Gliasolut: paljon enemmän kuin neuronien liima

On hyvin yleistä, että puhuessamme henkilön älykkyydestä viitataan nimenomaan hyvin erityiseen solutyyppiin: neuroneihin. Siksi on normaalia kutsua mononeuronaaliseksi niille, jotka pitävät matalaa älykkyyttä halveksivalla tavalla. Kuitenkin, ajatus siitä, että aivot vastaavat olennaisesti hermosarjaa, on yhä vanhentunut.

Ihmisen aivot sisältävät yli 80 miljardia neuronia, mutta tämä on vain 15% tämän elinten joukon soluista.

Loput 85% on toisen tyyppisen mikroskooppisen elimen käytössä: niin kutsutut gliasolut.. Nämä solut kokonaisuutena muodostavat aineen nimeltä glia tai neuroglia, joka ulottuu kaikkien hermoston syvennysten läpi.

Tällä hetkellä glia on yksi niistä aloista, jolla on eniten edistystä neurotieteissä, haluaa paljastaa kaikki hänen tehtävänsä ja vuorovaikutukset, joita he suorittavat niin, että hermosto toimii samalla tavalla. Ja aivoja ei tällä hetkellä voida ymmärtää ymmärtämättä glian osallistumista.

Gliasolujen löytäminen

Termin neuroglia keksi vuonna 1856 saksalainen patologi Rudolf Virchow. Tämä on sana, joka kreikaksi tarkoittaa "hermosoluista (neuro) liimaa (glia)", koska sen löytämisen aikaan

neuronien uskottiin olevan yhteydessä toisiinsa hermojen muodostamiseksi ja se on enemmän kuin aksoni se oli solujen kokoelma neuronin osan sijasta. Tästä syystä oletettiin, että nämä solut, jotka he löysivät lähellä hermosoluja, auttoivat rakentamaan hermoa ja helpottamaan niiden välistä liitosta, eikä mitään muuta. Lyhyesti sanottuna melko passiivinen ja apurooli.

Vuonna 1887 kuuluisa tutkija Santiago Ramón y Cajal päätteli, että neuronit olivat itsenäiset yksiköt ja jotka erotettiin muista pienellä, myöhemmin tunnetulla tilalla Mitä synaptinen tila. Tämä auttoi kumoamaan ajatuksen siitä, että aksonit olivat enemmän kuin vain osia itsenäisistä hermosoluista. Ajatus glian passiivisuudesta säilyi. Tänään kuitenkin havaitaan, että sen merkitys on paljon suurempi kuin aiemmin oletettiin.

Tavallaan on ironista, että neuroglialle on annettu nimi. On totta, että se auttaa rakenteessa, mutta se ei vain tee tätä toimintoa, vaan se on myös sinun suojatasi, vahingoittaa, parantaa hermoimpulssia, tarjoaa energiaa ja jopa ohjaa tietovirtaa monien muiden toimintojen joukossa löydetty. Ne ovat tehokas työkalu hermostolle.

Gliasolutyypit

Neuroglia on joukko erityyppisiä soluja, joilla on yhteistä, että ne löytyvät hermostosta eivätkä ole hermosoluja.

Gliasoluja on melko monenlaisia, mutta keskityn puhumaan niistä neljästä luokasta pidetään tärkeämpinä, samoin kuin selittäessä merkittävimpiä löydettyjä toimintoja tänään. Kuten olen sanonut, tämä neurotieteiden ala etenee enemmän päivittäin, ja tulevaisuudessa on varmasti uusia yksityiskohtia, joita ei tunneta tänään.

1. Schwannin solut

Tämän gliasolun nimi on sen löytäjän kunniaksi, Theodore Schwann, joka tunnetaan parhaiten yhtenä soluteorian isistä. Tämän tyyppinen gliasolu on ainoa, joka löytyy ääreishermostosta (PNS), ts. Hermoista, jotka kulkevat koko kehossa.

Tutkimalla eläinten hermokuitujen anatomiaa Schwann havaitsi joitain solut, jotka olivat kiinnittyneet aksoniin ja antoivat tunteen olevan jotain pienen kaltaista "Helmet"; Tämän lisäksi hän ei antanut heille enemmän merkitystä. Tulevissa tutkimuksissa havaittiin, että nämä mikroskooppiset helmenmuotoiset elementit olivat itse asiassa myeliinivaipat, tärkeä tuote, joka tuottaa tämän tyyppisiä soluja.

