Gliaceller: meget mere end lim fra neuroner

Det er meget almindeligt, at når vi taler om en persons intelligens, henviser vi specifikt til en meget specifik type celler: neuroner. Således er det normalt at kalde mononeuronal til dem, der tilskriver lav intelligens på en nedsættende måde. Imidlertid, ideen om, at hjernen i det væsentlige svarer til et sæt neuroner, er i stigende grad forældet.

Den menneskelige hjerne indeholder mere end 80 milliarder neuroner, men dette tegner sig kun for 15% af de samlede celler i dette sæt organer.

De resterende 85% er optaget af en anden type mikroskopisk krop: de såkaldte gliaceller.. Som en helhed, disse celler danne et stof kaldet glia eller neuroglia, som strækker sig gennem alle fordybningerne i nervesystemet.

I øjeblikket er glia et af de fagområder, der har størst fremskridt inden for neurovidenskaben, søger at afsløre alle sine opgaver og interaktioner, som de udfører, så nervesystemet fungerer som det gør. Og det er, at hjernen i øjeblikket ikke kan forstås uden at forstå inddragelsen af ​​gliaen.

Opdagelsen af ​​gliaceller

Udtrykket neuroglia blev opfundet i 1856 af den tyske patolog Rudolf Virchow. Dette er et ord, der på græsk betyder "neuronal (neuro) lim (glia)", da på tidspunktet for dets opdagelse neuroner blev anset for at være bundet sammen for at danne nerver og det er mere end axon det var en samling celler i stedet for en del af neuronen. Derfor blev det antaget, at disse celler, som de fandt nær neuronerne, var der for at hjælpe med at strukturere nerven og lette foreningen mellem dem og intet andet. En ret passiv og hjælpe rolle kort sagt.

I 1887 konkluderede den berømte forsker Santiago Ramón y Cajal, at der var neuroner uafhængige enheder, og som blev adskilt fra de andre af et lille rum, der senere blev kendt Hvad synaptisk rum. Dette tjente til at modbevise ideen om, at axoner var mere end bare dele af uafhængige nerveceller. Imidlertid forblev ideen om glial passivitet. I dag dog dens betydning bliver opdaget at være meget større end tidligere antaget.

På en måde er det ironisk, at det navn, der er givet neuroglia, er det. Det er rigtigt, at det hjælper i strukturen, men det udfører ikke kun denne funktion, men de er også til din beskyttelse, reparation af beskadiger, forbedrer nerveimpulsen, giver energi og styrer endda informationsstrømmen blandt mange flere funktioner opdaget. De er et stærkt værktøj til nervesystemet.

Glial-celletyper

Neuroglia er et sæt forskellige typer celler, som har det til fælles, at de findes i nervesystemet og ikke er neuroner.

Der er en hel række forskellige typer gliaceller, men jeg vil fokusere på at tale om de fire klasser, der betragtes som vigtigere såvel som i forklaringen af ​​de mest fremtrædende funktioner opdaget op til i dag. Som jeg har sagt, udvikler dette felt inden for neurovidenskab sig mere hver dag, og helt sikkert i fremtiden vil der være nye detaljer, der er ukendte i dag.

1. Schwann-celler

Navnet på denne gliacelle er til ære for sin opdager, Theodore Schwann, bedst kendt som en af ​​celleteoriens fædre. Denne type gliacelle er den eneste, der findes i det perifere nervesystem (PNS), det vil sige i nerverne, der løber i hele kroppen.

Mens han studerede anatomi af nervefibre hos dyr, observerede Schwann nogle celler, der var fastgjort langs axonen og gav følelsen af ​​at være noget som lille "Perler"; Ud over dette gav han dem ikke mere betydning. I fremtidige undersøgelser blev det opdaget, at disse mikroskopiske perleformede elementer faktisk var myelinskeder, et vigtigt produkt, der genererer denne type celle.

Myelin er et lipoprotein, der giver isolering mod elektrisk impuls til axonendet vil sige, det gør det muligt at holde handlingspotentialet i længere tid og i større afstand, hvilket får de elektriske skud til at gå hurtigere og ikke spredes gennem neuronmembranen. Det vil sige, de fungerer som gummi, der dækker et kabel.

Schwann-celler de har evnen til at udskille forskellige neurotrofiske komponenter, herunder "Nerve Growth Factor" (NCF), den første vækstfaktor, der findes i nervesystemet. Dette molekyle tjener til at stimulere væksten af ​​neuroner under udvikling. Derudover, da denne type neuroglia omgiver axonen som et rør, har den også en indflydelse på at markere den retning, den skal vokse i.

Ud over dette er det blevet set, at når en nerve i PNS er blevet beskadiget, FCN udskilles, så neuronen kan vokse tilbage og genvinde sin funktionalitet. Dette forklarer processen, hvorved den midlertidige lammelse, som muskler lider efter at have lidt en tåre, forsvinder.

