Neurofilamen: apa itu, komponen dan karakteristik

Neurofilamen adalah jenis filamen menengah setebal 7 nanometer yang ada di sitoplasma neuron. Mereka terlibat dalam pemeliharaan struktur saraf dan dalam transportasi aksonal.

Terkadang, struktur biologis menyimpan lebih banyak rahasia daripada yang awalnya kita yakini. Di dunia alam, pengetahuan praktis tidak terbatas, karena mencakup lapisan dan lapisan morfologi hingga mencapai senyawa paling dasar dari makhluk hidup mana pun, asam amino dan unsur kimia yang menyusunnya. Seberapa jauh kita ingin melangkah dalam pencarian pengetahuan ini?

Di satu sisi, kita memiliki neuron dengan bagian yang dibatasi (akson, dendrit, dan soma), komunikasi di antara mereka melalui sinapsis, neurotransmiter, dan efeknya pada otak. Semua topik ini sudah dibahas secara luas, tetapi kita masih bisa menggali lebih dalam. Dalam kesempatan ini, kami mengambil kesempatan untuk menunjukkan kepada Anda semua yang perlu Anda ketahui tentang neurofilamen.

• Artikel terkait: "Apa saja bagian-bagian dari neuron?"

Neurofilamen: kerangka saraf

Sungguh luar biasa mengetahui bahwa kerangka makhluk hidup terdiri dari sel, tetapi sel juga membutuhkan "struktur kerangka" mereka sendiri untuk mempertahankan bentuk dan fungsinya. Artinya, kita menemukan organisasi yang kompleks bahkan dalam unit fungsional paling dasar yang diberikan kehidupan kepada kita.

Karena kita tidak dapat membahas peran neurofilamen tanpa terlebih dahulu memahami organisasi struktural sel, kita akan membahas sejenak tentang sitoskeleton dan fungsinya.

Tentang sitoskeleton

Sitoskeleton didefinisikan sebagai kisi protein tiga dimensi yang memberikan dukungan internal dalam sel, tetapi juga terlibat dalam transportasi senyawa, organisasi dan pembelahan sel. Membuat analog dengan dunia makroskopis yang dapat diamati, jaringan yang rumit ini akan berlaku seperti balok bangunan, tetapi juga seperti lift dan tangga. Luar biasa benar?

Sitoskeleton terdiri dari tiga senyawa utama:

• Mikrofilamen: terdiri dari dua rantai aktin, protein globular. Mereka mempertahankan bentuk sel.
• Filamen perantara: terdiri dari keluarga protein yang lebih heterogen, mereka memberikan stabilitas pada organel sel karena ikatannya yang kuat.
• Mikrotubulus: dibentuk oleh tubulin alba dan beta, mereka bertanggung jawab atas pergerakan zat di dalam sel dan pembelahannya.

Perlu dicatat bahwa struktur dan dinamika sitoskeleton bergantung pada cara sel berhubungan dengan eksterior (yaitu, matriks ekstraseluler) dan tekanan ketegangan, kekakuan dan kompresi yang dialaminya sepanjang hidupnya. perkembangan. Kami menghadapi kerangka kerja yang dinamis dan sama sekali tidak kaku, yang beradaptasi dengan sangat baik terhadap proses yang dialami sel pada waktu tertentu. Sekarang, bagaimana hubungan neurofilamen dengan semua hal di atas?

Menavigasi di sitoplasma

Jawaban atas pertanyaan sebelumnya sederhana, karena struktur yang menjadi perhatian kita saat ini tidak lebih dari filamen perantara dari sitoskeleton spesifik neuron.

Seperti semua sel lainnya, neuron memiliki kerangka fungsi struktural dan transporter. Kerangka protein ini terdiri dari tiga komponen, sangat mirip dengan yang telah kami jelaskan sebelumnya, karena mereka adalah mikrotubulus (atau neurotubulus), neurofilamen (filamen menengah) dan mikrofilamen. Sebelum tersesat dalam morfologi struktur ini, mari kita tentukan fungsi sitoskeleton neuron:

• Memediasi pergerakan organel antara berbagai area tubuh neuron.
• Perbaiki letak komponen tertentu (seperti reseptor kimia membran) di tempat yang tepat agar dapat berfungsi.
• Tentukan bentuk tiga dimensi dari neuron.

Seperti yang bisa kita lihat, Tanpa kerangka protein ini, neuron (dan karenanya pemikiran manusia) tidak akan ada seperti yang kita kenal. Hari ini. Untuk memahami struktur neurofilamen, kita harus membedah morfologinya secara ekstensif hingga ke tingkat dasar. Pergi untuk itu.

Pertama kita harus tahu "batu bata" paling dasar dari struktur, sitokeratin. Ini adalah protein berserat esensial dalam filamen perantara sel epitel, serta kuku, rambut, dan bulu hewan. Asosiasi satu set protein ini secara linier memunculkan monomer, dan dua rantai ini melilit satu sama lain, menjadi dimer.

