神經膠質細胞,或稱膠質細胞,是中樞神經系統中非神經性細胞的統稱,存在於大腦及脊髓,還有周邊神經系統中。這些細胞並不產生電脈衝,但卻佔據了人類神經組織超過一半的體積。它們的作用是維持內穩態、形成髓鞘,並為神經元提供支持與保護。
神經膠質細胞在很多方面的功能超越了單純的結構性支持,它們也參與神經傳遞及突觸的形成,甚至影響記憶的保持和鞏固。
在中樞神經系統中,膠質細胞包括寡樹突膠質細胞(生產髓鞘)、星狀膠質細胞、室管膜細胞及小膠質細胞。周邊神經系統中的膠質細胞則包括施旺細胞(同樣負責髓鞘的生成)和衛星細胞。這些膠質細胞擁有四項主要功能:環繞神經元並固定它們的位置、為神經元供應養分和氧氣、隔離神經元以避免相互干擾、以及清除病原體和死亡的神經元。
我們曾認為膠質細胞是神經元的十倍,但最新研究卻顯示這一比率實際上可能低於1:1,並且在不同的腦部區域中有顯著的變化。膠質細胞的多樣性及其功能遠超過神經元,而且它們能以多種方式響應和操控神經傳遞。這些發現逐漸改變了我們對膠質細胞的認知,從被視為單純的“膠水”轉變為一種在神經系統中扮演積極角色的複雜細胞。
根據外源性組織的起源,膠質細胞主要可分為兩類:宏膠質細胞和微膠質細胞。
微膠質細胞是專門的巨噬細胞,在中樞神經系統內保護神經元,並能夠吞噬病原體。它們的出現與神經發育早期階段的單核細胞有密切的關聯。
微膠質細胞是相對小型的膠質細胞,擁有改變形狀的能力,並且在大腦受損的情況下能夠增殖。健康的中樞神經系統中,微膠質細胞的突起不斷獲取環境中的信息,並指導大腦的免疫應答。許多疾病,如阿茲海默症和帕金森病,都與微膠質細胞的缺乏有關。
膠質細胞大多來自胚胎發育過程中的外胚層,尤其是神經管和神經嵴。微膠質細胞則源自血液中的造血幹細胞。此外,膠質細胞保留在成年後進行細胞分裂的能力,而大多數神經元在受傷後則無法再生。這使得膠質細胞成為大腦修復過程中的重要角色。
膠質細胞在神經系統的發展及神經元受損後的修復中發揮重要作用。它們能夠引導神經元的遷移,並調節突觸的可塑性。
膠質細胞在周邊神經系統中經常能夠協助神經功能的再生,然而在中樞神經系統中,神經元的喪失並不會引發類似的反應。對於重創的神經組織,膠質細胞往往會因過度刺激而可能導致神經元的進一步退化。例如,阿茲海默症病人的神經膠質細胞作用正展現出其潛在的有害影響,包括引發發炎和瘢痕的形成。
這些新興的發現暗示著膠質細胞不僅僅是大腦的“膠水”,而是能在神經損傷、疾病與癡呆症中發揮影響力的主動參與者。它們的角色愈來愈被重視,帶著讓科學家探索其在神經系統中的深層功能的契機。
膠質細胞的研究是否會改變我們對於大腦運作的理解,以至於看待它們的角色並不僅限於結構性的支持,而是能揭示大腦複雜功能的關鍵?