グリア細胞：ニューロンの接着剤以上のもの

人の知性について話すとき、私たちは特に非常に特定の種類の細胞、つまりニューロンに言及することは非常に一般的です。 したがって、蔑称的な方法で低い知性を帰する人を単ニューロンと呼ぶのは普通です。 しかしながら、 脳が本質的にニューロンのセットと同等であるという考えはますます時代遅れになっています.

人間の脳には800億を超えるニューロンが含まれていますが、これはこの一連の臓器の全細胞の15％しか占めていません。

残りの85％は、別の種類の顕微鏡的物体、いわゆるグリア細胞によって占められています。. 全体として、これらの細胞 グリアまたはニューログリアと呼ばれる物質を形成する、これは神経系のすべてのくぼみにまで及びます。

現在、グリアは神経科学で最大の進歩を遂げている研究分野の1つです。 彼のすべてのタスクを明らかにしようとしています 神経系が機能するように彼らが実行する相互作用。 そして、それは現在、グリアの関与を​​理解せずに脳を理解することはできないということです。

グリア細胞の発見

ニューログリアという用語は、1856年にドイツの病理学者ルドルフ・ヴィルヒョウによって造られました。 これはギリシャ語で「神経（神経）接着剤（グリア）」を意味する言葉です。 ニューロンは互いにリンクして神経を形成すると考えられていました そして、それは、 軸索 それはニューロンの一部ではなく細胞の集まりでした。 このため、ニューロンの近くで見つかったこれらの細胞は、神経を構造化し、それらの間の結合を促進するのに役立つだけで、他には何もないと考えられていました。 要するに、かなり受動的で補助的な役割です。

1887年、有名な研究者サンティアゴラモンイカハールは、ニューロンは 独立したユニットであり、後に知られるようになった小さなスペースによって他のユニットから分離されていました 何 シナプス空間. これは、軸索が単なる独立した神経細胞の一部ではないという考えを反証するのに役立ちました。 しかし、グリアの受動性のアイデアは残っていました. しかし、今日、 その重要性は、以前に想定されていたよりもはるかに大きいことが発見されています.

ある意味、ニューログリアに付けられた名前がそれであるのは皮肉なことです。 それは構造に役立つことは事実ですが、それはこの機能を実行するだけでなく、あなたの保護、修理にも役立ちます 損傷、神経インパルスの改善、エネルギーの提供、さらには情報の流れの制御など、さまざまな機能があります。 発見されました。 それらは神経系のための強力なツールです。

グリア細胞の種類

ニューログリア は、神経系に見られ、ニューロンではないという共通点を持つさまざまな種類の細胞のセットです。.

グリア細胞にはかなりの種類がありますが、ここでは4つのクラスについて説明します。 これまでに発見された最も顕著な機能を説明するだけでなく、より重要であると考えられています 今日。 私が言ったように、この神経科学の分野は日々進歩しており、確かに将来的には今日未知の新しい詳細があるでしょう。

1. シュワン細胞

このグリア細胞の名前は、その発見者に敬意を表して、 細胞説の父の一人として最もよく知られているテオドール・シュワン. このタイプのグリア細胞は、末梢神経系（PNS）、つまり体中を走る神経に見られる唯一の細胞です。

動物の神経線維の解剖学を研究している間、シュワンはいくつかを観察しました 軸索に沿って付着し、小さなもののような感覚を与えた細胞 "真珠"; これを超えて、彼は彼らにそれ以上の重要性を与えませんでした。 将来の研究では、これらの微細なビーズ状の要素が実際にはミエリン鞘であることが発見されました。これは、このタイプの細胞を生成する重要な製品です。

ミエリン リポタンパク質は 軸索への電気インパルスに対する絶縁を提供しますつまり、活動電位をより長く、より長い距離で保持できるため、電気ショットがより速く進み、ニューロン膜を介して分散しなくなります。 つまり、ケーブルを覆うゴムのように機能します。

シュワン細胞 それらは「神経成長因子」（NCF）を含む様々な神経栄養成分を分泌する能力を持っています、神経系で見つかった最初の成長因子。 この分子は、発達中のニューロンの成長を刺激するのに役立ちます。 さらに、このタイプの神経膠細胞は軸索を管のように取り囲んでいるため、成長する方向を示す影響もあります。

これを超えて、PNSの神経が損傷したとき、 FCNは分泌されるため、ニューロンは成長して機能を取り戻すことができます。. これは、涙を流した後に筋肉が受ける一時的な麻痺が消えるプロセスを説明しています。

