الخلايا الدبقية: أكثر بكثير من غراء الخلايا العصبية

من الشائع جدًا ، عند الحديث عن ذكاء شخص ما ، أن نشير تحديدًا إلى نوع محدد جدًا من الخلايا: الخلايا العصبية. وبالتالي ، من الطبيعي استدعاء أولئك الذين ينسبون ذكاء منخفض بطريقة مهينة. ومع ذلك، فكرة أن الدماغ يعادل أساسًا مجموعة من الخلايا العصبية أصبحت قديمة بشكل متزايد.

يحتوي دماغ الإنسان على أكثر من 80 مليار خلية عصبية ، لكن هذا يمثل 15٪ فقط من إجمالي الخلايا في هذه المجموعة من الأعضاء.

الـ 85٪ المتبقية يشغلها نوع آخر من الجسم المجهري: ما يسمى بالخلايا الدبقية.. ككل ، هذه الخلايا تشكل مادة تسمى الدبقية أو الخلايا العصبيةوالذي يمتد عبر جميع فترات استراحة الجهاز العصبي.

حاليا ، الدببة هي واحدة من مجالات الدراسة التي حققت أكبر تقدم في علوم الأعصاب ، يتطلع للكشف عن جميع مهامه والتفاعلات التي يقومون بها حتى يعمل الجهاز العصبي كما يعمل. وهو أن الدماغ حاليًا لا يمكن فهمه دون فهم تورط الخلايا الدبقية.

اكتشاف الخلايا الدبقية

تمت صياغة مصطلح الخلايا العصبية في عام 1856 من قبل عالم الأمراض الألماني رودولف فيرشو. هذه كلمة تعني في اليونانية "غراء عصبي (عصبي) (دبقي)" ، منذ وقت اكتشافه كان يعتقد أن الخلايا العصبية مرتبطة ببعضها البعض لتكوين الأعصاب

وهو أكثر من محور عصبي كانت عبارة عن مجموعة من الخلايا بدلاً من جزء من الخلايا العصبية. لهذا السبب ، كان من المفترض أن هذه الخلايا التي عثروا عليها بالقرب من الخلايا العصبية كانت موجودة للمساعدة في بناء العصب وتسهيل الاتحاد بينهما ، ولا شيء آخر. باختصار دور سلبي ومساعد إلى حد ما.

في عام 1887 ، استنتج الباحث الشهير سانتياغو رامون واي كاجال أن الخلايا العصبية كانت كذلك الوحدات المستقلة والتي تم فصلها عن الآخرين بمساحة صغيرة أصبحت معروفة فيما بعد كيف مساحة متشابكة. أدى هذا إلى دحض فكرة أن المحاور كانت أكثر من مجرد أجزاء من خلايا عصبية مستقلة. ومع ذلك ، بقيت فكرة السلبية الدبقية. اليوم ، ومع ذلك ، يتم اكتشاف أن أهميته أكبر بكثير مما كان يُفترض سابقًا.

بطريقة ما ، من السخرية أن الاسم الذي أطلق على الخلايا العصبية هو ذلك. صحيح أنها تساعد في الهيكل ، لكنها لا تؤدي هذه الوظيفة فحسب ، بل إنها أيضًا لحمايتك ، وإصلاح يحسن النبض العصبي ويوفر الطاقة بل ويتحكم في تدفق المعلومات ، من بين العديد من الوظائف الأخرى اكتشف. إنها أداة قوية للجهاز العصبي.

أنواع الخلايا الدبقية

نيوروجليا هي مجموعة من أنواع مختلفة من الخلايا التي تشترك في أنها موجودة في الجهاز العصبي وليست خلايا عصبية.

هناك عدد غير قليل من الأنواع المختلفة من الخلايا الدبقية ، لكنني سأركز على الحديث عن الفئات الأربع تعتبر أكثر أهمية ، وكذلك في شرح أبرز الوظائف المكتشفة حتى اليوم. كما قلت ، هذا المجال من علم الأعصاب يتقدم أكثر كل يوم وبالتأكيد في المستقبل ستكون هناك تفاصيل جديدة غير معروفة اليوم.

