课程一览
1. 神经元异常放电与突触传递失调
2. 兴奋/抑制平衡紊乱与神经网络敏化
3. 离子通道功能障碍与膜电位不稳定性
4. 神经发育异常与癫痫易感性
5. 代谢因素对神经元稳定性的影响
一、神经元异常放电与突触传递失调
要理解癫痫,我们得从大脑的基本单位——神经元说起。
正常情况下,神经元就像是训练有素的军队,按照既定的节奏有序地传递信息。
但在癫痫患者的大脑中,这支"军队"突然失控了,开始无规律地"开火"。
1、正常神经元的电活动
在正常状态下,神经元的静息电位大约是-70毫伏,就像一块安静的电池。
当接收到足够的刺激时,神经元会产生动作电位,电压瞬间跳到+30毫伏,然后迅速回落。
这个过程就像是按下了开关,信号从一个神经元传递到下一个神经元。
这种传递过程是高度调控的,就像城市的交通信号灯系统,每个路口都有红绿灯控制车流,确保交通有序进行。
神经元之间的连接点叫做突触,突触就是这些"红绿灯",决定着信号是否能够通过。
2、癫痫中的异常放电
但在癫痫患者的大脑中,情况完全不同。
致痫灶神经元与正常神经元不同,在每次动作电位之后出现阵发性去极化漂移,同时产生高幅高频的棘波放电。
这就像是交通信号灯全部失灵,所有车辆同时冲向十字路口,造成严重的交通堵塞。
这种异常放电有一个专业名词叫做"阵发性去极化漂移"(PDS)。
想象一下,如果正常的神经放电是优美的钢琴曲,那么PDS就是刺耳的噪音,完全打乱了大脑的正常节奏。
更糟糕的是,这种异常放电还会传播。
就像森林火灾一样,一旦在某个地方点燃,就会迅速蔓延到周围的区域。
这就解释了为什么有些癫痫发作会从局部开始,然后扩散到整个大脑。
3、突触传递的紊乱
突触传递失调是癫痫发生的另一个重要环节。
正常的突触传递需要精确的时间控制,就像接力赛跑中的传棒,时机必须恰到好处。
但在癫痫中,这个过程出现了严重的时间错乱。
神经递质的释放和回收也出现了问题。
正常情况下,神经递质会在适当的时候释放,完成信号传递后又被快速清除,就像快递员送完包裹就离开一样。
但在癫痫中,这个过程变得混乱,有时候神经递质释放过多,有时候清除不及时,导致信号传递完全失控。
二、兴奋/抑制平衡紊乱与神经网络敏化
大脑的正常运行依赖于兴奋和抑制的精确平衡,就像汽车需要油门和刹车的完美配合才能安全行驶。
在癫痫中,这个平衡被彻底打破了。
1、兴奋性神经递质的过度活跃
谷氨酸是大脑中最主要的兴奋性神经递质,正常情况下它负责传递"加速"信号。
但在癫痫患者中,谷氨酸系统变得过度活跃,就像油门踏板被卡住了一样,车子只会越开越快,根本停不下来。
谷氨酸受体,特别是NMDA受体和AMPA受体,在癫痫的发生中起着关键作用。
这些受体就像是接收"加速"指令的接收器,在癫痫中它们变得过度敏感,哪怕是轻微的刺激也会引起强烈的反应。
2、抑制性系统的功能不足
另一方面,负责"刹车"的抑制性系统却出现了功能障碍。
γ氨基丁酸(GABA)是哺乳动物中枢神经系统中主要的抑制性神经递质,它的作用就像汽车的刹车系统,负责让过度兴奋的神经元安静下来。
在癫痫患者中,GABA系统经常出现问题。
有时候是GABA的合成不足,就像刹车油不够;有时候是GABA受体功能异常,就像刹车片磨损了;还有时候是GABA的降解过快,就像刹车油泄漏了。
无论哪种情况,结果都是"刹车失灵"。
GABAA受体被激活后,可以选择性的让Cl-通过,引起神经元的超极化,降低了动作电位产生的成功率。
这个过程就像给过度兴奋的神经元泼了一盆冷水,让它们冷静下来。
但在癫痫中,这个"冷却系统"经常失效。
3、神经网络的敏化现象
反复的癫痫发作会导致神经网络的敏化,这是一个非常关键的概念。
就像经常走的小路会变成大道一样,反复的异常放电会在大脑中形成"异常放电的高速公路",让以后的发作变得更容易发生。
这种敏化现象包括几个方面。
结构性敏化是指神经元之间的连接发生了物理改变,新的异常连接形成,就像在原本的道路网络中新修了一些"违章建筑"。
功能性敏化则是指现有连接的强度发生了改变,正常的"羊肠小道"变成了"高速公路"。
更可怕的是,这种敏化往往是不可逆的。
就像在白纸上画了线条,即使用橡皮擦掉,也会留下痕迹。
这就解释了为什么癫痫通常是一种慢性疾病,需要长期的药物控制。
三、离子通道功能障碍与膜电位不稳定性
神经元的电活动完全依赖于各种离子通道的精确调控。
这些离子通道就像细胞膜上的"门窗",控制着不同离子的进出,维持着神经元内外的电位差。
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