将神经冲动传递给下一个神经元、肌肉细胞或腺体细胞。运动神经元的轴突将神经冲动传递到骨骼肌细胞,从而引起肌肉收缩;自主神经系统中的轴突可以将冲动传递到腺体,控制腺体的分泌活动。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

如深海鱼三文鱼、鳕鱼等、坚果如核桃、杏仁等。不饱和脂肪酸是构成神经细胞膜的重要成分,有助于维持轴突膜的正常结构和功能,促进神经冲动的传导。维生素B族对于神经的正常功能非常重要。谷物、肉类、绿叶蔬菜等食物含有丰富的维生素B族。维生素B12参与髓鞘的合成,缺乏时可能导致髓鞘病变,影响轴突的功能。维生素E是一种抗氧化剂,可以保护神经细胞膜免受自由基的损伤,在植物油、坚果等食物中含量较高。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

像慢跑、游泳等有氧运动可以促进血液循环,为轴突提供充足的氧气和营养物质。运动时,身体的代谢加快,血液能够更好地将葡萄糖、氨基酸等营养物质输送到神经细胞,包括轴突部分,有助于维持轴突的正常代谢和功能。瑜伽和普拉提这些运动注重身体的柔韧性和平衡感的训练,同时也能帮助放松身心。通过调节呼吸和身体姿势,能够减轻压力,间接改善神经系统的功能。因为长期的压力可能会影响神经递质的平衡和神经细胞的代谢,对轴突产生不良影响。而瑜伽和普拉提有助于缓解这种压力,保持神经系统的健康。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

轴突的日常养护有规律作息、减少神经毒素接触、控制血糖和血压等。  

规律作息

保证充足的睡眠对于神经系统的修复和轴突的正常功能维持至关重要。在睡眠过程中,身体会进行自我修复,包括清除神经细胞内的代谢废物、修复受损的轴突结构等。

减少神经毒素接触

避免长期接触重金属如铅、汞等、有机溶剂如苯等等有害物质。这些物质可能会进入人体,对神经细胞产生毒性作用,损伤轴突,影响神经冲动的传导。

控制血糖和血压

长期的高血糖会导致神经细胞的代谢紊乱,引起神经病变,包括轴突损伤。高血压可能影响脑部等部位的血液循环,对中枢神经系统中的轴突造成损害。因此,通过合理饮食、适量运动等方式控制血糖和血压,有助于保护轴突。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.
轴突形态

轴突的形态一般为细长的管状结构。其长度因神经元的类型和功能而异,可以从几微米到一米多不等。在中枢神经系统内,轴突较细,直径一般在0.2-20μm左右。在周围神经系统中,一些支配肌肉等较远部位的轴突可能较粗,直径可达20μm以上。轴突的粗细和长度会影响神经冲动的传导速度,较粗和有髓鞘的轴突传导速度更快。轴突在生长过程中会表现出一定的可塑性。在神经系统发育阶段,轴突会根据神经活动和环境因素不断生长、分支和调整其连接方式。例如,在视觉系统发育过程中,视网膜神经元的轴突会向大脑中的特定区域生长并建立精确的连接,以形成正常的视觉通路。

正常轴突

正常轴突的细胞膜完整,能够维持正常的电位差。轴浆内的线粒体、微管、神经丝等结构完好,并且能够正常进行物质运输。神经冲动在轴突上能够按照正常的速度和方式进行传导,从神经元细胞体顺利地传递到轴突末端,通过突触小体与其他细胞进行有效的信息传递。

异常轴突

轴突损伤

可由外伤如脑部撞击、脊髓损伤等引起,导致轴突的物理性断裂或局部结构破坏。也可能是由于中毒如药物中毒、化学物质中毒、营养缺乏如缺乏维生素B12等、代谢紊乱如糖尿病引起的神经病变等因素导致轴突的病变。

髓鞘异常

髓鞘是包裹在轴突外面的脂质层,对于神经冲动的快速传导起重要作用。一些疾病如多发性硬化症,是一种自身免疫性疾病,免疫系统会攻击自身的髓鞘,导致髓鞘脱失,使轴突的传导功能受到严重影响。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

轴突的异常症状有感觉异常、运动障碍、自主神经功能紊乱等。  

感觉异常

如果感觉神经元的轴突出现问题,可能会导致感觉障碍,如麻木、刺痛、烧灼感等。糖尿病性神经病变患者可能会感到四肢末端麻木、疼痛,这是因为周围神经的轴突受损,影响了感觉信息的传导。

