Глиални клетки: много повече от лепилото на невроните

Много често се случва, когато говорим за интелигентност на човек, да се позоваваме конкретно на много специфичен тип клетки: неврони. По този начин е нормално да наричаме мононевронал тези, които приписват нисък интелект по унизителен начин. Въпреки това, идеята, че мозъкът по същество е еквивалентен на набор от неврони, все повече остарява.

Човешкият мозък съдържа повече от 80 милиарда неврони, но това представлява само 15% от общия брой клетки в този набор от органи.

Останалите 85% са заети от друг тип микроскопично тяло: така наречените глиални клетки.. Като цяло тези клетки образуват вещество, наречено глия или невроглия, който се простира до всички вдлъбнатини на нервната система.

В момента глията е една от областите на изследване с най-голям напредък в неврологиите, гледа да разкрие всичките си задачи и взаимодействията, които те извършват, така че нервната система да работи както работи. И то е, че в момента мозъкът не може да бъде разбран, без да се разбира участието на глията.

Откриването на глиални клетки

Терминът невроглия е въведен през 1856 г. от германския патолог Рудолф Вирхов. Това е дума, която на гръцки означава "невронно (невро) лепило (глия)", тъй като по времето на откриването му Смятало се, че невроните са свързани помежду си, за да образуват нерви и е повече от аксон това беше колекция от клетки вместо част от неврона. Поради тази причина се предполагаше, че тези клетки, които са намерили близо до невроните, са там, за да помогнат за структурирането на нерва и да улеснят съединението между тях и нищо друго. Доста пасивна и спомагателна роля, накратко.

През 1887 г. известният изследовател Сантяго Рамон и Кахал заключава, че невроните са независими единици и които бяха отделени от останалите с малко пространство, което по-късно стана известно Какво синаптично пространство. Това послужи за опровержение на идеята, че аксоните са повече от просто части от независими нервни клетки. Идеята за глиална пасивност обаче остана. Днес обаче открива се важността му да е много по-голяма, отколкото се предполагаше по-рано.

В известен смисъл е иронично, че името, дадено на невроглията, е това. Вярно е, че помага в конструкцията, но не само изпълнява тази функция, но те са и за вашата защита, ремонт на уврежда, подобрява нервния импулс, предлага енергия и дори контролира потока на информация, сред много повече функции открити. Те са мощен инструмент за нервната система.

Типове глиални клетки

Невроглия е набор от различни видове клетки, които имат общо, че се намират в нервната система и не са неврони.

Има доста различни видове глиални клетки, но ще се спра на разговорите за четирите класа, които се считат за по-важни, както и при обяснение на най-изявените функции, открити до днес. Както казах, тази област на неврологията напредва все повече всеки ден и със сигурност в бъдеще ще има нови подробности, които днес са неизвестни.

1. Клетки на Шван

Името на тази клетка на глията е в чест на нейния откривател, Теодор Шван, най-известен като един от бащите на клетъчната теория. Този тип глиални клетки е единственият, който се намира в периферната нервна система (ПНС), т.е. в нервите, които преминават през цялото тяло.

Докато изучава анатомията на нервните влакна при животните, Шван наблюдава някои клетки, които бяха прикрепени по протежение на аксона и даваха усещането, че са нещо като малки „Перли“; Освен това той не им придаваше по-голямо значение. В бъдещи проучвания беше открито, че тези микроскопични мънистовидни елементи всъщност са миелинови обвивки, важен продукт, който генерира този тип клетки.

Миелин е липопротеин, който осигурява изолация срещу електрически импулс на аксона, тоест позволява на потенциала за действие да се задържи по-дълго време и на по-голямо разстояние, правейки електрическите изстрели да вървят по-бързо и да не се разпръскват през невронната мембрана. Тоест, те действат като гумата, която покрива кабел.

Клетки на Шван те имат способността да секретират няколко невротрофни компонента, включително „Нервен растежен фактор“ (CNF), първият растежен фактор, открит в нервната система. Тази молекула служи за стимулиране на растежа на невроните по време на развитието. Освен това, тъй като този тип невроглия заобикаля аксона като тръба, той също има влияние, за да отбележи посоката, в която трябва да расте.

Освен това се вижда, че когато нервът на ПНС е повреден, FCN се секретира, за да може невронът да расте обратно и да възвърне своята функционалност. Това обяснява процеса, при който временната парализа, която мускулите страдат след претърпяване на разкъсване, изчезва.