Myeliini on lipoproteiini, joka tarjoaa eristeen aksonille tulevaa sähköimpulssia vastaaneli se sallii toimintapotentiaalin pitämisen pidempään ja suuremmalla etäisyydellä, mikä saa sähköiset laukaukset menemään nopeammin eikä hajaantumaan hermosolujen läpi. Eli ne toimivat kuin kaapeli peittävä kumi.

Schwannin solut heillä on kyky erittää useita neurotrofisia komponentteja, mukaan lukien "hermokasvutekijä" (CNF), ensimmäinen hermostossa havaittu kasvutekijä. Tämä molekyyli stimuloi hermosolujen kasvua kehityksen aikana. Lisäksi, koska tämän tyyppinen neuroglia ympäröi aksonia putken tavoin, sillä on myös vaikutus merkitä suunta, johon sen tulisi kasvaa.

Tämän lisäksi on nähty, että kun PNS: n hermo on vaurioitunut, FCN erittyy, jotta neuroni voi kasvaa takaisin ja palauttaa toimintansa. Tämä selittää prosessin, jolla väliaikainen halvaus, jota lihakset kärsivät kyynelestä kärsittyään, katoaa.

Kolme erilaista Schwann-solua

Varhaisten anatomistien kohdalla Schwann-soluissa ei ollut eroja, mutta kehityksessä mikroskopia on pystynyt erottamaan enintään kolme erilaista rakennetta ja toimintoa eriytetty. Ne, joita olen kuvannut, ovat "myeliinisiä", koska ne tuottavat myeliiniä ja ovat yleisimpiä.

Kuitenkin, neuroneista, joilla on lyhyet aksonit, löydetään toisen tyyppinen Schwann-solu, nimeltään "myymeloimaton"koska se ei tuota myeliinivaippoja. Ne ovat suurempia kuin edelliset, ja niiden sisällä on enemmän kuin yksi aksoni kerrallaan. Ne eivät näytä tuottavan myeliinivaippoja, koska omalla kalvollaan se jo toimii eristeenä näille pienemmille aksoneille.

Tämäntyyppisen neuroglian viimeinen tyyppi löytyy neuronien ja lihasten välisestä synapsista. Ne tunnetaan terminaalisina tai perisynaptisina Schwann-soluina. (synapsin välillä). Sen nykyinen rooli paljastui Montrealin yliopiston neurobiologin Richard Robitaillen tekemässä kokeessa. Testi koostui väärän lähettimen lisäämisestä näihin soluihin nähdäksesi mitä tapahtui. Tuloksena oli, että lihaksen ilmaisema vaste muuttui. Joissakin tapauksissa supistuminen lisääntyi, toisissa laski. Johtopäätös oli se tämän tyyppinen glia säätelee hermosolujen ja lihasten välistä tietovirtaa.

2. Oligodendrosyytit

Keskushermostojärjestelmässä (CNS) ei ole Schwann-soluja, mutta neuroneilla on toisenlainen myeliinipäällyste vaihtoehtoisen gliasolutyypin ansiosta. Tämä toiminto suoritetaan viimeinen löydetyistä suurista neuroglia-tyypeistä: oligodendrosyyttien muodostama.

Heidän nimensä viittaa siihen, kuinka ensimmäiset anatomiset, jotka löysivät heidät, kuvasivat heitä; solu, jossa on useita pieniä laajennuksia. Mutta totuus on, että nimi ei seuraa heitä paljon, koska jonkin aikaa myöhemmin Ramónin ja Cajal, Pío del Río-Hortega, suunnitteli parannuksia tuolloin käytettyyn tahraan paljastaen totta morfologia: solu, jossa on muutama pitkä jatke, kuten käsivarret.

Myeliini keskushermostossa

Yksi ero oligodendrosyyttien ja myelinisoituneiden Schwann-solujen välillä on, että ensimmäiset eivät ympäröi aksonia kehollaan, mutta he tekevät sen pitkillä pidennyksillään, ikään kuin ne olisivat mustekalan lonkerotja niiden kautta myeliini erittyy. Lisäksi keskushermostossa oleva myeliini ei ole vain eristää hermosolua.