运动障碍

当运动神经元的轴突受损时,会引起肌肉无力、肌肉萎缩、运动不协调等症状。例如,脊髓灰质炎病毒主要侵犯脊髓前角运动神经元的轴突,导致肌肉麻痹和萎缩。

自主神经功能紊乱

自主神经系统的轴突病变可能会引起血压异常、心率变化、消化功能紊乱、排尿排便障碍等。一些自主神经病变患者可能会出现便秘或腹泻交替、排尿困难等症状。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

影响轴突的因素有遗传因素、环境因素、生活方式因素等。 

遗传因素

一些遗传性神经疾病是由于基因突变导致轴突相关蛋白的结构或功能异常。遗传性共济失调疾病是因为基因缺陷影响了轴突内物质运输或神经冲动传导相关的蛋白,从而导致轴突功能障碍。

环境因素

包括物理因素如辐射、高温等、化学因素如农药、工业污染物等和生物因素如病毒、细菌感染。高温可能会影响轴突的细胞膜流动性和酶的活性,从而干扰神经冲动的传导。病毒感染可能直接攻击神经细胞,包括轴突,或者通过引发免疫反应间接损伤轴突。

生活方式因素

长期酗酒、吸烟、缺乏运动、营养不良等不良生活方式都可能对轴突的健康产生负面影响。酗酒会干扰神经细胞的代谢,导致轴突营养不良和功能下降;吸烟中的有害物质可能会损伤神经血管,影响轴突的血液供应。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

可以用细针轻刺皮肤,注意力度要适中,避免损伤皮肤,感受刺痛感是否正常,或者用冷热物体接触皮肤,判断温度觉是否正常。如果感觉减退或异常敏感,可能提示感觉神经元轴突存在问题。进行简单的肌肉力量测试,如握力测试、踮脚尖或抬腿等动作,观察肌肉力量是否正常。肌肉力量减弱可能是运动神经元轴突受损的表现。还可以观察自己的运动协调性,如走直线、闭目单脚站立等,如果出现运动不协调,可能也与轴突功能异常有关。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.

轴突的常用检查有体格检查、影像学检查、实验室检查、其他检查等。 

体格检查

神经系统检查

医生会通过检查腱反射、病理反射等来评估轴突的功能。膝跳反射检查涉及到感觉神经元轴突将感觉信息传入脊髓,脊髓内运动神经元轴突将冲动传出引起肌肉收缩。如果腱反射减弱或亢进,可能提示轴突传导功能异常。

肌肉检查

观察肌肉的形态和张力,触诊肌肉的硬度等。肌肉萎缩是轴突病变导致肌肉失神经支配的常见表现,医生通过检查可以初步判断轴突是否出现问题。

影像学检查

磁共振成像(MRI)

对于中枢神经系统的轴突病变有较高的诊断价值。可以显示脑部和脊髓的结构,包括轴突所在的神经组织。在一些脱髓鞘疾病或轴突损伤等情况下,MRI图像上可能会出现异常信号,如多发性硬化症患者,MRI可以发现脑部白质内的脱髓鞘斑块,这些斑块会影响轴突的正常功能。

计算机断层扫描(CT)

虽然CT对于骨骼等结构显示较好,但在轴突病变的检查方面相对MRI稍逊一筹。不过,在一些脑部外伤等情况下,CT可以快速发现颅内的出血等病变,这些病变可能会压迫或损伤轴突。

实验室检查

血液检查

可以检测血糖、维生素水平、自身抗体等。高血糖可能提示糖尿病性神经病变,维生素B12缺乏可能导致轴突的髓鞘合成障碍,自身抗体阳性可能提示自身免疫性神经疾病,如格林-巴利综合征患者血液中可能会检测到抗神经节苷脂抗体。

脑脊液检查

对于怀疑中枢神经系统轴突病变的患者,脑脊液检查很重要。在一些神经系统感染性疾病或自身免疫性疾病中,脑脊液中的细胞数、蛋白质含量等指标会发生变化。例如,在脑膜炎患者中,脑脊液中白细胞数会增多,这可能会影响轴突周围的环境,导致轴突功能异常。

其他检查

神经电生理检查

包括脑电图(EEG)、肌电图(EMG)和神经传导速度(NCV)检查等。EEG主要用于检测大脑神经元的电活动,对于脑部轴突病变引起的癫痫等疾病有诊断价值。EMG可以记录肌肉的电活动,通过观察肌肉在静息和收缩状态下的电信号,判断运动神经元轴突是否正常传导冲动到肌肉。NCV检查能够直接测量神经传导速度,包括感觉神经传导速度和运动神经传导速度,是诊断轴突病变最直接的电生理方法之一。

参考文献
[1]江基尧.弥漫性轴突损伤的概念和病理机制[J].中华神经外科杂志, 2006, 22(011):645-646.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵.神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制[J].华中科技大学学报(医学版), 2024, 53(4):558-562.