1. خلايا شوان

اسم هذه الخلية الدبقية تكريما لمكتشفها ، ثيودور شوان ، المعروف بأنه أحد آباء نظرية الخلية. هذا النوع من الخلايا الدبقية هو الوحيد الموجود في الجهاز العصبي المحيطي (PNS) ، أي في الأعصاب المنتشرة في جميع أنحاء الجسم.

أثناء دراسة تشريح الألياف العصبية في الحيوانات ، لاحظ شوان بعضها الخلايا التي تم إرفاقها على طول المحور العصبي وتعطي إحساسًا بأنها صغيرة "اللؤلؤ" ؛ أبعد من ذلك ، لم يمنحهم أهمية أكبر. في الدراسات المستقبلية ، تم اكتشاف أن هذه العناصر المجهرية على شكل حبة كانت في الواقع أغلفة المايلين ، وهو منتج مهم يولد هذا النوع من الخلايا.

المايلين هو بروتين دهني يوفر العزل ضد الدافع الكهربائي للمحوربمعنى آخر ، يسمح بإبقاء جهد الفعل لفترة أطول وعلى مسافة أكبر ، مما يجعل اللقطات الكهربائية أسرع ولا تنتشر عبر غشاء الخلايا العصبية. أي أنها تتصرف مثل المطاط الذي يغطي الكابل.

خلايا شوان لديهم القدرة على إفراز مختلف مكونات التغذية العصبية ، بما في ذلك "عامل النمو العصبي" (NCF)، وهو أول عامل نمو موجود في الجهاز العصبي. يعمل هذا الجزيء على تحفيز نمو الخلايا العصبية أثناء التطور. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن هذا النوع من الخلايا العصبية يحيط بالمحور العصبي مثل الأنبوب ، فإن له أيضًا تأثيرًا لتحديد الاتجاه الذي يجب أن ينمو فيه.

علاوة على ذلك ، فقد لوحظ أنه عندما يتضرر أحد أعصاب الجهاز العصبي المحيطي ، يتم إفراز FCN بحيث يمكن للخلايا العصبية أن تنمو مرة أخرى وتستعيد وظائفها. وهذا ما يفسر عملية اختفاء الشلل المؤقت الذي تعاني منه العضلات بعد إصابتها بالدموع.

ثلاث خلايا شوان المختلفة

بالنسبة لعلماء التشريح الأوائل ، لم تكن هناك اختلافات في خلايا شوان ، ولكن مع التقدم في تمكن الفحص المجهري من التفريق بين ما يصل إلى ثلاثة أنواع مختلفة ، مع الهياكل والوظائف بشكل جيد متباينة. تلك التي كنت أصفها هي "المايلين" ، لأنها تنتج المايلين وهي الأكثر شيوعًا.

ومع ذلك، في الخلايا العصبية ذات المحاوير القصيرة ، تم العثور على نوع آخر من خلايا شوان تسمى "غير المليئة"لأنه لا ينتج أغلفة المايلين. هذه أكبر من سابقاتها ، وداخلها تحتوي على أكثر من محور عصبي في وقت واحد. لا يبدو أنها تنتج أغلفة المايلين ، لأنها تعمل بالفعل مع غشاءها الخاص كعزل لهذه المحاور الأصغر.

تم العثور على النوع الأخير من هذا الشكل من الخلايا العصبية في المشبك بين الخلايا العصبية والعضلات. تُعرف باسم خلايا شوان الطرفية أو المحيطية. (بين المشبك). تم الكشف عن دورها الحالي في تجربة أجراها ريتشارد روبيتايل ، عالم الأعصاب في جامعة مونتريال. اشتمل الاختبار على إضافة رسول كاذب إلى هذه الخلايا لمعرفة ما حدث. وكانت النتيجة أن الاستجابة التي تعبر عنها العضلة قد تغيرت. في بعض الحالات ، زاد الانكماش ، وفي حالات أخرى انخفض. كان الاستنتاج أن ينظم هذا النوع من الخلايا الدبقية تدفق المعلومات بين العصبون والعضلات.

