神經膠質細胞

缺氧型失智症

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簡單的說當神經細胞能量不足，所激發及傳遞電波工作的效能減低甚至中斷與大腦皮質連結，因而影響記憶存放及運作功能。

在大腦中負責短期記憶的神經區塊是腦中央底部的一個叫海馬迴的地方在運作著，它就像電腦的暫存記憶體(RAM)一樣的功能，我們所獲得的資訊會先在這裡暫時存放，之後再傳遞到大腦皮質區進行處理和存放。這個海馬迴神經細胞的外圍除了像其他神經細胞一樣也都包覆著另一種類叫做神經膠質細胞做為血管和神經元之間扮演著中間人腳色之外，更特別的是海馬迴區的神經膠質細胞更是進化到具有取代部分神經元功能的現象，也就是在神經和神經對接要傳遞訊息的突觸縫隙中，它們已介入扮演調節和把關的腳色。

由於大腦神經細胞是身體最耗能量的細胞，而處理短期記憶的區塊又是所有活動時必須高度投注工作的地區，因此不論是任何種因素導致這個區域的細胞面臨缺氧的情況時，首先會使神經元的傳遞訊號的運作開始減少，海馬迴細胞的電波激化趨緩，這使得初期的記憶漸漸開始受影響。

但隨著缺氧的持續，神經膠質細胞因為介於神經元細胞和血管之間，為了更有效率的取得一些氧氣，則只有鬆脫兩者之間的束縛，包括神經元與神經膠質細胞之間的細胞間質，利用金屬基質消化蛋白酶(MMP)將這些間質的微細膠原蛋白剪碎。另外在血管和神經膠質細胞之間原本非常緊密的血腦屏障(BBB)，神經膠質細胞則大量的釋放發炎因子造成發炎，使這血腦屏障能夠鬆脫一點以增加血氧的快速進入。同時神經膠質細胞也釋出大量的血管新生因子，讓血管能多再分枝生長多一些，以提供更多的血氧給神經使用。

可是一旦海馬迴裡的血腦屏障被迫無奈的打開而型成慢性神經發炎現象之後，出於本能地，在大腦裡的警衛星狀膠質細胞以及像巨噬細胞一樣功能的小膠質細胞(microglia)就會立刻趕到發炎的現場活化啟動進行滅火的動作。加上MMP已經將細胞的間質剪碎破壞，這些膠質細胞為了修補它們，則不斷的釋出類似澱粉結構的膠原蛋白來覆蓋填補。這個情況尤其對在那些負責海馬迴和大腦皮質溝通的海馬齒狀回區域更是明顯的發生，因為在它們的樹狀神經突觸周遭則是對能量需求最大或者是對氧氣濃度最敏感，當然發炎的情況和被再包覆的情況也將最嚴重。

在慢性缺氧持續的發生之後，上面的情況將會讓被包覆的細胞更加缺氧，因此它們會再釋出另一類的MMP將這些澱粉質膠原蛋白剪碎，只是當中有一型的膠原蛋白因為含有較多的纖維素，一旦剪碎後竟然從原本可溶於水的透明狀態變成不可溶、像澱粉一般的纖維素，同時還從那些發炎嚴重的地方開始沉澱，漸漸的那些神經突觸就失去功能，神經細胞也慢慢凋零，我們腦中寄存的記憶就很難取出來囉！

缺氧型巴金森氏症

作者:

簡單的說黑質神經細胞裡的關鍵酵素，是一種必須有氧才能活化啟動製造多巴胺傳導物質，長期缺氧狀態將使多巴胺減少分泌而導致身體漸凍遲緩。

人體許多的行動(例如走路、彎腰、舉手等)以及心理感覺(例如愉快、滿足、積極、愛慾等等)，必須依賴大腦分泌一些特別的神經傳導物質下達指令之後才能進行或者感受，這物質就是多巴胺。它的分泌主要集中在大腦最中間一處叫做黑質區的神經叢區塊，裡面的神經元可以將一種叫酪胺酸的胺基酸透過幾個步驟轉換成多巴胺。只不過其中的關鍵步驟則必須是由一個叫做酪氨酸羥化酶的酵素，運用氧分子作為活化酵素的必須物質。

由於大腦對人體狀態的感知最為敏銳，當藏在腦中最深處的黑質細胞都能感知人體是處於富氧狀態下時，它就會認為身體各處的細胞能量是充沛的，可以進行許多的活動，例如求愛、性慾、找食物等等，於是酪氨酸羥化酶就利用氧氣的刺激，多製造分泌一些多巴胺讓身體去行動，當然伴隨著行動也要給予積極感、滿足感、愉悅感等情緒補償作用。