Kuten Martin Schwab osoitti vuonna 1988, myeliinin laskeutuminen aksoniin viljellyissä hermosoluissa estää niiden kasvua. Etsitään selitystä, Schwab ja hänen tiiminsä pystyivät puhdistamaan useita myeliiniproteiineja, jotka aiheuttavat tämän eston: Nogo, MAG ja OMgp. Hauska on, että on nähty, että aivojen kehityksen alkuvaiheessa MAG-proteiini myeliinistä stimuloi hermosolujen kasvua ja tekee päinvastaisen toiminnan hermosoluun Aikuiset. Syy tähän estoon on mysteeri, mutta tutkijat toivovat sen roolin olevan pian tiedossa.

Toinen 90-luvulla löydetty proteiini löytyy myös myeliinistä, tällä kertaa Stanley B. Prusiner: Prioniproteiini (PrP). Sen toimintaa normaalissa tilassa ei tunneta, mutta mutatoidussa tilassa siitä tulee Prion ja tuottaa variantin Creutzfeldt-Jakobin taudista, joka tunnetaan yleisesti lehmän taudina hullu. Prioni on proteiini, joka saa autonomian infektoimalla kaikki glian solut, mikä tuottaa hermoston rappeutumista.

3. Astrosyytit

Tämän tyyppisiä gliasoluja kuvasi Ramón y Cajal. Neuronihavaintojensa aikana hän huomasi, että hermosolujen lähellä oli muita tähtimäisiä soluja; siis sen nimi. Se sijaitsee keskushermostossa ja näköhermossa, ja on mahdollisesti yksi gliasta, joka suorittaa enemmän toimintoja. Sen koko on 2–10 kertaa suurempi kuin neuronin, ja sillä on hyvin erilaisia ​​toimintoja

Veren aivojen este

Veri ei virtaa suoraan keskushermostoon. Tätä järjestelmää suojaa erittäin selektiivinen läpäisevä kalvo Blood Brain Barrier (BBB). Astrosyytit osallistuvat siihen aktiivisesti, vastaa suodattamisesta, mitä toiselle osapuolelle voi tapahtua ja mitä ei. Pääasiassa ne mahdollistavat hapen ja glukoosin pääsyn voidakseen ruokkia hermosoluja.

Mutta mitä tapahtuu, jos tämä este vahingoittuu? Immuunijärjestelmän aiheuttamien ongelmien lisäksi astrosyyttiryhmät matkustavat vaurioituneelle alueelle ja liittyvät toisiinsa muodostaen väliaikaisen esteen ja pysäyttääkseen verenvuodon.

Astrosyyteillä on kyky syntetisoida kuituproteiini, joka tunnetaan nimellä GFAP, jolla ne saavat kestävyyden sen lisäksi, että ne erittävät toista, jota seuraa proteiineja, joiden avulla ne voivat saada läpäisemättömyyden. Samanaikaisesti astrosyytit erittävät neurotrofeja stimuloidakseen uudistumista alueella.

Kaliumakun lataus

Toinen astrosyyttien kuvatuista toiminnoista on niiden aktiivisuus toimintapotentiaalin ylläpitämiseksi. Kun neuroni tuottaa sähköisen impulssin, se kerää natriumionit (Na +) tullakseen positiivisemmiksi ulkopuolen kanssa. Tämä prosessi, jolla sähkövaroja manipuloidaan hermosolujen ulkopuolella ja sisällä, tuottaa tilan, joka tunnetaan nimellä depolarisaatio, joka saa neuronin läpi kulkevat sähköimpulssit syntymään, kunnes ne päättyvät synaptiseen tilaan. Matkan aikana soluympäristö etsii aina tasapainoa sähkövarauksessa, joten tällä kertaa se menettää kaliumioneja (K +), vastaamaan solunulkoista ympäristöä.

Jos näin tapahtui aina, lopulta ulkopuolella syntyisi kaliumionien kyllästys, mikä tarkoittaisi, että nämä ionit lopettaisivat poistumisen neuronista, ja tämä johtaisi kyvyttömyyteen tuottaa sähköinen impulssi. Täällä astrosyytit tulevat kuvaan, kuka ne absorboivat nämä ionit sisällä solunulkoisen tilan puhdistamiseksi ja mahdollistavat enemmän kaliumionien erittymisen. Astrosyyteillä ei ole mitään ongelmia latauksessa, koska ne eivät ole yhteydessä sähköisiin impulsseihin.

