Neurofilamenti: cosa sono, componenti e caratteristiche

I neurofilamenti sono un tipo di filamenti intermedi spessi 7 nanometri presenti nel citoplasma dei neuroni. Sono coinvolti nel mantenimento della struttura neuronale e nel trasporto assonale.

A volte, le strutture biologiche custodiscono molti più segreti di quanto inizialmente crediamo. Nel mondo della natura, la conoscenza è praticamente infinita, poiché copre strati e strati morfologici fino a raggiungere i composti più basilari di qualsiasi essere vivente, gli amminoacidi e gli elementi chimici che li compongono. Fino a che punto vogliamo spingerci in questa ricerca della conoscenza?

Da un lato abbiamo i neuroni con le loro sezioni delimitate (assone, dendriti e soma), la comunicazione tra loro attraverso le sinapsi, i neurotrasmettitori ei loro effetti sul cervello. Tutti questi argomenti sono già stati ampiamente trattati, ma possiamo ancora scavare più a fondo. In questa occasione, cogliamo l'occasione per mostrarvi tutto quello che c'è da sapere sui neurofilamenti.

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Neurofilamenti: lo scheletro neurale

È incredibile sapere che lo scheletro degli esseri viventi è costituito da cellule, ma che anche le cellule hanno bisogno di una propria "struttura scheletrica" per mantenere la propria forma e funzionalità. Vale a dire, troviamo un'organizzazione complessa anche nell'unità funzionale più elementare che la vita ci offre.

Poiché non possiamo affrontare il ruolo dei neurofilamenti senza prima comprendere l'organizzazione strutturale di una cellula, ci soffermeremo un momento sul citoscheletro e sulla sua funzione.

A proposito del citoscheletro

Il citoscheletro è definito come un reticolo tridimensionale di proteine che fornisce supporto interno nelle cellule, ma che è anche coinvolto nel trasporto di composti, nell'organizzazione e nella divisione cellulare. Facendo un analogo con il mondo macroscopico osservabile, questa complessa rete funzionerebbe come le travi di un edificio, ma anche come l'ascensore e le scale. Incredibile vero?

Il citoscheletro è composto da tre composti principali:

Microfilamenti: composti da due catene di actina, una proteina globulare. Mantengono la forma della cellula.
Filamenti intermedi: composti da una famiglia più eterogenea di proteine, forniscono stabilità agli organelli cellulari grazie ai loro forti legami.
Microtubuli: formati da alba e beta tubulina, sono responsabili del movimento delle sostanze all'interno della cellula e della sua divisione.

Va notato che la struttura e la dinamica del citoscheletro dipendono dal modo in cui la cellula è in relazione con il esterno (cioè la matrice extracellulare) e le sollecitazioni di tensione, rigidità e compressione che sperimenta durante tutta la sua vita. sviluppo. Siamo di fronte a un quadro dinamico e per nulla rigido, che si adatta squisitamente al processo che la cellula sta subendo in un dato momento. Ora, in che modo i neurofilamenti sono correlati a tutto quanto sopra?

Navigare nel citoplasma

La risposta alla domanda precedente è semplice, poiché queste strutture che oggi ci riguardano non sono altro che filamenti intermedi dello specifico citoscheletro dei neuroni.

Come tutte le altre cellule, i neuroni hanno uno scheletro di funzione sia strutturale che di trasporto. Questa struttura proteica è composta da tre componenti, molto simili a quelli che abbiamo descritto precedentemente, poiché sono i microtubuli (o neurotubuli), i neurofilamenti (filamenti intermedi) e microfilamenti. Prima di perderci nella morfologia di queste strutture, definiamo le funzioni del citoscheletro neuronale:

Mediare il movimento degli organelli tra le diverse aree del corpo neuronale.
Fissare la posizione di alcuni componenti (come i recettori chimici di membrana) nei posti giusti in modo che possano funzionare.
Determina la forma tridimensionale del neurone.

Come possiamo vedere, Senza questa struttura proteica, i neuroni (e quindi il pensiero umano) non potrebbero esistere così come li conosciamo. Oggi. Per comprendere la struttura di un neurofilamento dobbiamo sezionare ampiamente la sua morfologia fino a un livello basale. Fallo.