3つの異なるシュワン細胞

初期の解剖学者にとって、シュワン細胞に違いはありませんでしたが、 顕微鏡は、構造と機能を備えた最大3つの異なるタイプを区別することができました 差別化。 私が説明しているのは「ミエリン」のものです。なぜなら、それらはミエリンを生成し、最も一般的だからです。

しかしながら、 短い軸索を持つニューロンでは、「無髄」と呼ばれる別のタイプのシュワン細胞が見られますそれはミエリン鞘を生成しないので。 これらは以前のものよりも大きく、内部には一度に複数の軸索が収容されています。 独自の膜ですでにこれらの小さな軸索の絶縁体として機能しているため、ミエリン鞘を生成するようには見えません。

この形態の神経膠細胞の最後のタイプは、ニューロンと筋肉の間のシナプスに見られます。 それらは、終末またはシナプス周囲のシュワン細胞として知られています。 （シナプス間）。 その現在の役割は、モントリオール大学の神経生物学者であるリチャード・ロビタイユが行った実験で明らかになりました。 テストは、これらのセルに偽のメッセンジャーを追加して、何が起こったかを確認することで構成されました。 その結果、筋肉によって表現される反応が変化しました。 収縮が増加する場合もあれば、減少する場合もあります。 結論は このタイプのグリアは、ニューロンと筋肉の間の情報の流れを調節します.

2. オリゴデンドロサイト

中枢神経系（CNS）内にはシュワン細胞はありませんが、別の種類のグリア細胞のおかげで、ニューロンには別の形のミエリンコーティングがあります。 この機能は実行されます 発見された偉大なタイプの神経膠細胞の最後のもの：オリゴデンドロサイトによって形成されたもの.

それらの名前は、それらを見つけた最初の解剖学者がそれらをどのように説明したかを示しています。 多数の小さな拡張機能を持つセル。 しかし、真実は、しばらくして、ラモンとラモンの生徒が Cajal、PíodelRío-Hortegaは、当時使用されていた染色の改良を設計し、真実を明らかにしました 形態： 腕のような長い延長がいくつかあるセル.

中枢神経系のミエリン

オリゴデンドロサイトと有髄シュワン細胞の違いの1つは、前者は軸索をその体で包み込むのではなく、 彼らはまるでタコの触手であるかのように、彼らの長い延長でそれをします、そしてミエリンが分泌されるのはそれらを通してです。 さらに、CNSのミエリンはニューロンを分離するためだけに存在するのではありません。

Martin Schwabが1988年に示したように、培養ニューロンの軸索へのミエリンの沈着はそれらの成長を妨げます。 説明を探して、シュワブと彼のチームは、この阻害を引き起こすいくつかのミエリンタンパク質を精製することができました：Nogo、MAGおよびOMgp。 面白いことに、脳の発達の初期段階では、MAGタンパク質が ミエリンのはニューロンの成長を刺激し、ニューロンに逆の機能を果たします 大人。 この抑制の理由は謎ですが、科学者たちはその役割がすぐに知られることを望んでいます.

90年代に発見された別のタンパク質は、ミエリンにも発見されています。今回はスタンレーBによって発見されました。 Prusiner：プリオンタンパク質（PrP）。 通常の状態ではその機能は不明ですが、変異した状態ではプリオンになり、 一般に牛病として知られているクロイツフェルト・ヤコブ病の変種を生成します クレイジー。 プリオンは自律性を獲得するタンパク質であり、グリアのすべての細胞に感染し、神経変性を引き起こします.

3. アストロサイト

このタイプのグリア細胞は、ラモンイカハールによって説明されました。 ニューロンの観察中に、彼はニューロンの近くに星型の他の細胞があることに気づきました。 したがって、その名前。 それは中枢神経系と視神経に位置し、おそらくより多くの機能を実行するグ​​リアの1つです. その大きさはニューロンの2倍から10倍の大きさで、非常に多様な機能を持っています

血液脳関門

血液はCNSに直接流れ込みません。 このシステムは、選択性の高い透過性膜である血液脳関門（BBB）によって保護されています。 アストロサイトは積極的にそれに参加し、 反対側に起こり得ることと起こらないことのフィルタリングを担当している. 主に、それらは酸素とブドウ糖の侵入を可能にし、ニューロンに栄養を与えることができるようにします。

しかし、このバリアが損傷した場合はどうなりますか？ 免疫系によって引き起こされる問題に加えて、星状細胞のグループは損傷した領域に移動し、互いに結合して一時的な障壁を形成し、出血を止めます。

アストロサイトには、GFAPと呼ばれる繊維状タンパク質を合成する能力があります。これにより、アストロサイトは堅牢性を獲得するだけでなく、別のタンパク質を分泌して不浸透性を獲得することができます。 並行して、星状細胞は神経栄養因子を分泌し、その領域の再生を刺激します.