Трите различни клетки на Шван

За ранните анатоми не е имало разлики в Schwann клетките, но с напредък в микроскопията е успяла да разграничи до три различни вида, със структури и функции добре диференциран. Описаните от мен са "миелиновите", тъй като произвеждат миелин и са най-често срещаните.

Въпреки това, в невроните с къси аксони се открива друг тип шванска клетка, наречена "немиелинизирана"тъй като не произвежда миелинови обвивки. Те са по-големи от предишните и вътре в тях се помещават повече от един аксон наведнъж. Изглежда, че не произвеждат миелинови обвивки, тъй като със собствена мембрана тя вече служи като изолация за тези по-малки аксони.

Последният тип тази форма на невроглия се намира в синапса между невроните и мускулите. Те са известни като терминални или перисинаптични Schwann клетки. (между синапса). Настоящата му роля беше разкрита в експеримент, проведен от Ричард Робитай, невробиолог от университета в Монреал. Тестът се състоеше от добавяне на фалшив пратеник към тези клетки, за да се види какво се е случило. Резултатът е, че реакцията, изразена от мускула, е променена. В някои случаи свиването беше увеличено, в други - намалено. Изводът беше, че този вид глия регулира потока от информация между неврона и мускула.

2. Олигодендроцити

В централната нервна система (ЦНС) няма Шван клетки, но невроните имат друга форма на миелиново покритие благодарение на алтернативен тип глиални клетки. Тази функция се изпълнява последният от великите открити видове невроглия: този, образуван от олигодендроцити.

Името им се отнася до начина, по който са ги описали първите анатоми, които са ги намерили; клетка с множество малки разширения. Но истината е, че името не ги придружава много, тъй като известно време по-късно, ученик на Рамон и Кахал, Пио дел Рио-Хортега, проектира подобрения в използваното по онова време петно, разкривайки истинското морфология: клетка с няколко дълги удължения, като ръце.

Миелин в ЦНС

Една разлика между олигодендроцитите и миелинизираните швански клетки е, че първите не обгръщат аксона с тялото си, а те го правят с дългите си удължения, сякаш са пипала на октопод, и именно чрез тях се отделя миелин. В допълнение, миелинът в ЦНС не е само там, за да изолира неврона.

Както Мартин Шваб демонстрира през 1988 г., отлагането на миелин върху аксона в култивираните неврони възпрепятства растежа им. Търсейки обяснение, Schwab и неговият екип успяха да пречистят няколко миелинови протеини, които причиняват това инхибиране: Nogo, MAG и OMgp. Смешното е, че е забелязано, че в ранните етапи от развитието на мозъка, протеинът MAG на миелина стимулира растежа на неврона, като прави обратна функция на неврона в Възрастни. Причината за това инхибиране е загадка, но учените се надяват скоро да стане известна неговата роля.

Друг протеин, открит през 90-те години, също се намира в миелина, този път от Стенли Б. Prusiner: Prion протеин (PrP). Функцията му в нормално състояние е неизвестна, но в мутирало състояние се превръща в Прион и генерира вариант на болестта на Кройцфелд-Якоб, известна като болест на кравите луд. Прионът е протеин, който придобива автономност, заразявайки всички клетки на глията, което генерира невродегенерация.

3. Астроцити

Този тип глиални клетки е описан от Ramón y Cajal. По време на наблюденията си върху невроните той забеляза, че в близост до невроните има и други клетки, с форма на звезда; оттук и името му. Той се намира в ЦНС и зрителния нерв и вероятно е една от глиите, която изпълнява по-голям брой функции. Размерът му е два до десет пъти по-голям от този на неврона и има много разнообразни функции

Кръвно-мозъчна бариера

Кръвта не тече директно в ЦНС. Тази система е защитена от кръвно-мозъчната бариера (BBB), силно селективна пропусклива мембрана. Астроцитите активно участват в него, отговарящ за филтрирането на това, което може да се случи с другата страна и какво не. Основно те позволяват навлизането на кислород и глюкоза, за да могат да хранят невроните.

Но какво се случва, ако тази бариера е повредена? В допълнение към проблемите, причинени от имунната система, групи астроцити пътуват до увредената зона и се присъединяват една към друга, за да образуват временна бариера и да спрат кървенето.

Астроцитите имат способността да синтезират влакнест протеин, известен като GFAP, с който придобиват стабилност, в допълнение към секретирането на друг, последван от протеини, което им позволява да получат непропускливост. Успоредно с това астроцитите отделят невротрофи, за да стимулират регенерацията в района.

