Neurofilamentit: mitä ne ovat, komponentit ja ominaisuudet

Neurofilamentit ovat eräänlaisia ​​7 nanometrin paksuisia välifilamentteja, joita esiintyy hermosolujen sytoplasmassa. Ne osallistuvat hermosolujen rakenteen ylläpitämiseen ja aksonien kuljetukseen.

Joskus biologiset rakenteet pitävät sisällään paljon enemmän salaisuuksia kuin alun perin uskomme. Luonnon maailmassa tieto on käytännössä ääretöntä, koska se kattaa kerroksia ja morfologisia kerroksia asti saavuttaa minkä tahansa elävän olennon perusyhdisteet, aminohapot ja ne muodostavat kemialliset alkuaineet. Kuinka pitkälle haluamme mennä tiedon etsimisessä?

Toisaalta meillä on neuronit rajatuineen osineen (aksoni, dendriitit ja soma), niiden välinen kommunikaatio synapsien kautta, välittäjäaineet ja niiden vaikutukset aivoihin. Kaikki nämä aiheet on jo käsitelty laajasti, mutta voimme silti kaivaa syvemmälle. Tässä tilaisuudessa käytämme tilaisuutta näyttääksemme sinulle kaikki mitä sinun tulee tietää neurofilamenteista.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Mitä neuronin osat ovat?"

Neurofilamentit: hermoston luuranko

On uskomatonta tietää, että elävien olentojen luuranko koostuu soluista, mutta että solut tarvitsevat myös oman "luurankorakenteensa" säilyttääkseen muotonsa ja toimintakykynsä. Tarkoittaen, löydämme monimutkaisen organisaation jopa alkeellisimmasta toiminnallisesta yksiköstä, jonka elämä meille antaa.

Koska emme voi käsitellä neurofilamenttien roolia ymmärtämättä ensin solun rakenteellista organisaatiota, keskustelemme hetken sytoskeletonista ja sen toiminnasta.

Tietoja sytoskeletosta

Sytoskeletoni määritellään seuraavasti kolmiulotteinen proteiinihila, joka tarjoaa sisäistä tukea soluille, mutta joka osallistuu myös yhdisteiden kuljettamiseen, järjestäytymiseen ja solujen jakautumiseen. Analogin tekeminen havaittavan makroskooppisen maailman kanssa, tämä monimutkainen verkosto toimisi kuin rakennuksen palkit, mutta myös kuten hissi ja portaat. Uskomatonta totta?

Sytoskeletoni koostuu kolmesta pääyhdisteestä:

• Mikrofilamentit: koostuvat kahdesta aktiiniketjusta, pallomaisesta proteiinista. Ne säilyttävät solun muodon.
• Välifilamentit: koostuvat heterogeenisemmasta proteiiniperheestä, ja ne tarjoavat stabiiliutta soluorganelleille vahvojen yhteyksiensä ansiosta.
• Mikrotubulukset: muodostavat alba- ja beetatubuliinit, ne ovat vastuussa aineiden liikkumisesta solussa ja sen jakautumisesta.

On huomattava, että sytoskeleton rakenne ja dynamiikka riippuvat tavasta, jolla solu liittyy soluun. ulkopuolinen (eli solunulkoinen matriisi) ja jännitys-, jäykkyys- ja puristusrasitukset, joita se kokee koko elämänsä ajan. kehitystä. Edessämme on dynaaminen ja ei suinkaan jäykkä kehys, joka mukautuu erinomaisesti prosessiin, jonka solu käy läpi kulloinkin. Miten neurofilamentit liittyvät kaikkiin yllä oleviin?

Liikkuminen sytoplasmassa

Vastaus edelliseen kysymykseen on yksinkertainen, koska nämä meitä nykyään koskevat rakenteet ovat vain hermosolujen spesifisen sytoskeleton välifilamentteja.

Kuten kaikki muutkin solut, neuroneilla on luuranko, jolla on sekä rakenteellinen että kuljettajatoiminto. Tämä proteiinikehys koostuu kolmesta komponentista, jotka ovat hyvin samankaltaisia ​​kuin ne, joiden kanssa olemme kuvanneet aiemmin, koska ne ovat mikrotubuluksia (tai hermotubuluksia), neurofilamentteja (välifilamentteja) ja mikrofilamentit. Ennen kuin eksymme näiden rakenteiden morfologiaan, määritellään neuronaalisen sytoskeleton toiminnot:

• Välittää organellien liikettä hermosolun eri alueiden välillä.
• Kiinnitä tiettyjen komponenttien (kuten kalvokemiallisten reseptorien) sijainti oikeisiin paikkoihin, jotta ne voivat toimia.
• Määritä neuronin kolmiulotteinen muoto.

Kuten voimme nähdä, Ilman tätä proteiinikehystä neuronit (ja siten ihmisen ajattelu) eivät voisi olla olemassa sellaisina kuin tunnemme ne. Tänään. Neurofilamentin rakenteen ymmärtämiseksi meidän on tutkittava laajasti sen morfologiaa perustasolle asti. Anna palaa.

Ensin meidän on tiedettävä rakenteen perustavin "tiili", sytokeratiini. Tämä on välttämätön kuituproteiini epiteelisolujen välisäikeissä sekä eläinten kynsissä, hiuksissa ja höyhenissä. Näiden proteiinien joukon yhdistäminen lineaarisella tavalla synnyttää monomeerin, ja kaksi näistä ketjuista kiertyy toistensa ympärille dimeeriksi.