2. قليلة التغصن

داخل الجهاز العصبي المركزي (CNS) لا توجد خلايا شوان ، ولكن الخلايا العصبية لها شكل آخر من طلاء المايلين بفضل نوع بديل من الخلايا الدبقية. يتم تنفيذ هذه الوظيفة تم اكتشاف آخر الأنواع العظيمة من الخلايا العصبية: النوع المكون من الخلايا الدبقية قليلة التغصن.

يشير اسمهم إلى الكيفية التي وصفها بها علماء التشريح الأوائل الذين وجدوهم ؛ خلية بها العديد من الامتدادات الصغيرة. لكن الحقيقة هي أن الاسم لا يرافقهم كثيرًا ، منذ بعض الوقت ، تلميذ رامون و صمم Cajal ، Pío del Río-Hortega ، تحسينات على البقعة المستخدمة في ذلك الوقت ، ليكشف عن الحقيقة علم التشكل المورفولوجيا: خلية ذات امتدادات طويلة ، مثل الذراعين.

المايلين في الجهاز العصبي المركزي

يتمثل أحد الاختلافات بين الخلايا قليلة التغصن وخلايا شوان الميالينية في أن الأولى لا تغلف المحور العصبي بجسمها ، ولكن يفعلون ذلك بامتداداتهم الطويلة ، كما لو كانوا مخالب أخطبوط، ومن خلالها يتم إفراز المايلين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المايلين الموجود في الجهاز العصبي المركزي ليس موجودًا فقط لعزل الخلايا العصبية.

كما أوضح مارتن شواب في عام 1988 ، فإن ترسب المايلين على المحور العصبي في الخلايا العصبية المستزرعة يعيق نموها. بحثًا عن تفسير ، تمكن شواب وفريقه من تنقية العديد من بروتينات المايلين التي تسبب هذا التثبيط: Nogo و MAG و OMgp. الشيء المضحك هو أنه قد لوحظ أنه في المراحل الأولى من نمو الدماغ ، بروتين MAG من المايلين يحفز نمو الخلايا العصبية ، ويقوم بوظيفة عكسية للخلايا العصبية في الكبار. سبب هذا التثبيط غامض ، لكن العلماء يأملون أن يُعرف دوره قريبًا.

يوجد بروتين آخر موجود في التسعينيات أيضًا في المايلين ، هذه المرة بواسطة ستانلي ب. Prusiner: بروتين بريون (PrP). وظيفتها في الحالة الطبيعية غير معروفة ، ولكن في حالة الطفرة تصبح بريون و يولد نوعًا مختلفًا من مرض كروتزفيلد جاكوب ، المعروف باسم مرض البقر مجنون. البريون هو بروتين يكتسب استقلالية ، ويصيب جميع خلايا الدبقية ، مما يولد تنكسًا عصبيًا.

3. أستروسيتيس

تم وصف هذا النوع من الخلايا الدبقية بواسطة Ramón y Cajal. خلال ملاحظاته للخلايا العصبية ، لاحظ وجود خلايا أخرى بالقرب من الخلايا العصبية ، على شكل نجمة. ومن هنا جاء اسمها. يقع في الجهاز العصبي المركزي وعن طريق العصب البصري ، وربما يكون أحد الخلايا الدبقية التي تؤدي عددًا أكبر من الوظائف. حجمها أكبر بمرتين إلى عشر مرات من حجم الخلية العصبية ، ولها وظائف متنوعة للغاية

حاجز الدم في الدماغ

لا يتدفق الدم مباشرة إلى الجهاز العصبي المركزي. هذا النظام محمي بواسطة حاجز الدم في الدماغ (BBB) ​​، وهو غشاء انتقائي للغاية ومنفذ. تشارك الخلايا النجمية بنشاط فيه ، أن تكون مسؤولاً عن تصفية ما يمكن أن يحدث للطرف الآخر وما لا يحدث. بشكل أساسي ، تسمح بدخول الأكسجين والجلوكوز ، لتكون قادرة على تغذية الخلايا العصبية.

