Neurofilamendid: mis need on, komponendid ja omadused

Neurofilamendid on teatud tüüpi 7 nanomeetri paksused vahepealsed kiud, mis esinevad neuronite tsütoplasmas. Nad osalevad neuronaalse struktuuri säilitamises ja aksonite transpordis.

Mõnikord hoiavad bioloogilised struktuurid palju rohkem saladusi, kui me esialgu usume. Loodusmaailmas on teadmised praktiliselt lõpmatud, kuna need hõlmavad kihte ja morfoloogilisi kihte kuni jõuda kõigi elusolendite kõige elementaarsemate ühenditeni, aminohapete ja neid moodustavate keemiliste elementideni. Kui kaugele me selle teadmiste otsinguga jõuda tahame?

Ühest küljest on meil neuronid oma piiritletud osadega (aksonid, dendriidid ja soma), nendevaheline suhtlus sünapside kaudu, neurotransmitterid ja nende mõju ajule. Kõiki neid teemasid on juba põhjalikult käsitletud, kuid saame siiski süveneda. Sellel võimalusel kasutame võimalust teile näidata kõik, mida pead teadma neurofilamentide kohta.

• Seotud artikkel: "Millised on neuroni osad?"

Neurofilamendid: närviskelett

On uskumatu teada, et elusolendite skelett koosneb rakkudest, kuid rakud vajavad ka oma "skeleti struktuuri", et säilitada oma kuju ja funktsionaalsus. See tähendab,

leiame keeruka organisatsiooni isegi kõige elementaarsemas funktsionaalses üksuses, mille elu meile annab.

Kuna me ei saa käsitleda neurofilamentide rolli, mõistmata kõigepealt raku struktuurilist ülesehitust, peatume hetkeks tsütoskeletil ja selle funktsioonil.

Tsütoskeleti kohta

Tsütoskelett on määratletud kui kolmemõõtmeline valkude võre, mis pakub rakkudes sisemist tuge, kuid mis osaleb ka ühendite transpordis, organiseerimises ja rakkude jagunemises. Vaadeldava makroskoopilise maailmaga analoogi loomine, see keeruline võrgustik toimiks nagu hoone talad, aga ka nagu lift ja trepid. Uskumatu tõsi?

Tsütoskelett koosneb kolmest peamisest ühendist:

• Mikrofilamendid: koosnevad kahest aktiini ahelast, globulaarsest valgust. Nad säilitavad raku kuju.
• Vahefilamendid: koosnevad heterogeensemast valkude perekonnast ja tagavad nende tugevate sidemete tõttu rakuorganellidele stabiilsuse.
• Mikrotuubulid: moodustuvad alba- ja beetatubuliinist, vastutavad ainete liikumise eest rakus ja selle jagunemise eest.

Tuleb märkida, et tsütoskeleti struktuur ja dünaamika sõltuvad sellest, kuidas rakk on seotud välise (st rakuvälise maatriksi) ja pinge-, jäikuse- ja survepinged, mida see kogeb kogu oma elu jooksul. arengut. Seisame silmitsi dünaamilise ja sugugi mitte jäiga raamistikuga, mis kohandub suurepäraselt protsessiga, mida rakk igal ajahetkel läbib. Kuidas on neurofilamendid kõige eelnevaga seotud?

Tsütoplasmas navigeerimine

Vastus eelmisele küsimusele on lihtne, kuna need meid tänapäeval puudutavad struktuurid pole muud kui neuronite spetsiifilise tsütoskeleti vahefilamendid.

Nagu kõik teised rakud, neuronitel on nii struktuurne kui ka transporterfunktsiooniga skelett. See valguraamistik koosneb kolmest komponendist, mis on väga sarnased nendega, mida me kirjeldasime varem, kuna need on mikrotuubulid (või neurotuubulid), neurofilamendid (vahefilamendid) ja mikrokiud. Enne nende struktuuride morfoloogiasse eksimist määratleme neuronaalse tsütoskeleti funktsioonid:

• Vahendada organellide liikumist neuronaalse keha erinevate piirkondade vahel.
• Kinnitage teatud komponentide (nt membraani keemilised retseptorid) asukohad õigetesse kohtadesse, et need saaksid toimida.
• Määrake neuroni kolmemõõtmeline kuju.

Nagu näeme, Ilma selle valguraamistikuta ei saaks neuronid (ja seega ka inimmõte) eksisteerida sellisena, nagu me neid teame. Täna. Neurofilamendi struktuuri mõistmiseks peame põhjalikult lahkama selle morfoloogiat kuni põhitasemeni. Tee seda.

Kõigepealt peame teadma struktuuri kõige põhilisem "telliskivi", tsütokeratiin. See on oluline kiudvalk epiteelirakkude vahepealsetes filamentides, aga ka loomade küüntes, karvades ja sulgedes. Nende valkude komplekti lineaarne seostamine tekitab monomeeri ja kaks neist ahelatest keerduvad üksteise ümber dimeeriks.