Pada gilirannya, dua dimer melingkar memunculkan struktur yang lebih tebal, kompleks tetramerik (tetra-empat, karena terdiri dari total empat monomer). Penyatuan beberapa kompleks tetramerik membentuk protofilamen, dan dua protofilamen bergabung, protofibril. Akhirnya, tiga protofibril melingkar memunculkan neurofilamen yang dicari.

Jadi, untuk memahami struktur filamen perantara ini kita harus membayangkan serangkaian rantai yang saling melilit. pada diri mereka sendiri untuk memberikan struktur "analog" (melalui jarak yang luar biasa) ke heliks ganda DNA untuk semua diketahui. Setiap saat semakin banyak rantai yang saling berhubungan ditambahkan di antara mereka, meningkatkan kompleksitas struktur dan ketebalannya. Seperti halnya kabel listrik, semakin banyak rantai dan belitan, semakin besar hambatan mekanis kerangka akhir.

Neurofilamen ini, dengan kompleksitas struktural yang memusingkan, tersebar di sitoplasma neuron dan menjembatani neurotubulus dan menghubungkan membran sel, mitokondria dan poliribosom. Perlu dicatat bahwa mereka adalah komponen sitoskeleton yang paling melimpah, karena mereka mewakili dukungan struktural internal neuron.

• Anda mungkin tertarik pada: "Sitoskeleton neuron: bagian dan fungsi"

Kasus praktis

Tidak semuanya direduksi menjadi dunia mikroskopis, karena komposisi sitoskeleton, meskipun kelihatannya mengejutkan, mengkondisikan tanggapan makhluk hidup terhadap lingkungan dan efisiensi transmisi saraf mereka.

Misalnya, penelitian telah menyelidiki kelimpahan filamen perantara saraf pada hewan pengerat mamalia setelahnya lesi otak dan paparan selanjutnya terhadap terapi laser dan ultrasound intensitas rendah untuk tujuan terapi. Kerusakan saraf berkorelasi dengan penurunan neurofilamen dalam setiap neuron., karena jenis tekanan mekanis ini menurunkan kaliber akson dan "kesehatan" (karena tidak ada istilah yang lebih kompleks) dari sel yang mengalami trauma.

Hasilnya mengungkapkan, karena tikus yang menjadi sasaran terapi yang dijelaskan meningkatkan jumlah filamen ini pada tingkat sel. Eksperimen jenis ini menunjukkan hal itu Terapi laser intensitas rendah (LBI) dapat memainkan peran penting dalam regenerasi saraf yang cedera setelah trauma.

Di luar dunia mikroskopis: filamen dan Alzheimer

Kami melangkah lebih jauh, karena di luar studi eksperimental dengan hewan pengerat laboratorium, itu efek komposisi dan jumlah filamen komponen sitoskeleton pada penyakit seperti alzheimer.

Misalnya, konsentrasi serum neurofilament light (Nfl) meningkat pada orang dengan familial Alzheimer bahkan sebelum gejala penyakit mulai muncul. Oleh karena itu, ini dapat bertindak sebagai bioindikator patologi non-invasif untuk mengendalikannya sejak tahap paling awal. Tentu saja, masih diperlukan lebih banyak informasi dan studi untuk memperkokoh pengetahuan ini, tetapi dasar-dasarnya telah diletakkan.

Ringkasan

Seperti yang telah kita amati, dunia neurofilamen tidak hanya direduksi menjadi kerangka protein struktural. Kami beralih ke skala nanoscopic, tetapi efek dari kelimpahan komponen ini jelas elemen penting dari sitoskeleton neuron diekspresikan pada tingkat perilaku dan fisiologis pada makhluk hidup. hidup.

Ini membuktikan pentingnya setiap elemen yang membentuk sel kita. Siapa yang akan memberi tahu kita bahwa filamen tertentu yang lebih banyak dapat menjadi indikator tahap awal penyakit seperti Alzheimer?

Pada akhirnya, setiap komponen kecil adalah satu lagi potongan teka-teki yang memunculkan mesin canggih yaitu tubuh manusia. Jika salah satunya gagal, efeknya dapat mencapai tingkat yang jauh lebih besar daripada beberapa mikrometer atau nanometer yang dapat ditempati struktur ini di ruang fisik.

Referensi bibliografi:

• Chesta, C.A.A. (2006). Isolasi dan analisis derajat fosforilasi neurofilamen cairan serebrospinal dari pasien dengan paraparesis spastik tropis (Disertasi Doktoral, Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler, Fakultas Ilmu Kimia dan Farmasi, University of Cabai).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Analisis Komparatif Jumlah Neurofilamen pada Saraf Siatik Tikus yang Dikenai Neuropraxia yang Diobati dengan Laser Intensitas Rendah dan Ultrasound Terapeutik. Jurnal Morfologi Internasional, 32(1), 369-374.
• Neurofilamen, Klinik Universitas Navarra. Dikumpulkan pada 30 Agustus di https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilamen, Fleni (Neurologi, Bedah Saraf dan Rehabilitasi). Dikumpulkan pada 30 Agustus di https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Weston, P. S. Neurofilamen serum ringan pada penyakit Alzheimer familial.