Neurofilamente: was sie sind, Komponenten und Eigenschaften

Neurofilamente sind eine Art von 7 Nanometer dicken Zwischenfilamenten, die im Zytoplasma von Neuronen vorhanden sind. Sie sind an der Aufrechterhaltung der neuronalen Struktur und am axonalen Transport beteiligt.

Manchmal bergen biologische Strukturen viel mehr Geheimnisse, als wir zunächst glauben. In der Welt der Natur ist das Wissen praktisch unendlich, da es Schichten und morphologische Schichten umfasst erreichen die grundlegendsten Verbindungen aller Lebewesen, Aminosäuren und die chemischen Elemente, aus denen sie bestehen. Wie weit wollen wir bei dieser Erkenntnissuche gehen?

Auf der einen Seite haben wir die Neuronen mit ihren abgegrenzten Abschnitten (Axon, Dendriten und Soma), die Kommunikation zwischen ihnen durch die Synapsen, die Neurotransmitter und ihre Wirkung auf das Gehirn. Alle diese Themen wurden bereits ausführlich behandelt, aber wir können noch tiefer graben. Bei dieser Gelegenheit nutzen wir die Gelegenheit, es Ihnen zu zeigen alles, was Sie über Neurofilamente wissen müssen.

• Verwandter Artikel: "Was sind die Teile des Neurons?"

Neurofilamente: das neurale Skelett

Es ist unglaublich zu wissen, dass das Skelett von Lebewesen aus Zellen besteht, aber dass Zellen auch ihre eigene "Skelettstruktur" benötigen, um ihre Form und Funktionalität zu erhalten. Das heißt, Wir finden eine komplexe Organisation selbst in der grundlegendsten Funktionseinheit, die uns das Leben gibt.

Da wir uns nicht mit der Rolle von Neurofilamenten befassen können, ohne zuerst die strukturelle Organisation einer Zelle zu verstehen, werden wir einen Moment auf das Zytoskelett und seine Funktion eingehen.

Über das Zytoskelett

Das Zytoskelett ist definiert als ein dreidimensionales Gitter aus Proteinen, das in Zellen inneren Halt bietet, das aber auch am Transport von Verbindungen, der Organisation und der Zellteilung beteiligt ist. Eine Analogie zur beobachtbaren makroskopischen Welt herstellen, Dieses komplexe Netzwerk würde wie die Balken eines Gebäudes wirken, aber auch wie der Aufzug und die Treppe. Unglaublich wahr?

Das Zytoskelett besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Mikrofilamente: bestehen aus zwei Aktinketten, einem kugelförmigen Protein. Sie erhalten die Form der Zelle.
• Zwischenfilamente: Bestehend aus einer heterogeneren Familie von Proteinen, verleihen sie den Zellorganellen aufgrund ihrer starken Verbindungen Stabilität.
• Mikrotubuli: Sie werden aus Alba- und Beta-Tubulin gebildet und sind für die Bewegung von Substanzen innerhalb der Zelle und ihre Teilung verantwortlich.

Es sollte beachtet werden, dass die Struktur und Dynamik des Zytoskeletts von der Art und Weise abhängen, in der die Zelle mit dem verwandt ist Äußere (d. h. die extrazelluläre Matrix) und die Belastungen durch Spannung, Steifheit und Kompression, die sie während ihres gesamten Lebens erfährt. Entwicklung. Wir stehen vor einem dynamischen und keineswegs starren Rahmen, der passt sich hervorragend an den Prozess an, den die Zelle zu einem bestimmten Zeitpunkt durchläuft. Nun, wie hängen Neurofilamente mit all dem oben Genannten zusammen?

Navigieren im Zytoplasma

Die Antwort auf die vorherige Frage ist einfach, da diese Strukturen, die uns heute beschäftigen, nichts anderes sind als Zwischenfilamente des spezifischen Zytoskeletts von Neuronen.

Wie alle anderen Zellen, Neuronen haben ein Skelett aus sowohl struktureller als auch Transporterfunktion. Dieses Proteingerüst besteht aus drei Komponenten, die den von uns beschriebenen sehr ähnlich sind zuvor, da sie die Mikrotubuli (oder Neurotubuli), Neurofilamente (Zwischenfilamente) und sind Mikrofilamente. Bevor wir uns in der Morphologie dieser Strukturen verlieren, wollen wir die Funktionen des neuronalen Zytoskeletts definieren:

• Vermittlung der Bewegung von Organellen zwischen verschiedenen Bereichen des neuronalen Körpers.
• Fixieren Sie die Position bestimmter Komponenten (z. B. membranchemischer Rezeptoren) an den richtigen Stellen, damit sie funktionieren können.
• Bestimmen Sie die dreidimensionale Form des Neurons.

Wie wir sehen können, Ohne dieses Proteingerüst könnten Neuronen (und damit das menschliche Denken) nicht existieren, wie wir sie kennen. Heute. Um die Struktur eines Neurofilaments zu verstehen, müssen wir seine Morphologie ausführlich bis auf eine grundlegende Ebene analysieren. Tue es.

Zuerst müssen wir es wissen der grundlegendste „Baustein“ der Struktur, Zytokeratin. Dies ist ein essentielles Faserprotein in den Zwischenfilamenten von Epithelzellen sowie Nägeln, Haaren und Federn von Tieren. Die lineare Assoziation eines Satzes dieser Proteine ​​führt zu einem Monomer, und zwei dieser Ketten, die umeinander gewunden sind, zu einem Dimer.