ولكن ماذا يحدث إذا تضرر هذا الحاجز؟ بالإضافة إلى المشاكل التي يسببها الجهاز المناعي ، تنتقل مجموعات الخلايا النجمية إلى المنطقة المتضررة وتتحد معًا لتشكل حاجزًا مؤقتًا ووقف النزيف.

تتمتع الخلايا النجمية بالقدرة على تصنيع بروتين ليفي يُعرف باسم GFAP ، حيث تكتسب قوة من خلاله ، بالإضافة إلى إفراز بروتين آخر متبوعًا ببروتينات تسمح لها باكتساب النفاذية. في موازاة ذلك ، تفرز الخلايا النجمية التغذية العصبية لتحفيز التجدد في المنطقة.

إعادة شحن بطارية البوتاسيوم

من الوظائف الأخرى الموصوفة للخلايا النجمية نشاطها للحفاظ على جهد الفعل. عندما تولد خلية عصبية نبضة كهربائية ، فإنها تجمع أيونات الصوديوم (Na +) لتصبح أكثر إيجابية مع الخارج. هذه العملية التي يتم من خلالها التلاعب بالشحنات الكهربائية خارج وداخل الخلايا العصبية تنتج حالة تعرف باسم نزع الاستقطاب، مما يتسبب في ولادة النبضات الكهربائية التي تنتقل عبر الخلايا العصبية حتى تنتهي في الفضاء المشبكي. خلال رحلتك ، تسعى البيئة الخلوية دائمًا إلى تحقيق التوازن في الشحنة الكهربائية ، لذلك هذه المرة تفقد أيونات البوتاسيوم (K +)، لتحقيق المساواة مع البيئة خارج الخلية.

إذا حدث هذا دائمًا ، فسيتم في النهاية إنشاء تشبع من أيونات البوتاسيوم في الخارج ، والذي قد يعني أن هذه الأيونات ستتوقف عن ترك الخلايا العصبية ، وهذا من شأنه أن يؤدي إلى عدم القدرة على توليد دفعة كهربائية. هذا هو المكان الذي تأتي فيه الخلايا النجمية إلى الصورة ، من تمتص هذه الأيونات بالداخل لتنظيف الفضاء خارج الخلية والسماح بإفراز المزيد من أيونات البوتاسيوم. لا توجد مشكلة في الشحن للخلايا النجمية ، لأنها لا تتواصل عن طريق النبضات الكهربائية.

4. الخلايا الدبقية الصغيرة

آخر الأشكال الأربعة الرئيسية للخلايا العصبية هي الخلايا الدبقية الصغيرة.. تم اكتشاف هذا قبل الخلايا قليلة التغصن ، ولكن كان يعتقد أنه يأتي من الأوعية الدموية. تحتل ما بين 5 إلى 20 بالمائة من سكان الخلايا الدبقية في الجهاز العصبي المركزي، وتكمن أهميته في كونه أساس الجهاز المناعي للدماغ. من خلال حماية الحاجز الدموي الدماغي ، لا يُسمح بالمرور الحر للخلايا ، وهذا يشمل خلايا جهاز المناعة. هكذا، يحتاج الدماغ إلى نظام دفاع خاص به ، ويتكون هذا النوع من الخلايا الدبقية.