Презареждане на калиева батерия

Друга от описаните функции на астроцитите е тяхната активност за поддържане на потенциала за действие. Когато невронът генерира електрически импулс, той събира натриеви йони (Na +), за да стане по-позитивен отвън. Този процес, чрез който се манипулират електрическите заряди отвън и отвътре, създава състояние, известно като деполяризация, което кара електрическите импулси, които пътуват през неврона, да се раждат, докато не свършат в синаптичното пространство. По време на вашето пътуване, Клетъчната среда винаги търси баланс в електрическия заряд, така че по този повод тя губи калиеви йони (K +)., за да съответства на извънклетъчната среда.

Ако това винаги се случваше, в крайна сметка навън би се генерирало насищане на калиеви йони, което би означавало, че тези йони ще спрат да напускат неврона и това ще доведе до невъзможност за генериране на електрически импулс. Тук в картината влизат астроцитите, кой те абсорбират тези йони вътре, за да почистят извънклетъчното пространство и да позволят да се отделят повече калиеви йони. Астроцитите нямат никакъв проблем със заряда, тъй като те не комуникират чрез електрически импулси.

4. Микроглия

Последната от четирите основни форми на невроглията е микроглията.. Това е открито преди олигодендроцитите, но се смята, че идва от кръвоносни съдове. Той заема между 5 и 20 процента от глията в ЦНС, а значението му се основава на факта, че е в основата на имунната система на мозъка. Чрез защитата на кръвно-мозъчната бариера не се разрешава свободното преминаване на клетки и това включва тези на имунната система. Поради това, мозъкът се нуждае от собствена защитна система и това се формира от този тип глии.

Имунната система на ЦНС

Тази glia клетка е силно подвижна, което й позволява да реагира бързо на всеки проблем, който среща в ЦНС. Микроглиите имат способността да поглъщат увредени клетки, бактерии и вируси, както и да отделят серия от химически агенти, с които да се борят срещу нашествениците. Но използването на тези елементи може да причини съпътстващи щети, тъй като е токсично и за невроните. Следователно след конфронтацията те трябва да произвеждат невротрофни астроцити, за да улеснят регенерацията на засегнатата област.

По-рано говорих за увреждане на BBB, проблем, който се генерира отчасти от страничните ефекти на микроглията, когато левкоцитите преминават през BBB и навлизат в мозъка. Вътрешността на ЦНС е нов свят за тези клетки и те реагират предимно като непознати, сякаш е заплаха, генерирайки имунен отговор срещу нея. Микроглията инициира защитата, причинявайки, както бихме могли да кажем, „гражданска война“, което причинява много щети на невроните.

Комуникация между глията и невроните

Както видяхте, клетките на глията изпълняват голямо разнообразие от задачи. Но раздел, който не е ясен, е дали невроните и глията комуникират помежду си. Първите изследователи вече осъзнаха, че глията, за разлика от невроните, не генерира електрически импулси. Но това се промени, когато Стивън Дж. Смит провери как общуват както помежду си, така и с невроните.

Смит имаше интуицията, че невроглията използва калциевия йон (Ca2 +) за предаване на информация, тъй като този елемент е най-използваният от клетките като цяло. По някакъв начин той и съотборниците му скочиха в басейна с това убеждение (в края на краищата „популярността“ на йон също не ни казва много за специфичните му функции), но те го разбраха правилно.

Тези изследователи са проектирали експеримент, който се състои от култура на астроцити, към която е добавен флуоресцентен калций, което позволява тяхното положение да се види чрез флуоресцентна микроскопия. Освен това той добави в средата много често срещан невротрансмитер, глутамат. Резултатът беше незабавен. За десет минути те успяха да видят как флуоресценцията навлиза в астроцитите и пътува между клетките, сякаш е вълна. С този експеримент те показаха, че глията комуникира помежду си и с неврона, тъй като без невротрансмитера вълната не започва.

Най-новото известно за глиалните клетки

Чрез по-скорошни изследвания е установено, че глията открива всички видове невротрансмитери. Освен това, както астроцитите, така и микроглиите имат способността да произвеждат и освобождават невротрансмитери (макар и при тези елементи се наричат ​​глиотрансмитери, тъй като произхождат от глията), като по този начин влияят върху синапсите на неврони.

Настоящата област на изследване се наблюдава където клетките на глията влияят върху цялостната мозъчна функция и сложните психични процеси, Какво Ученето, паметта или мечтата.