De tre forskellige Schwann-celler

For tidlige anatomister var der ingen forskelle i Schwann-celler, men med fremskridt i mikroskopi har været i stand til at differentiere op til tre forskellige typer med strukturer og funktioner godt differentieret. Dem, som jeg har beskrevet, er de "myeliniske", da de producerer myelin og er de mest almindelige.

Imidlertid, i neuroner med korte axoner findes en anden type Schwann-celle kaldet "umyelineret"da det ikke producerer myelinskeder. Disse er større end de foregående, og indeni rummer de mere end en axon ad gangen. De ser ikke ud til at producere myelinskeder, da det med sin egen membran allerede fungerer som isolering for disse mindre axoner.

Den sidste type af denne form for neuroglia findes i synapsen mellem neuroner og muskler. De er kendt som terminale eller perisynaptiske Schwann-celler. (mellem synapsen). Dens nuværende rolle blev afsløret i et eksperiment udført af Richard Robitaille, en neurobiolog ved University of Montreal. Testen bestod af at tilføje en falsk messenger til disse celler for at se, hvad der skete. Resultatet var, at responsen udtrykt af musklen blev ændret. I nogle tilfælde blev sammentrækningen øget, i andre tilfælde faldt den. Konklusionen var, at denne type glia regulerer informationsstrømmen mellem neuron og muskel.

2. Oligodendrocytter

Inden for det centrale nervesystem (CNS) er der ingen Schwann-celler, men neuroner har en anden form for myelinbelægning takket være en alternativ type gliaceller. Denne funktion udføres den sidste af de store typer neuroglia opdaget: den ene dannet af oligodendrocytter.

Deres navn henviser til, hvordan de første anatomister, der fandt dem, beskrev dem; en celle med et væld af små udvidelser. Men sandheden er, at navnet ikke ledsager dem meget, siden en tid senere var en elev af Ramón og Cajal, Pío del Río-Hortega, designet forbedringer i den plet, der blev brugt på det tidspunkt, og afslørede den sande morfologi: en celle med et par lange forlængelser, som arme.

Myelin i CNS

En forskel mellem oligodendrocytter og myeliniserede Schwann-celler er, at førstnævnte ikke omslutter axonen med sin krop, men de gør det med deres lange forlængelser, som om de var tentakler af en blæksprutte, og det er gennem dem, at myelin udskilles. Derudover er myelinet i CNS ikke kun der for at isolere neuronen.

Som Martin Schwab demonstrerede i 1988, hindrer aflejring af myelin på axonen i dyrkede neuroner deres vækst. På udkig efter en forklaring var Schwab og hans team i stand til at rense flere myelinproteiner, der forårsager denne hæmning: Nogo, MAG og OMgp. Det sjove er, at det er blevet set, at MAG-proteinet i de tidlige stadier af hjernens udvikling af myelin stimulerer væksten af ​​neuronen og udfører en invers funktion til neuronen i Voksne. Årsagen til denne hæmning er et mysterium, men forskere håber, at dens rolle snart vil blive kendt.

Et andet protein, der blev fundet i 90'erne, findes også i myelin, denne gang af Stanley B. Prusiner: Prion Protein (PrP). Dens funktion i en normal tilstand er ukendt, men i en muteret tilstand bliver det en Prion og genererer en variant af Creutzfeldt-Jakobs sygdom, almindeligvis kendt som ko sygdom helt vildt. Prionen er et protein, der får autonomi og inficerer alle cellerne i glia, som genererer neurodegeneration.

3. Astrocytter

Denne type gliacelle blev beskrevet af Ramón y Cajal. Under sine observationer af neuroner bemærkede han, at der var andre celler i nærheden af ​​neuronerne, stjerneformede; deraf navnet. Det er placeret i CNS og synsnerven og er muligvis en af ​​glia, der udfører et større antal funktioner. Dens størrelse er to til ti gange større end en neurons størrelse, og den har meget forskellige funktioner

Blod hjerne barrieren

Blod strømmer ikke direkte ind i CNS. Dette system er beskyttet af Blood Brain Barrier (BBB), en meget selektiv permeabel membran. Astrocytter deltager aktivt i det, har ansvaret for at filtrere, hvad der kan ske med den anden side, og hvad ikke. Hovedsageligt tillader de indgang af ilt og glukose for at kunne fodre neuronerne.

Men hvad sker der, hvis denne barriere er beskadiget? Ud over de problemer, der genereres af immunsystemet, rejser grupper af astrocytter til det beskadigede område og slutter sig til hinanden for at danne en midlertidig barriere og stoppe blødning.

Astrocytter har evnen til at syntetisere et fibrøst protein kendt som GFAP, hvormed de får robusthed, ud over at udskille et andet efterfulgt af proteiner, der giver dem mulighed for at få uigennemtrængelighed. Parallelt udskiller astrocytter neurotrofer for at stimulere regenerering i området.