Kaksi kierrettyä dimeeriä puolestaan ​​synnyttää paksumman rakenteen, tetrameerisen kompleksin (tetra-neljä, koska se koostuu yhteensä neljästä monomeerista). Useiden tetrameeristen kompleksien liitto muodostaa protofilamentin ja kaksi yhdistettyä protofilamenttia, protofibrilin. Lopuksi kolme kiertynyttä protofibrilliä synnyttävät halutun neurofilamentin.

Joten ymmärtääksemme tämän välilangan rakenteen meidän on kuviteltava sarja ketjuja, jotka kiertyvät toistensa ympärille. itse antaakseen "analogisen" rakenteen (uskomattomien etäisyyksien yli) DNA: n kaksoiskierteelle kaikille tiedossa. Joka kerta Niiden väliin lisätään yhä enemmän toisiinsa liittyviä ketjuja, mikä lisää rakenteen monimutkaisuutta ja sen paksuutta. Kuten sähköjohdoissa, mitä enemmän ketjuja ja käämiä on, sitä suurempi on lopullisen rungon mekaaninen vastus.

Nämä hermofilamentit, joiden rakenteellinen monimutkaisuus on huimaa, jakautuvat solun sytoplasmaan neuroni ja silta hermotubulukset ja yhdistävät solukalvon, mitokondriot ja polyribosomit. On huomattava, että ne ovat sytoskeleton runsaimmat komponentit, koska ne edustavat hermosolun sisäistä rakenteellista tukea.

• Saatat olla kiinnostunut: "Heuronin solutuki: osat ja toiminnot"

Käytännön tapauksia

Kaikki ei ole pelkistetty mikroskooppiseksi maailmaksi, koska sytoskeleton koostumus, niin yllättävältä kuin se saattaakin näyttää, säätelee elävien olentojen reaktioita ympäristöön ja niiden hermovälitysten tehokkuutta.

Esimerkiksi tutkimuksissa on tutkittu hermoston välifilamenttien runsautta nisäkäsjyrsijöillä sen jälkeen, kun aivovauriot ja sitä seuraava altistuminen matalan intensiteetin laser- ja ultraäänihoidoille terapiaa. Hermovaurio korreloi neurofilamenttien vähenemisen kanssa kussakin hermosolussa., koska tämän tyyppinen mekaaninen rasitus heikentää aksonin kaliiperia ja traumalle altistetun solun "terveyttä" (monimutkaisemman termin puuttuessa).

Tulokset ovat paljastavia, koska hiiret, joille tehtiin kuvatut hoidot, lisäsivät näiden filamenttien määrää solutasolla. Tämän tyyppiset kokeet osoittavat sen Matalaintensiteetillä laserhoidolla (LBI) voi olla olennainen rooli vaurioituneiden hermojen uudistamisessa trauman jälkeen.

Mikroskooppisen maailman ulkopuolella: filamentit ja Alzheimerin tauti

Menemme pidemmälle, koska laboratoriojyrsijöillä tehtyjen kokeellisten tutkimusten lisäksi sytoskeleton koostumuksen ja komponenttifilamenttien lukumäärän vaikutus sairauksiin, kuten alzheimer.

Esimerkiksi, seerumin neurofilamenttivalo (Nfl) -pitoisuus on kohonnut ihmisillä, joilla on suvullinen Alzheimerin tauti ennen kuin taudin oireet alkavat ilmaantua. Siksi nämä voisivat toimia patologian ei-invasiivisina bioindikaattoreina sen hallitsemiseksi varhaisimmista vaiheista lähtien. Tietenkin tarvitaan vielä lisää tietoa ja tutkimusta tämän tiedon lujittamiseksi, mutta perusta on jo luotu.

Yhteenveto

Kuten olemme voineet havaita, neurofilamenttien maailma ei ole pelkistynyt vain rakenteelliseen proteiinirunkoon. Siirrymme nanoskooppiseen mittakaavaan, mutta selvästi näiden komponenttien runsauden vaikutukset neuronaalisen sytoskeleton olennaiset elementit ilmenevät elävien olentojen käyttäytymis- ja fysiologisella tasolla. elossa.

Tämä antaa todisteita jokaisen solumme muodostavan elementin tärkeys. Kuka kertoisi meille, että tietyn filamentin suurempi määrä voisi olla merkki Alzheimerin kaltaisen taudin alkuvaiheista?

Lopussa, jokainen pieni komponentti on yksi palapelin pala, joka synnyttää hienostuneen koneen, joka on ihmiskeho. Jos jokin niistä epäonnistuu, vaikutus voi saavuttaa paljon suurempia tasoja kuin ne muutamat mikrometrit tai nanometrit, jotka tämä rakenne voi viedä fyysisessä tilassa.

Bibliografiset viittaukset:

• Chesta, C.A.A. (2006). Aivo-selkäydinnesteen neurofilamenttien fosforylaatioasteen eristäminen ja analysointi potilailta, joilla on spastinen parapareesi trooppinen (väitöskirja, Biokemian ja molekyylibiologian laitos, Kemia- ja farmaseuttinen tiedekunta, Yliopisto Chili).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Vertaileva analyysi neurofilamenttien lukumäärästä iskiashermoissa sellaisilla rotilla, jotka joutuvat alttiiksi neuropraksialle, ja joita on hoidettu matalan intensiteetin laserilla ja terapeuttisella ultraäänellä. International Journal of Morphology, 32(1), 369-374.
• Neurofilamentti, Navarran yliopiston klinikka. Kerätty 30. elokuuta https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilamentti, Fleni (Neurologia, neurokirurgia ja kuntoutus). Kerätty 30. elokuuta https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Weston, P. S. Seerumin valoneurofilamentti perheellisessä Alzheimerin taudissa.