Aus zwei gewundenen Dimeren entsteht wiederum eine dickere Struktur, der tetramere Komplex (Tetra-Four, da er aus insgesamt vier Monomeren besteht). Die Vereinigung mehrerer tetramerer Komplexe bildet ein Protofilament und zwei verbundene Protofilamente eine Protofibrille. Aus drei gewundenen Protofibrillen entsteht schließlich das gesuchte Neurofilament.

Um also die Struktur dieses Zwischenfadens zu verstehen, müssen wir uns eine Reihe von Ketten vorstellen, die sich umeinander winden. auf sich genommen, um der Doppelhelix der DNA für alle eine "analoge" Struktur (über die unglaublichen Entfernungen) zu geben bekannt. Jedes Mal Immer mehr miteinander verbundene Ketten werden zwischen ihnen hinzugefügt, was die Komplexität der Struktur und ihre Dicke erhöht. Wie bei der elektrischen Verkabelung gilt: Je mehr Ketten und Wicklungen vorhanden sind, desto größer ist der mechanische Widerstand des endgültigen Rahmens.

Diese Neurofilamente mit einer schwindelerregenden strukturellen Komplexität sind im Zytoplasma der Neuron und überbrücken die Neurotubuli und verbinden die Zellmembran, Mitochondrien und Polyribosomen. Es sollte beachtet werden, dass sie die am häufigsten vorkommenden Komponenten des Zytoskeletts sind, da sie die innere strukturelle Stütze des Neurons darstellen.

• Das könnte Sie interessieren: "Zytoskelett des Neurons: Teile und Funktionen"

Fälle aus der Praxis

Nicht alles wird auf eine mikroskopische Welt reduziert, da die Zusammensetzung des Zytoskeletts, so überraschend es scheinen mag, bedingt die Reaktionen von Lebewesen auf die Umwelt und die Effizienz ihrer Nervenübertragungen.

Zum Beispiel haben Studien die Häufigkeit von neuralen Zwischenfilamenten in Säugetiernagern nach untersucht Hirnläsionen und anschließende Exposition gegenüber Laser- und Ultraschalltherapien mit geringer Intensität zum Zwecke der Therapie. Nervenschäden korrelieren mit einer Abnahme der Neurofilamente in jedem Neuron., da diese Art von mechanischer Belastung das Kaliber des Axons und die „Gesundheit“ (in Ermangelung eines komplexeren Begriffs) der traumatisierten Zelle verringert.

Die Ergebnisse sind aufschlussreich, da die Mäuse, die den beschriebenen Therapien unterzogen wurden, die Anzahl dieser Filamente auf zellulärer Ebene erhöhten. Diese Art von Experimenten zeigen das Lasertherapien mit niedriger Intensität (LBI) können eine wesentliche Rolle bei der Regeneration verletzter Nerven spielen nach Trauma.

Jenseits der mikroskopischen Welt: Filamente und Alzheimer

Wir gehen weiter, denn über die experimentellen Studien mit Labornagetieren hinaus, die Wirkung der Zusammensetzung und Anzahl der Filamentbestandteile des Zytoskeletts bei Erkrankungen wie z Alzheimer.

Zum Beispiel, Die Serum-Neurofilament-Light (Nfl)-Konzentration ist bei Menschen mit familiärer Alzheimer-Krankheit erhöht bevor die Krankheitssymptome überhaupt auftreten. Daher könnten diese als nicht-invasive Bioindikatoren der Pathologie dienen, um sie von den frühesten Stadien an zu kontrollieren. Natürlich sind noch weitere Informationen und Studien erforderlich, um dieses Wissen zu festigen, aber die Grundlagen sind bereits gelegt.

Zusammenfassung

Wie wir beobachten konnten, reduziert sich die Welt der Neurofilamente nicht nur auf ein strukturelles Proteingerüst. Wir bewegen uns auf nanoskopische Skalen, aber die Auswirkungen der Fülle dieser Komponenten sind deutlich Wesentliche Elemente des neuronalen Zytoskeletts werden auf Verhaltens- und physiologischer Ebene in Lebewesen exprimiert. lebendig.

Dies beweist die Bedeutung jedes der Elemente, aus denen unsere Zellen bestehen. Wer würde uns sagen, dass eine größere Häufigkeit eines bestimmten Filaments ein Indikator für die frühen Stadien einer Krankheit wie Alzheimer sein könnte?

Schließlich, Jede kleine Komponente ist ein weiteres Stück des Puzzles, aus dem die ausgeklügelte Maschine entsteht, die der menschliche Körper ist. Wenn einer von ihnen ausfällt, kann der Effekt viel größer sein als die wenigen Mikrometer oder Nanometer, die diese Struktur in einem physischen Raum einnehmen kann.

Bibliographische Referenzen:

• Chesta, C.A.A. (2006). Isolierung und Analyse des Phosphorylierungsgrades der Neurofilamente der Zerebrospinalflüssigkeit von Patienten mit spastischer Paraparese Tropical (Doktorarbeit, Institut für Biochemie und Molekularbiologie, Fakultät für Chemische und Pharmazeutische Wissenschaften, Universität von Chili).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Vergleichende Analyse der Anzahl von Neurofilamenten in Ischiasnerven von Ratten, die einer Neuropraxie unterzogen wurden, die mit Laser niedriger Intensität und therapeutischem Ultraschall behandelt wurde. Internationale Zeitschrift für Morphologie, 32(1), 369-374.
• Neurofilament, Klinik der Universität Navarra. Gesammelt am 30. August in https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (Neurologie, Neurochirurgie und Rehabilitation). Gesammelt am 30. August in https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Westen, P. S. Serumleichtes Neurofilament bei familiärer Alzheimer-Krankheit.