Prima dobbiamo sapere il “mattone” più basale della struttura, la citocheratina. Questa è una proteina fibrosa essenziale nei filamenti intermedi delle cellule epiteliali, così come nelle unghie, nei capelli e nelle piume degli animali. L'associazione di un insieme di queste proteine in modo lineare dà origine a un monomero, e due di queste catene avvolte l'una intorno all'altra, a un dimero.

A loro volta, due dimeri a spirale danno origine a una struttura più spessa, il complesso tetramerico (tetra-quattro, in quanto è composto da un totale di quattro monomeri). L'unione di più complessi tetramerici forma un protofilamento e due protofilamenti uniti una protofibrilla. Infine, tre protofibrille avvolte danno origine al ricercato neurofilamento.

Quindi, per capire la struttura di questo filamento intermedio dobbiamo immaginare una serie di catene che si avvolgono l'una sull'altra. su se stessi per dare una struttura "analoga" (oltre le incredibili distanze) alla doppia elica del DNA per tutti conosciuto. Ogni volta tra loro si aggiungono sempre più catene interconnesse, aumentando la complessità della struttura e lo spessore di essa. Come per i cablaggi elettrici, maggiori sono le catene e gli avvolgimenti, maggiore è la resistenza meccanica del quadro finale.

Questi neurofilamenti, dalla vertiginosa complessità strutturale, sono distribuiti nel citoplasma del neurone e collegano i neurotubuli e collegano la membrana cellulare, i mitocondri e poliribosomi. Va notato che sono i componenti più abbondanti del citoscheletro, poiché rappresentano il supporto strutturale interno del neurone.

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Casi pratici

Non tutto è ridotto a un mondo microscopico, poiché la composizione del citoscheletro, per quanto sorprendente possa sembrare, condiziona le risposte degli esseri viventi all'ambiente e l'efficienza delle loro trasmissioni nervose.

Ad esempio, gli studi hanno studiato l'abbondanza di filamenti intermedi neurali nei roditori mammiferi dopo lesioni cerebrali e successiva esposizione a terapie laser e ad ultrasuoni a bassa intensità allo scopo di terapia. Il danno nervoso è correlato con una diminuzione dei neurofilamenti all'interno di ciascun neurone., poiché questo tipo di stress meccanico diminuisce il calibro dell'assone e la “salute” (in mancanza di un termine più complesso) della cellula sottoposta a trauma.

I risultati sono rivelatori, poiché i topi sottoposti alle terapie descritte hanno aumentato il numero di questi filamenti a livello cellulare. Questi tipi di esperimenti lo dimostrano Le terapie laser a bassa intensità (LBI) possono svolgere un ruolo essenziale nella rigenerazione dei nervi danneggiati dopo il trauma.

Oltre il mondo microscopico: filamenti e Alzheimer

Andiamo oltre, perché al di là degli studi sperimentali con roditori da laboratorio, il effetto della composizione e del numero di filamenti componenti del citoscheletro in malattie come alzheimer.

Per esempio, la concentrazione sierica dei neurofilamenti leggeri (Nfl) è aumentata nelle persone con Alzheimer familiare prima ancora che i sintomi della malattia inizino a comparire. Pertanto, questi potrebbero fungere da bioindicatori non invasivi della patologia per controllarla fin dalle prime fasi. Certo, servono ancora maggiori informazioni e studi per cementare queste conoscenze, ma le basi sono già state poste.

Riepilogo

Come abbiamo potuto osservare, il mondo dei neurofilamenti non si riduce solo a un quadro proteico strutturale. Passiamo a scale nanoscopiche, ma chiaramente gli effetti dell'abbondanza di questi componenti elementi essenziali del citoscheletro neuronale sono espressi a livello comportamentale e fisiologico negli esseri viventi. vivo.

Questo mette in evidenza l'importanza di ciascuno degli elementi che compongono le nostre cellule. Chi ci avrebbe detto che una maggiore abbondanza di un filamento specifico poteva essere un indicatore delle prime fasi di una malattia come l'Alzheimer?

Alla fine, ogni piccolo componente è un tassello in più del puzzle che dà origine alla sofisticata macchina che è il corpo umano. Se uno di loro fallisce, l'effetto può raggiungere livelli molto più grandi dei pochi micrometri o nanometri che questa struttura può occupare in uno spazio fisico.

Riferimenti bibliografici:

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Neurofilamento, Fleni (Neurologia, neurochirurgia e riabilitazione). Raccolto il 30 agosto a https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
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