Neurofilamenta: co jsou, komponenty a vlastnosti

Neurofilamenta jsou typem intermediálních filament o tloušťce 7 nanometrů přítomných v cytoplazmě neuronů. Podílejí se na udržování neuronální struktury a na axonálním transportu.

Někdy biologické struktury uchovávají mnohem více tajemství, než si zpočátku myslíme. Ve světě přírody jsou znalosti prakticky nekonečné, protože pokrývají vrstvy a morfologické vrstvy až do dosáhnout nejzákladnějších sloučenin jakékoli živé bytosti, aminokyselin a chemických prvků, které je tvoří. Jak daleko chceme v tomto hledání poznání zajít?

Na jedné straně máme neurony s jejich ohraničenými úseky (axon, dendrity a soma), komunikaci mezi nimi přes synapse, neurotransmitery a jejich účinky na mozek. Všechna tato témata již byla obsáhle probrána, ale stále můžeme sáhnout hlouběji. Při této příležitosti využíváme příležitosti, abychom vám to ukázali vše, co potřebujete vědět o neurofilamentech.

• Související článek: "Jaké jsou části neuronu?"

Neurofilamenta: nervový skelet

Je neuvěřitelné vědět, že kostru živých bytostí tvoří buňky, ale že buňky také potřebují svou vlastní „kosterní strukturu“, aby si zachovaly svůj tvar a funkčnost. to znamená,

najdeme složitou organizaci i v té nejzákladnější funkční jednotce, kterou nám život dává.

Protože se nemůžeme zabývat úlohou neurofilament, aniž bychom nejprve porozuměli strukturní organizaci buňky, zastavíme se na chvíli u cytoskeletu a jeho funkce.

O cytoskeletu

Cytoskelet je definován jako trojrozměrná mřížka proteinů, která poskytuje vnitřní podporu v buňkách, který se ale také podílí na transportu sloučenin, organizaci a buněčném dělení. Vytvoření analogie s pozorovatelným makroskopickým světem, tato složitá síť by fungovala jako trámy budovy, ale také jako výtah a schodiště. Neuvěřitelná pravda?

Cytoskelet se skládá ze tří hlavních sloučenin:

• Mikrofilamenta: skládají se ze dvou řetězců aktinu, globulárního proteinu. Udržují tvar buňky.
• Intermediární filamenta: skládají se z heterogennější rodiny proteinů a poskytují stabilitu buněčným organelám díky svým silným vazbám.
• Mikrotubuly: tvoří je alba a beta tubulin, zodpovídají za pohyb látek uvnitř buňky a její dělení.

Je třeba poznamenat, že struktura a dynamika cytoskeletu závisí na způsobu, jakým je buňka spojena s zevnějšek (tj. extracelulární matrix) a namáhání tahem, tuhostí a tlakem, které zažívá během svého života. rozvoj. Stojíme před dynamickým a v žádném případě rigidním rámcem, který se dokonale přizpůsobí procesu, kterým buňka v daném okamžiku prochází. Nyní, jak souvisí neurofilamenta se vším výše uvedeným?

Navigace v cytoplazmě

Odpověď na předchozí otázku je jednoduchá, protože tyto struktury, které se nás dnes týkají, nejsou nic jiného než intermediární vlákna specifického cytoskeletu neuronů.

Stejně jako všechny ostatní buňky, neurony mají kostru jak strukturální, tak transportní funkce. Tento proteinový rámec se skládá ze tří složek, velmi podobných těm, které jsme popsali dříve, protože jsou to mikrotubuly (nebo neurotubuly), neurofilamenta (intermediární vlákna) a mikrovlákna. Než se ztratíme v morfologii těchto struktur, definujme funkce neuronového cytoskeletu:

• Zprostředkovávají pohyb organel mezi různými oblastmi těla neuronů.
• Opravte umístění určitých součástí (jako jsou membránové chemické receptory) na správných místech, aby mohly fungovat.
• Určete trojrozměrný tvar neuronu.

Jak můžeme vidět, Bez tohoto proteinového rámce by neurony (a tedy lidské myšlení) nemohly existovat tak, jak je známe. Dnes. Abychom porozuměli struktuře neurofilamentu, musíme rozsáhle rozebrat jeho morfologii až na bazální úroveň. Jít na to.

Nejprve musíme vědět nejzákladnější „cihla“ struktury, cytokeratin. Jedná se o základní vláknitý protein v intermediálních filamentech epiteliálních buněk, stejně jako nehtů, vlasů a peří zvířat. Spojení sady těchto proteinů lineárním způsobem dává vzniknout monomeru a dva z těchto řetězců navinutých kolem sebe k dimeru.