الجهاز المناعي للجهاز العصبي المركزي

هذه الخلية الدبقية عالية الحركة ، مما يسمح لها بالتفاعل بسرعة مع أي مشكلة تواجهها في الجهاز العصبي المركزي. تتمتع الخلايا الدبقية الصغيرة بالقدرة على التهام الخلايا والبكتيريا والفيروسات التالفة ، بالإضافة إلى إطلاق سلسلة من العوامل الكيميائية لمحاربة الغزاة. لكن يمكن أن يتسبب استخدام هذه العناصر في حدوث أضرار جانبية ، لأنها سامة أيضًا للخلايا العصبية. لذلك ، بعد المواجهة ، يجب عليهم إنتاج الخلايا النجمية العصبية لتسهيل تجديد المنطقة المصابة.

في وقت سابق ، تحدثت عن الأضرار التي لحقت BBB ، وهي مشكلة تنشأ جزئيًا عن الآثار الجانبية للخلايا الدبقية الصغيرة عندما تعبر كريات الدم البيضاء الحاجز الدماغي وتدخل الدماغ. يعتبر الجزء الداخلي من الجهاز العصبي المركزي عالمًا جديدًا لهذه الخلايا ، وتتفاعل بشكل أساسي غير معروفة كما لو كانت تمثل تهديدًا ، وتولد استجابة مناعية ضدها. الخلايا الدبقية الصغيرة تبدأ الدفاع ، مسببة ما يمكن أن نقوله "حرب أهلية"، مما يسبب الكثير من الضرر للخلايا العصبية.

التواصل بين الخلايا الدبقية والخلايا العصبية

كما رأيت ، تقوم الخلايا الدبقية بمجموعة متنوعة من المهام. لكن القسم الذي لم يكن واضحًا هو ما إذا كانت الخلايا العصبية والخلايا الدبقية تتواصل مع بعضها البعض. أدرك الباحثون الأوائل بالفعل أن الخلايا الدبقية ، على عكس الخلايا العصبية ، لا تولد نبضات كهربائية. لكن هذا تغير عندما قال ستيفن ج. فحص سميث كيف يتواصلون ، مع بعضهم البعض ومع الخلايا العصبية.

كان لدى سميث حدس مفاده أن الخلايا العصبية تستخدم أيون الكالسيوم (Ca2 +) لنقل المعلومات ، لأن هذا العنصر هو الأكثر استخدامًا من قبل الخلايا بشكل عام. بطريقة ما ، قفز هو وزملاؤه إلى حوض السباحة بهذا الاعتقاد (بعد كل شيء ، "شعبية" الأيون لا تخبرنا كثيرًا عن وظائفه المحددة أيضًا) ، لكنهم فهموها بشكل صحيح.

صمم هؤلاء الباحثون تجربة تتكون من ثقافة الخلايا النجمية التي أضيف إليها الكالسيوم الفلوري ، مما يسمح برؤية موضعها من خلال الفحص المجهري الفلوري. بالإضافة إلى ذلك ، أضاف في الوسط ناقلًا عصبيًا شائعًا جدًا ، وهو الغلوتامات. كانت النتيجة فورية. لعشر دقائق كانوا قادرين على رؤية كيف دخلت الفلورة الخلايا النجمية وانتقلت بين الخلايا كما لو كانت موجة. من خلال هذه التجربة أظهروا أن الخلايا الدبقية تتواصل مع بعضها البعض ومع الخلايا العصبية ، لأنه بدون الناقل العصبي لا تبدأ الموجة.

أحدث ما هو معروف عن الخلايا الدبقية

من خلال المزيد من الأبحاث الحديثة ، وجد أن الخلايا الدبقية تكتشف جميع أنواع الناقلات العصبية. علاوة على ذلك ، تتمتع كل من الخلايا النجمية والدبقية الدبقية بالقدرة على تصنيع وإطلاق النواقل العصبية (على الرغم من أن تسمى هذه العناصر بالناقلات الدبقية لأنها تنشأ في الخلايا الدبقية) ، وبالتالي تؤثر على نقاط الاشتباك العصبي في الخلايا العصبية.

مجال الدراسة الحالي آخذ في الظهور حيث تؤثر الخلايا الدبقية على وظائف الدماغ العامة والعمليات العقلية المعقدة، كيف التعليم, الذاكرة او الحلم.