Неврофиламенти: какво представляват, компоненти и характеристики

Неврофиламентите са вид междинни нишки с дебелина 7 нанометра, присъстващи в цитоплазмата на невроните. Те участват в поддържането на невронната структура и в аксоналния транспорт.

Понякога биологичните структури пазят много повече тайни, отколкото първоначално вярваме. В света на природата знанието е практически безкрайно, тъй като обхваща слоеве и морфологични слоеве до достигат до най-основните съединения на всяко живо същество, аминокиселините и химичните елементи, които ги изграждат. Докъде искаме да стигнем в това търсене на знания?

От една страна, имаме невроните с техните разграничени участъци (аксон, дендрит и сома), комуникацията между тях чрез синапсите, невротрансмитерите и техните ефекти върху мозъка. Всички тези теми вече са подробно разгледани, но все още можем да копаем по-дълбоко. При тази възможност се възползваме от възможността да ви покажем всичко, което трябва да знаете за неврофиламентите.

• Свързана статия: "Какви са частите на неврона?"

Неврофиламенти: нервният скелет

Невероятно е да знаем, че скелетът на живите същества се състои от клетки, но че клетките също се нуждаят от собствена „скелетна структура“, за да поддържат своята форма и функционалност. тоест откриваме сложна организация дори в най-основната функционална единица, която животът ни предоставя.

Тъй като не можем да разгледаме ролята на неврофиламентите, без първо да разберем структурната организация на клетката, ще се спрем за момент на цитоскелета и неговата функция.

Относно цитоскелета

Цитоскелетът се определя като триизмерна решетка от протеини, която осигурява вътрешна опора в клетките, но също така участва в транспорта на съединения, организацията и клетъчното делене. Правейки аналог с наблюдавания макроскопичен свят, тази сложна мрежа би действала като гредите на сграда, но също и като асансьора и стълбите. Невероятно вярно?

Цитоскелетът се състои от три основни съединения:

• Микрофиламенти: съставени от две вериги от актин, глобуларен протеин. Поддържат формата на клетката.
• Междинни филаменти: съставени от по-хетерогенно семейство протеини, те осигуряват стабилност на клетъчните органели поради силните си връзки.
• Микротубули: образувани от алба и бета тубулин, те са отговорни за движението на веществата в клетката и нейното делене.

Трябва да се отбележи, че структурата и динамиката на цитоскелета зависи от начина, по който клетката е свързана с външността (т.е. извънклетъчната матрица) и напреженията на опън, твърдост и компресия, които изпитва през целия си живот. развитие. Изправени сме пред динамична и в никакъв случай твърда рамка, която адаптира се изключително към процеса, през който клетката преминава във всеки един момент. Сега, как неврофиламентите са свързани с всичко по-горе?

Навигация в цитоплазмата

Отговорът на предишния въпрос е прост, тъй като тези структури, които ни занимават днес, не са нищо повече от междинни нишки на специфичния цитоскелет на невроните.

Както всички други клетки, невроните имат скелет както на структурна, така и на транспортна функция. Тази протеинова рамка се състои от три компонента, много подобни на тези, които описахме преди това, тъй като те са микротубули (или невротубули), неврофиламенти (междинни нишки) и микрофиламенти. Преди да се изгубим в морфологията на тези структури, нека дефинираме функциите на невроналния цитоскелет:

• Посредничат движението на органели между различни области на невронното тяло.
• Фиксирайте местоположението на определени компоненти (като мембранни химически рецептори) на правилните места, така че да могат да функционират.
• Определете триизмерната форма на неврона.

Както виждаме, Без тази протеинова рамка невроните (и следователно човешката мисъл) не биха могли да съществуват така, както ги познаваме. Днес. За да разберем структурата на неврофиламента, трябва да анализираме широко неговата морфология до базално ниво. Направи го.

Първо трябва да знаем най-базалната „тухла“ на структурата, цитокератин. Това е основен фиброзен протеин в междинните нишки на епителните клетки, както и в ноктите, косата и перата на животните. Свързването на набор от тези протеини по линеен начин води до мономер, а две от тези вериги, навити една около друга, до димер.

На свой ред, два навити димера водят до по-дебела структура, тетрамерния комплекс (тетра-четири, тъй като се състои от общо четири мономера). Обединението на няколко тетрамерни комплекса образува протофиламент, а два съединени протофиламента - протофибрил. И накрая, три навити протофибрили дават началото на търсения неврофиламент.