Dva stočené dimery zase dávají vzniknout tlustší struktuře, tetramernímu komplexu (tetra-čtyři, protože je tvořen celkem čtyřmi monomery). Spojení několika tetramerních komplexů tvoří protofilamenta a dvě spojená protofilamenta, protofibrilu. Nakonec tři stočené protofibrily dávají vzniknout hledanému neurofilamentu.

Abychom tedy porozuměli struktuře tohoto středního vlákna, musíme si představit řadu řetězů vinutých kolem sebe. na sebe, aby poskytly „analogickou“ strukturu (na neuvěřitelné vzdálenosti) dvojité šroubovici DNA pro všechny známý. Pokaždé Mezi ně se přidává stále více propojených řetězců, čímž se zvyšuje složitost konstrukce a její tloušťka. Stejně jako u elektrického vedení platí, že čím více řetězů a vinutí, tím větší je mechanická odolnost konečné konstrukce.

Tato neurofilamenta se závratnou strukturní složitostí jsou distribuována v cytoplazmě neuronu a přemosťuje neurotubuly a spojuje buněčnou membránu, mitochondrie a polyribozomy. Je třeba poznamenat, že jsou nejhojnějšími složkami cytoskeletu, protože představují vnitřní strukturální podporu neuronu.

• Mohlo by vás zajímat: „Cytoskelet neuronu: části a funkce“

Praktické případy

Ne vše se redukuje na mikroskopický svět, protože složení cytoskeletu, jakkoli se to může zdát překvapivé, podmiňuje reakce živých bytostí na prostředí a účinnost jejich nervových přenosů.

Studie například zkoumaly hojnost nervových mezilehlých vláken u savců hlodavců po mozkové léze a následné vystavení nízkointenzivním laserovým a ultrazvukovým terapiím za účelem terapie. Poškození nervů koreluje s poklesem neurofilament v každém neuronu., protože tento typ mechanického namáhání snižuje kalibr axonu a „zdraví“ (pro nedostatek složitějšího termínu) buňky vystavené traumatu.

Výsledky jsou odhalující, protože myši, které byly podrobeny popsaným terapiím, zvýšily počet těchto vláken na buněčné úrovni. Tyto typy experimentů to ukazují Laserová terapie nízké intenzity (LBI) může hrát zásadní roli při regeneraci poraněných nervů po traumatu.

Mimo mikroskopický svět: vlákna a Alzheimerova choroba

Jdeme dále, protože nad rámec experimentálních studií s laboratorními hlodavci vliv složení a počtu složkových filament cytoskeletu u nemocí jako je např alzheimer.

Například, Koncentrace světla neurofilament v séru (Nfl) je zvýšená u lidí s familiární Alzheimerovou chorobou než se vůbec začnou projevovat příznaky onemocnění. Proto by tyto mohly působit jako neinvazivní bioindikátory patologie k její kontrole od nejranějších fází. K upevnění těchto znalostí je samozřejmě stále zapotřebí více informací a studia, ale základy již byly položeny.

souhrn

Jak jsme mohli pozorovat, svět neurofilament není redukován pouze na strukturální proteinový rámec. Přesuneme se k nanoskopickým měřítkům, ale jednoznačně jsou účinky hojnosti těchto složek základní prvky neuronového cytoskeletu jsou exprimovány na behaviorální a fyziologické úrovni u živých bytostí. naživu.

To dává důkazy důležitosti každého z prvků, které tvoří naše buňky. Kdo by nám řekl, že větší množství specifického vlákna může být indikátorem raných fází onemocnění, jako je Alzheimerova choroba?

Na konci, každá malá součástka je dalším dílem skládačky, která dává vzniknout sofistikovanému stroji, kterým je lidské tělo. Pokud jeden z nich selže, účinek může dosáhnout úrovní mnohem větších, než je několik mikrometrů nebo nanometrů, které tato struktura může zabírat ve fyzickém prostoru.

Bibliografické odkazy:

• Chesta, C.A.A. (2006). Izolace a analýza stupně fosforylace neurofilament mozkomíšního moku od pacientů se spastickou paraparézou tropické (doktorská disertační práce, Ústav biochemie a molekulární biologie Fakulty chemických a farmaceutických věd Univerzity of Chilli).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Srovnávací analýza počtu neurofilament v sedacích nervech potkanů ​​vystavených neuropraxii léčených laserem s nízkou intenzitou a terapeutickým ultrazvukem. International Journal of Morphology, 32(1), 369-374.
• Neurofilament, klinika University of Navarra. Sbíráno 30. srpna in https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (Neurologie, neurochirurgie a rehabilitace). Sbíráno 30. srpna in https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Weston, P. S. Sérová světelná neurofilamenta u familiární Alzheimerovy choroby.