Genopladning af kaliumbatteri

En anden af ​​de beskrevne funktioner i astrocytter er deres aktivitet for at opretholde handlingspotentialet. Når en neuron genererer en elektrisk impuls, samler den natriumioner (Na +) for at blive mere positiv udefra. Denne proces, hvormed de elektriske ladninger uden for og inden i neuronerne manipuleres, producerer en tilstand kendt som depolarisering, hvilket får de elektriske impulser, der bevæger sig gennem neuronen, til at blive født, indtil de ender i det synaptiske rum. Under din rejse cellemiljøet søger altid balancen i den elektriske ladning, så denne gang mister det kaliumioner (K ​​+), for at udligne med det ekstracellulære miljø.

Hvis dette altid skete, ville der i sidste ende dannes en mætning af kaliumioner udenfor, hvilket ville betyde, at disse ioner ville stoppe med at forlade neuronen, og dette ville resultere i manglende evne til at generere elektrisk impuls. Det er her astrocytter kommer ind i billedet, hvem de absorberer disse ioner indeni for at rense det ekstracellulære rum og lade mere kaliumioner udskilles. Astrocytter har ikke noget problem med opladning, da de ikke kommunikerer med elektriske impulser.

4. Microglia

Den sidste af de fire hovedformer af neuroglia er mikroglia.. Dette blev opdaget før oligodendrocytter, men det blev anset for at komme fra blodkar. Det indtager mellem 5 og 20 procent af glia-befolkningen i CNS, og dens betydning er baseret på det faktum, at det er grundlaget for hjernens immunsystem. Ved at have beskyttelsen af ​​blod-hjerne-barrieren er fri passage af celler ikke tilladt, og dette inkluderer immunsystemets. Dermed, hjernen har brug for sit eget forsvarssystem, og dette er dannet af denne type glia.

CNS-immunsystemet

Denne gliacelle er meget mobil, så den kan reagere hurtigt på ethvert problem, den støder på i CNS. Mikroglia har evnen til at fortære beskadigede celler, bakterier og vira såvel som at frigive en række kemiske stoffer, som de kan kæmpe mod angribere med. Men brugen af ​​disse elementer kan forårsage sikkerhedsskade, da den også er giftig for neuroner. Derfor skal de efter konfrontationen producere neurotrofe astrocytter for at lette regenerering af det berørte område.

Tidligere talte jeg om beskadigelse af BBB, et problem, der til dels genereres af bivirkninger af mikroglia, når leukocytter krydser BBB og kommer ind i hjernen. Det indre af CNS er en ny verden for disse celler, og de reagerer primært som ukendte, som om det var en trussel, der genererer et immunrespons mod det. Microglia indleder forsvaret og forårsager det, vi kunne sige, en "borgerkrig", som forårsager meget skade på neuroner.

Kommunikation mellem glia og neuroner

Som du har set udfører gliacellerne en lang række opgaver. Men et afsnit, der ikke har været klart, er, om neuroner og glia kommunikerer med hinanden. De første forskere indså allerede, at gliaen i modsætning til neuroner ikke genererer elektriske impulser. Men dette ændrede sig, da Stephen J. Smith kontrollerede, hvordan de kommunikerer, både med hinanden og med neuroner.

Smith havde intuitionen, at neuroglia bruger calciumionen (Ca2 +) til at overføre information, da dette element er det mest anvendte af celler generelt. På en eller anden måde sprang han og hans holdkammerater ud i puljen med denne tro (når alt kommer til alt, "populariteten" af en ion fortæller os heller ikke meget om dens specifikke funktioner), men de fik det rigtigt.

Disse forskere designede et eksperiment, der bestod af en kultur af astrocytter, hvortil der blev tilsat fluorescerende calcium, som gør det muligt at se deres position gennem fluorescensmikroskopi. Derudover tilføjede han en meget almindelig neurotransmitter, glutamat. Resultatet blev øjeblikkeligt. I ti minutter de var i stand til at se, hvordan fluorescensen kom ind i astrocytterne og rejste mellem cellerne, som om det var en bølge. Med dette eksperiment viste de, at gliaen kommunikerer med hinanden og med neuronen, da uden neurotransmitteren starter bølgen ikke.

Det seneste kendte om gliaceller

Gennem nyere forskning har glia vist sig at detektere alle typer neurotransmittere. Desuden har både astrocytter og mikroglia evnen til at fremstille og frigive neurotransmittere (skønt ved disse elementer kaldes gliotransmittere, fordi de stammer fra glia) og påvirker således synapserne af neuroner.

Et nuværende studieretning ser op hvor gliaceller påvirker den generelle hjernefunktion og komplekse mentale processer, Hvad Læringen, hukommelsen eller drømmen.