Kaks keerdunud dimeeri tekitavad omakorda paksema struktuuri, tetrameerse kompleksi (tetra-neli, kuna see koosneb kokku neljast monomeerist). Mitme tetrameerse kompleksi liit moodustab protofilamendi ja kaks ühendatud protofilamenti, protofibrilli. Lõpuks annavad kolm keritud protofibrilli ihaldatud neurofilamendi.

Seega, et mõista selle vahepealse hõõgniidi struktuuri, peame ette kujutama ahelate seeriat, mis keerlevad üksteise ümber. ise, et anda DNA kaksikheeliksile kõigi jaoks "analoogne" struktuur (üle uskumatute vahemaade). teatud. Iga kord nende vahele lisatakse üha rohkem omavahel seotud ahelaid, mis suurendavad konstruktsiooni keerukust ja selle paksust. Nagu elektrijuhtmete puhul, mida rohkem kette ja mähiseid, seda suurem on lõpliku karkassi mehaaniline takistus.

Need peadpööritava struktuurse keerukusega neurofilamendid jaotuvad tsütoplasmas neuron ja silda neurotuubuleid ning ühendada rakumembraani, mitokondrid ja polüribosoomid. Tuleb märkida, et need on tsütoskeleti kõige levinumad komponendid, kuna need esindavad neuroni sisemist struktuurilist tuge.

• Teid võivad huvitada: "Neuroni tsütoskelett: osad ja funktsioonid"

Praktilised juhtumid

Kõik ei ole taandatud mikroskoopiliseks maailmaks, kuna tsütoskeleti koostis, nii üllatav kui see ka ei tundu, määrab elusolendite reaktsioonid keskkonnale ja nende närviülekande tõhususe.

Näiteks on uuringud uurinud neuraalsete vahefilamentide arvukust imetajatel närilistel pärast ajukahjustused ja sellele järgnev kokkupuude madala intensiivsusega laser- ja ultraheliraviga teraapia. Närvikahjustused on korrelatsioonis neurofilamentide vähenemisega igas neuronis., kuna seda tüüpi mehaaniline pinge vähendab aksoni kaliibrit ja trauma saanud raku "tervist" (keerulisema termini puudumisel).

Tulemused on paljastavad, kuna hiired, kellele tehti kirjeldatud ravi, suurendasid nende filamentide arvu rakutasandil. Seda tüüpi katsed näitavad seda Madala intensiivsusega laserteraapiad (LBI) võivad mängida olulist rolli vigastatud närvide regenereerimisel pärast traumat.

Väljaspool mikroskoopilist maailma: filamendid ja Alzheimeri tõbi

Me läheme kaugemale, sest lisaks eksperimentaalsetele uuringutele laboratoorsete närilistega on tsütoskeleti komponentfilamentide koostise ja arvu mõju selliste haiguste korral nagu alzheimer.

Näiteks, seerumi neurofilament light (Nfl) kontsentratsioon on suurenenud perekondliku Alzheimeri tõvega inimestel enne kui haiguse sümptomid üldse ilmnevad. Seetõttu võivad need toimida patoloogia mitteinvasiivsete bioindikaatoritena, et kontrollida seda varases staadiumis. Loomulikult on nende teadmiste tsementeerimiseks vaja veel rohkem teavet ja uuringuid, kuid alused on juba loodud.

Kokkuvõte

Nagu oleme suutnud jälgida, ei ole neurofilamentide maailm taandatud ainult struktuurseks valguraamistikuks. Me liigume nanoskoopiliste skaalade poole, kuid selgelt nende komponentide rohkuse mõju neuronaalse tsütoskeleti olulised elemendid väljenduvad elusolendite käitumuslikul ja füsioloogilisel tasandil. elus.

See annab tõendeid iga meie rakke moodustava elemendi tähtsust. Kes kavatses meile öelda, et konkreetse hõõgniidi suurem arvukus võib olla sellise haiguse nagu Alzheimeri tõve varase staadiumi näitaja?

Lõpuks, iga väike komponent on veel üks pusletükk, mis loob keeruka masina, milleks on inimkeha. Kui üks neist ebaõnnestub, võib mõju ulatuda palju suuremateni kui need mõned mikromeetrid või nanomeetrid, mida see struktuur võib füüsilises ruumis hõivata.

Bibliograafilised viited:

• Chesta, C.A.A. (2006). Spastilise parapareesiga patsientide tserebrospinaalvedeliku neurofilamentide isoleerimine ja fosforüülimise astme analüüs troopiline (doktori väitekiri, biokeemia ja molekulaarbioloogia osakond, keemia- ja farmaatsiateaduskond, ülikool tšilli).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O. ja Alves, N. (2014). Madala intensiivsusega laseri ja terapeutilise ultraheliga töödeldud neuropraksia all kannatavate rottide istmikunärvide neurofilamentide arvu võrdlev analüüs. International Journal of Morphology, 32(1), 369-374.
• Neurofilament, Navarra ülikooli kliinik. Kogutud 30. augustil aastal https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (neuroloogia, neurokirurgia ja taastusravi). Kogutud 30. augustil aastal https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Weston, P. S. Seerumi valguse neurofilament perekondliku Alzheimeri tõve korral.