相反的，一旦身體因為各種因素(心臟力減退、血管梗塞、呼吸道發炎等等)造成面臨慢性缺氧情況時，黑質神經細胞裡的酪氨酸羥化酶的效能自然將減低許多，多巴胺的產出及分泌自然減少，導致一切的活動漸漸減弱，在自然界的競爭場上變成一個魯蛇(Loser)，結果當然是性慾減退、情緒低落、做事萎靡、失眠憂鬱等等。

如果更進一步在長期持續的慢性缺氧環境下，黑質神經細胞本身為了獲取更多的氧氣，因此啟動慢性發炎機制，雖然細胞的間液可以充斥在黑質神經區域內獲得微量的血氧供神經細胞使用，但卻促使小神經膠質細胞及星狀膠質細胞快速的到達現場，同時激化分泌纖維蛋白物質將極易發炎的神經突觸地區給包覆，於是當神經軸突加上類似神經胞外的纖維糾結纏繞再一起時，產生一粒粒的顯微鏡下看得到的路易小體(Lewy body)，當然也代表了這黑質神經區已經退化的里程碑囉！

大腦海馬迴中的澱粉質瘢塊沉積

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相信很多人都已經聽過阿茲海默氏症的一項重要病理特徵，就是在大腦的海馬迴裡面會出現 β型澱粉質瘢塊的沉積，而這個澱粉質斑塊的生成原因到目前為止科學仍舊沒有辦法提出任何的有利的解釋，也因此當病原根本還沒法找到的時候，那就不容易針對這個疾病做任何的有效治療。

經過很多次的研究後，我們發現 β型澱粉質瘢塊的形成起源的根本原因，是大腦海馬迴中的神經細胞因為慢性缺氧所引發金屬基質蛋白酶MMP大量生成，因而破壞神經膠質細胞的連鎖機制所致。

當大腦部位的海馬迴面臨到長期慢性缺氧的時候， 神經膠質細胞因為介於神經元細胞和血管之間，為了更有效率取得一些氧氣 ，因此只能解脫兩者之間的一些束腹。也就是神經元和神經膠質細胞之間的細胞間質，便在缺氧誘發因子HIF的刺激之下，啟動金屬質消化蛋白酶MMPs將基質間的微細膠原蛋白剪碎破壞，以加強更大的氧氣滲透率。

 只不過像這樣類似發炎的現象被啟動之後， 大腦裡扮演警衛角色的星狀膠質細胞以及像巨噬細胞的小膠質細胞microglia，就會很快的到現場去進行類似滅火及修補的動作，隨後的修補動作雖然會將這些缺口包覆起來，但同時也讓這些神經細胞發生了更嚴重的缺氧現象。

在如此因缺氧而開始破壞，然後再修補、再缺氧、再破壞….的交替循環之後，其中有一型的膠原蛋白因為被剪碎的時候，竟然使得原本可溶於水的透明狀態，轉變成不可溶狀態，因而形成像澱粉一般的纖維素，並且開始在缺氧發炎嚴重的突觸地方沉澱下來。漸漸的，這些神經細胞也就慢慢失去功能，並開始發生凋微的現象。

海馬迴神經突觸的特化

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我們大腦的神經細胞大致上分成3大類，那就是我們常說的神經元細胞，而第二類就是扮演著類似警察功能的星狀膠質細胞以及像巨噬細胞的小膠質細胞microglia ，而有意思的是第三類 扮演者保母角色的神經膠質細胞， 這類細胞生長介於大腦的微血管和神經元細胞中間， 透過它的星狀分佈的『足部』， 一方面將大腦的微血管團團包覆起來形成所謂的血腦屏障(blood–brain barrier ，BBB)，另一方面也將大腦的神經元細胞團團包覆起來，在這樣的狀況下所有血液裡面的氧氣和養份，通通必須藉由這個神經膠質細胞消化運作以後，再傳遞到神經元細胞裡頭。 這個關係有點像是電線和外圍所包覆的絕緣塑膠皮那個樣子。

只不過在海馬迴裡面的神經突觸不但是扮演著保母的角色，另外可能又更進一步的扮演了調解和把關的角色。 研究發現在海馬迴裏頭的神經元和神經元對接傳遞訊息的突觸隙縫中間， 這裡的神經膠質細胞已經進化到取代部分神經元的功能，他們的觸角除了包覆神經軸突之外，同時還延伸到兩個神經接點之中，到底在扮演什麼樣子的功能目前科學界還沒有辦法去定論，但是由於這裡需要的能量非常的高，同時阿茲海默氏症 許多病變的起始點以及現象也發生在這些接點處， 因此很可能這些 特化的突觸 是用來保護像神經發燒一樣的短路問題，但是卻因為長期耗能大、供氧不足等等的因素， 讓這邊發生了再包覆修補及脫落的沉積現象！