4. Microglia

Viimeinen neljästä neuroglia-muodosta on mikroglia.. Tämä löydettiin ennen oligodendrosyyttejä, mutta sen uskottiin tulevan verisuonista. Se vie 5-20 prosenttia keskushermoston gliapopulaatiosta, ja sen merkitys perustuu siihen, että se on aivojen immuunijärjestelmän perusta. Sillä, että veri-aivoesteet ovat suojattuja, solujen vapaa kulkeminen ei ole sallittua, mukaan lukien immuunijärjestelmän solut. Täten, aivot tarvitsevat oman puolustusjärjestelmänsä, ja tämän muodostaa tämän tyyppinen glia.

Keskushermoston immuunijärjestelmä

Tämä gliasolu on erittäin liikkuva, jolloin se voi reagoida nopeasti kaikkiin keskushermostossa kohtaamiinsa ongelmiin. Mikroglia kykenee syömään vahingoittuneita soluja, bakteereja ja viruksia sekä vapauttamaan joukon kemiallisia aineita taistellakseen hyökkääjiä vastaan. Mutta näiden alkuaineiden käyttö voi aiheuttaa sivuvaurioita, koska se on myrkyllistä myös hermosoluille. Siksi vastakkainasettelun jälkeen heidän on tuotettava neurotrofisia astrosyyttejä helpottamaan sairastuneen alueen uudistumista.

Aikaisemmin puhuin BBB: n vaurioista, ongelmasta, joka syntyy osittain mikroglian sivuvaikutuksista, kun leukosyytit ylittävät BBB: n ja pääsevät aivoihin. Keskushermoston sisusta on uusi maailma näille soluille, ja ne reagoivat ensisijaisesti yhtä tuntemattomasti kuin ikään kuin se olisi uhka, mikä tuottaa immuunivasteen sitä vastaan. Mikroglia aloittaa puolustuksen aiheuttaen sanottavan "sisällissodan", joka aiheuttaa paljon vahinkoa hermosoluille.

Kommunikaatio glian ja neuronien välillä

Kuten olet nähnyt, gliasolut suorittavat monenlaisia ​​tehtäviä. Mutta osa, joka ei ole ollut selkeä, ovatko neuronit ja glia kommunikoivat keskenään. Ensimmäiset tutkijat tajusivat jo, että glia, toisin kuin neuronit, ei tuota sähköisiä impulsseja. Mutta tämä muuttui, kun Stephen J. Smith tarkasti, kuinka he kommunikoivat sekä keskenään että hermosolujen kanssa.

Smithillä oli intuitio, että neuroglia käyttää kalsiumionia (Ca2 +) tiedon välittämiseen, koska solut käyttävät tätä elementtiä yleensä eniten. Jotenkin hän ja hänen joukkuetoverinsa hyppäsivät altaaseen tämän uskomuksen kanssa (loppujen lopuksi ionin "suosio" ei myöskään kerro meille paljoakaan sen erityisistä toiminnoista), mutta he saivat sen oikein.

Nämä tutkijat suunnittelivat kokeen, joka koostui astrosyyttiviljelmästä, johon lisättiin fluoresoivaa kalsiumia, mikä antaa heidän asemansa näkyvän fluoresenssimikroskopian avulla. Lisäksi hän lisäsi keskelle hyvin yleisen välittäjäaineen, glutamaatti. Tulos oli välitön. Kymmenen minuutin ajan he pystyivät näkemään, kuinka fluoresenssi tuli astrosyytteihin ja kulki solujen välillä kuin aalto. Tämän kokeen avulla he osoittivat, että glia on yhteydessä toisiinsa ja hermosoluihin, koska ilman välittäjäainetta aalto ei ala.

Viimeisin tunnettu gliasoluista

Tuoreemman tutkimuksen avulla on havaittu, että glia havaitsee kaiken tyyppiset välittäjäaineet. Lisäksi sekä astrosyytit että mikroglia pystyvät valmistamaan ja vapauttamaan hermovälittäjäaineita (vaikkakin at näitä elementtejä kutsutaan gliotransmittereiksi, koska ne ovat peräisin gliasta), mikä vaikuttaa siten neuronit.

Nykyinen tutkimusalue on nousemassa missä gliasolut vaikuttavat yleiseen aivotoimintaan ja monimutkaisiin henkisiin prosesseihin, Mitä Oppiminen, muistiin tai unelma.