И така, за да разберем структурата на тази междинна нишка, трябва да си представим поредица от вериги, увиващи се една около друга. върху себе си, за да придадат "аналогична" структура (на невероятните разстояния) на двойната спирала на ДНК за всички известен. Всеки път все повече и повече взаимосвързани вериги се добавят между тях, увеличавайки сложността на структурата и нейната дебелина. Както при електрическото окабеляване, колкото повече вериги и намотки, толкова по-голяма е механичната устойчивост на крайната рамка.

Тези неврофиламенти, с главозамайваща структурна сложност, са разпределени в цитоплазмата на неврон и свързват невротубулите и свързват клетъчната мембрана, митохондриите и полирибозоми. Трябва да се отбележи, че те са най-разпространените компоненти на цитоскелета, тъй като те представляват вътрешната структурна опора на неврона.

• Може да се интересувате от: "Цитоскелет на неврона: части и функции"

Практически случаи

Не всичко се свежда до микроскопичен свят, тъй като съставът на цитоскелета, колкото и изненадващо да изглежда, обуславя реакциите на живите същества към околната среда и ефективността на техните нервни предавания.

Например, проучвания са изследвали изобилието от неврални междинни нишки при бозайникови гризачи след мозъчни лезии и последващо излагане на нискоинтензивни лазерни и ултразвукови терапии с цел терапия. Увреждането на нервите е свързано с намаляване на неврофиламентите във всеки неврон., тъй като този тип механичен стрес намалява калибъра на аксона и „здравето“ (поради липса на по-сложен термин) на клетката, подложена на травма.

Резултатите са показателни, тъй като мишките, подложени на описаните терапии, увеличават броя на тези нишки на клетъчно ниво. Този тип експерименти показват това Лазерните терапии с нисък интензитет (LBI) могат да играят съществена роля в регенерацията на увредени нерви след травма.

Отвъд микроскопичния свят: нишки и Алцхаймер

Отиваме по-далеч, защото отвъд експерименталните изследвания с лабораторни гризачи, ефект на състава и броя на съставните филаменти на цитоскелета при заболявания като Алцхаймер.

Например, Концентрацията на серумната неврофиламентна светлина (Nfl) е повишена при хора с фамилна болест на Алцхаймер още преди симптомите на заболяването да започнат да се появяват. Следователно те могат да действат като неинвазивни биоиндикатори на патологията, за да я контролират от най-ранните етапи. Разбира се, все още са необходими повече информация и проучване, за да се затвърдят тези знания, но основите вече са положени.

Резюме

Както успяхме да наблюдаваме, светът на неврофиламентите не се свежда само до структурна протеинова рамка. Преминаваме към наноскопични мащаби, но очевидно ефектите от изобилието на тези компоненти основните елементи на невронния цитоскелет се изразяват на поведенческо и физиологично ниво в живите същества. жив.

Това поставя в доказателство важността на всеки от елементите, които изграждат нашите клетки. Кой щеше да ни каже, че по-голямото изобилие от специфична нишка може да бъде индикатор за ранните стадии на заболяване като Алцхаймер?

В края, всеки малък компонент е още едно парче от пъзела, който поражда сложната машина, която е човешкото тяло. Ако един от тях се провали, ефектът може да достигне нива, много по-големи от няколкото микрометра или нанометра, които тази структура може да заема във физическо пространство.

Библиографски справки:

• Chesta, C.A.A. (2006). Изолиране и анализ на степента на фосфорилиране на неврофиламенти на цереброспиналната течност от пациенти със спастична парапареза тропически (докторска дисертация, Катедра по биохимия и молекулярна биология, Факултет по химични и фармацевтични науки, Университет на чили).
• Матамала, Ф., Корнехо, Р., Паредес, М., Фарфан, Е., Гаридо, О. и Алвес, Н. (2014). Сравнителен анализ на броя на неврофиламенти в седалищните нерви на плъхове, подложени на невропраксия, лекувани с лазер с ниска интензивност и терапевтичен ултразвук. Международен журнал по морфология, 32 (1), 369-374.
• Неврофиламент, клиника на Университета на Навара. Събрани на 30 август в https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (Неврология, неврохирургия и рехабилитация). Събрани на 30 август в https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Уестън, П. С. Серумен лек неврофиламент при фамилна болест на Алцхаймер.