导 读
和义广业【行业研究】之神经损伤及修复行业研究,将通过对不同神经损伤的概念、造成的原因、修复/治疗的思路进行详细介绍,涉及中枢神经系统和外周/周围神经系统,还梳理了国内外具有相关产品线的公司,分析公司不同的技术路线、材料来源和产品效果。本篇主要对中枢神经系统和周围神经系统的损伤进行概念介绍。
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哺乳动物,其神经系统都可分为两大部分:中枢神经系统(central nervous system,CNS)和外周神经系统(peripheral nerve system,PNS)(如下图所示),因此其损伤包括中枢神经系统损伤和周围神经系统损伤。
图 中枢神经系统和周围神经系统1
中枢神经系统由脑和脊髓组成,它们是“中枢”,负责指挥和控制身体。
中枢神经系统的损伤(脑损伤或脊髓损伤)往往伴随神经元的丢失,最终导致患者的感觉运动功能缺失、认知功能障碍、情感紊乱和癫痫等。常见于受到物理性伤害(如运动或战场上的搏斗)、局部或全面大脑缺血缺氧、以及一些神经退行性疾病(帕金森病、阿尔兹海默症等)等情况。
中枢神经(系统)受到损伤后,其往往不可恢复(相比与外周神经系统),以前大多通过药物进行治疗,现在又发展了新的治疗思路,如干细胞治疗和脑机接口等(后文有详细介绍)。
外周神经系统由从脑和脊髓发出的神经组成,这些神经就像通信线缆,负责传递从大脑和脊髓发送至身体各部分的信息。
周围神经系统的损伤主要是由于牵拉伤、切割伤、火器伤、压迫性损伤、缺血等原因导致的短暂或终生的神经功能障碍,它的病理变化包括轴浆运输受损、轴突变性、 施万细胞损伤、节段性脱髓鞘和完全瓦勒氏变性。其临床表现为受累神经支配区域的感觉障碍、肢体瘫痪及萎缩、神经痛、排汗异常等。
外周神经(系统)损伤后相比中枢神经系统更好治疗康复,因为其恢复能力更强,有再生能力,可以进行修复治疗。
中枢神经系统的损伤相比与外周神经系统来讲都是不可逆的损伤,这是由于这两大系统的修复能力大相径庭:外周神经系统损伤后拥有一定的再生能力,而中枢神经系统损伤后,其轴突几乎不能再生,导致永久性功能缺陷,造成这种情况的出现主要有以下几方面的原因:
(1)细胞类型:中枢神经系统与外周神经系统的重要不同之处在于中枢神经的髓鞘是由少突胶质细胞(oligodendrocyte)生成的,少突胶质细胞在神经受损之后并不会像 PNS的施万细胞一样吞噬并清除髓鞘碎片。而且在 CNS 中,小胶质细胞吞噬髓鞘碎片的能力也不如巨噬细胞,这导致髓鞘碎片无法从损伤处清除,给神经再生设立了障碍。
(2)信号通路:PNS 神经元损伤后激发的重编程也会帮助神经元的再生,在 PNS 神经元中,mTOR 和 STAT3 等信号通路的激活均增强外周神经的再生。
(3)胶质瘢痕:CNS 在损伤处形成胶质瘢痕。早期研究显示胶质瘢痕表达大量抑制神经生长的分子,包括硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPG),信号素 3A 和肝配蛋白 B 等等。后期研究发现并不是所有的分子都对轴突生长产生抑制作用,有些能够促进轴突的生长。因此胶质瘢痕并不是一个完全抑制性环境,而是由允许神经再生的信号和抑制神经再生的信号构成的复杂环境。再生的轴突必须穿越这个复杂环境才能够达到目的地。
参考文献:
封面图来源:图片来视觉中国,侵删
排版:大大怪
医疗器械、新材料、人工智能;
一定技术壁垒