备课素材：神经的再生-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

神经的再生 一、周围神经具有一定的再生能力 目前，普遍认为中枢神经系统（大脑和脊髓）不具备足够的再生能力。与之相比，外周神经（例如：四肢的神经）则具备一定的自我再生和修复能力，这是构成临床中周围神经修复的基础[1]（图1）。 图1. 沃勒变性过程。 损伤后，雪旺细胞与轴突分离，并开始增殖，帮助募集的巨噬细胞清除细胞和髓鞘碎片。同时，雪旺细胞表达刺激因子，为轴突向靶器官再生创造了有利的环境。 二、周围神经的再生能力是有限度的 与实验室的小鼠或大鼠相比，人类的外周神经功能恢复要差得多。造成这一差别的主要的内在原因包括：轴突再生的速度不同以及轴突再生的距离不同。通俗的说就是，成年人类的外周神经生长速度慢，跨过损伤处重新支配肌肉组织所需要的时间长。 1. 正常成年人的轴突再生速度缓慢 对于小鼠和大鼠而言，由于体型小、代谢快、愈合能力强等因素，其受损神经的再生速度快（1-3mm/天），且这些动物的神经损伤模型构建通常仅为数毫米至1cm的距离。因此，在神经损伤后，不仅能够及时的启动修复过程，还能够迅速的从神经损伤部位的近端跨过损伤处生长到神经的远端，进而重新连接和支配肌肉组织。如图2，为小鼠坐骨神经损伤部位处轴突的再生过程，研究人员对该小鼠坐骨神经移植了一段1cm长的神经片段用于修复神经缺损。 图2. 小鼠坐骨神经切片荧光染色。 A.手术修复后第5天。B.手术修复后第10天。绿色/黄色的是轴突。 在修复后第5天时，缝合部位位于图片视野中间位置，可以看到部分轴突已经出现在远端，近端再生的轴突尝试跨过损伤部位。在修复后第10天时，损伤处已经基本完全融合，更多的轴突从近端向远端生长并跨过损伤部位，但是，可以看到损伤处的轴突仍然比较混乱。由此可见，小动物具备较强的轴突再生能力。 成年人类的轴突再生速度约为1mm/天，神经的长度更长，受损后，再生到支配肌肉组织所需要耗费的时间也更长，这些因素导致中、重度的神经损伤常常需要数个月甚至数年的时间恢复。 2.再生恢复耗费的时间越长，带来的不利影响就越多越大。 首先，失去神经支配后，组织器官会发生失神经萎缩（图3）。 图3. 周围神经损伤的细胞反应。 如果要行进的距离很短，轴突很快就会到达能够接受神经再支配的健康肌肉。 如果神经再生延迟，雪旺细胞管退化，不再促进轴突生长。 以肌肉组织为例，神经纤维对肌肉的作用不仅仅是支配其运动和调节活动，还包括了输送营养物质、调节肌肉的代谢、刺激肌肉等。当神经受损后，这块肌肉所连接的具有正常功能的神经纤维减少，这块肌肉的运动和代谢调节受损。在神经修复和重新成功地支配肌肉之前，肌肉长期处于这种功能和营养不良地状态，会导致肌肉发生萎缩，这就是失神经萎缩（也称作去神经萎缩）。这也许能解释神经损伤后，运动功能受损的患者，与健康一侧的肌肉先相比，其受损部位的肌肉组织会逐渐萎缩。 此外，在关键时期后，目标肌肉萎缩，对神经肌肉突触形成的接受性丧失。 其次，外周神经元本身会死亡（图3）。 肉眼看到的神经是由许多神经纤维(即轴突)组成的，轴突是神经元向外周的延伸和突起，因此，轴突本质上是神经元胞质的一部分。轴突能够再生，实际上是神经元自己具有向外再次延伸的能力。当神经发生损伤时，部分神经元会因受不了损伤的刺激而死亡。再修复过程中，部分神经元也会因为长期没有连接到靶器官（例如肌肉组织）而死亡，因为他们没有接收到来自靶器官的信号反馈，他们的功能无法正常发挥，便会启动自我的凋亡程序。因此，神经损伤后，从修复到再支配靶器官的时间越久，死亡的神经元就有可能越多，而神经元死亡以后，是无法再生出新的神经元的，将会永久的损害神经功能。 三、影响周围神经再生的常见因素 1.神经损伤的程度 损伤程度越严重，轴突再生所需要的时间就越长。我们在上一篇推文中简单地讲过，神经的横断伤比挤压伤更严重，因为横断伤中所破坏的神经的结构更多，且神经本身的连续性中断了。在此，我们还以横断伤和挤压伤为例。将神经看作一道桥，挤压伤相当于是桥身有磨损和破损，但是内部的钢架结构还在，即它的连续性还保持着，部分功能正常，且通过简单的修补后可以再次通行。然而，横断伤相当于是桥的中间断掉了，连续性被破坏，这就需要花费更长的时间和功夫来修理。因此，越是严重的神经损伤，其再生所需要的时间越长，通常预后也会越差。 2.及时干预和修复的时间节点 早发现，早诊断，早治疗是周围神经损伤后修复的关键。Jonsson等人对神经损伤后手术的时机对神经功能恢复的影响做了探究[5]。在研究中，他们将大鼠坐骨神经切断，然后将这些大鼠分为四个组：①立即进行修复，②延迟1个月后修复，③延迟3个月后修复，④延迟6个月后修复。修复以后各自恢复13周，最后发现，在第③组和第④组中，支配肌肉的脊髓运动神经元的数量和运动轴突的数量急剧下降，且腓肠肌发生萎缩。第①组和第④组的相比，第④组的快肌纤维、慢肌纤维的直径减小且形态不如第①组（图5A）。此外，统计数据显示，四个组相比，随着延迟修复的时间增长，肌肉纤维直径和肌肉的重量都逐渐缩小，肌肉发生明显萎缩（图5B,C）。 图5. 快型和慢型腓肠肌纤维形态。 3.年龄 年龄无疑是最常见的一个因素。我们清楚，与老年人相比，年轻人的机体代谢能力强，再生能力也强。在一项动物研究中，研究人员对3月龄（年轻组）和15月龄（老年组）的大鼠的面神经再生进行了探究，他们发现老年大鼠的髓鞘和轴突退化严重，且神经损伤后，髓鞘的清除以及轴突的发芽再生都有延迟。损伤后第10天，年轻大鼠的神经轴突有再生迹象，而老年大鼠的神经则发生了广泛的退化现象。 学科网（北京）股份有限公司 $$