カリウム電池の充電

アストロサイトの記述された機能のもう一つは、活動電位を維持するそれらの活動です。 ニューロンが電気インパルスを生成すると、ナトリウムイオン（Na +）を収集して、外部に対してより正になります。 ニューロンの外側と内側の電荷が操作されるこのプロセスは、次のような状態を生成します。 脱分極、これにより、ニューロンを通過する電気インパルスは、シナプス空間で終わるまで生まれます。 あなたの旅行中に、 細胞環境は常に電荷のバランスを求めているため、今回はカリウムイオン（K +）を失います。、細胞外環境と等しくするため。

これが常に起こった場合、最終的にはカリウムイオンの飽和が外部で生成され、 これは、これらのイオンがニューロンを離れるのをやめることを意味し、これにより、 電気インパルス。 これは、星状細胞が写真に登場する場所です。 それらは細胞外空間をきれいにするためにこれらのイオンを内部で吸収し、より多くのカリウムイオンが分泌されることを可能にします. アストロサイトは電気インパルスによって通信しないため、電荷に問題はありません。

4. ミクログリア

ニューログリアの4つの主要な形態の最後はミクログリアです。. これはオリゴデンドロサイトの前に発見されましたが、血管に由来すると考えられていました。 それはCNSのグリア人口の5から20パーセントの間を占めます、そしてその重要性は、それが脳の免疫系の基礎であるという事実に基づいています。 血液脳関門を保護することにより、細胞の自由な通過が許可されなくなります。これには免疫系の細胞も含まれます。 したがって、 脳には独自の防御システムが必要であり、これはこのタイプのグリアによって形成されます.

CNS免疫システム

このグリア細胞は非常に可動性が高く、CNSで発生した問題に迅速に対応できます。 ミクログリアは、損傷した細胞、バクテリア、ウイルスを食い尽くすだけでなく、侵入者と戦うための一連の化学薬品を放出する能力を持っています。 だが これらの要素の使用は、ニューロンにも毒性があるため、巻き添え被害を引き起こす可能性があります. したがって、対立の後、彼らは患部の再生を促進するために神経栄養性星状細胞を生成しなければなりません。

先ほど、BBBの損傷についてお話しました。これは、白血球がBBBを通過して脳に入るときに、ミクログリアの副作用によって部分的に発生する問題です。 CNSの内部はこれらの細胞にとって新しい世界であり、それらは主に脅威であるかのように未知の反応を示し、それに対する免疫応答を生成します。 ミクログリアは防御を開始し、「内戦」と言えるものを引き起こします、ニューロンに多くの損傷を引き起こします。

グリアとニューロン間のコミュニケーション

あなたが見てきたように、グリア細胞は多種多様なタスクを実行します。 しかし、明確にされていないセクションは、ニューロンとグリアが互いに通信するかどうかです。 最初の研究者は、グリアがニューロンとは異なり、電気インパルスを生成しないことをすでに認識していました。 しかし、これはスティーブンJ. スミスは、それらが互いに、そしてニューロンとどのように通信するかをチェックしました.

スミスは、神経膠細胞がカルシウムイオン（Ca2 +）を使用して情報を伝達するという直感を持っていました。これは、この要素が一般に細胞によって最も使用されているためです。 どういうわけか、彼と彼のチームメートはこの信念を持ってプールに飛び込みました（結局のところ、イオンの「人気」はその特定の機能についてもあまり教えてくれません）が、彼らはそれを正しく理解しました。

これらの研究者は、蛍光カルシウムが添加された星状細胞の培養物からなる実験を設計しました。これにより、蛍光顕微鏡でそれらの位置を確認できます。 さらに、彼は非常に一般的な神経伝達物質を追加しました、 グルタミン酸. 結果はすぐに現れました。 10分間 彼らは、蛍光がどのように星状細胞に入り、波のように細胞間を移動するかを見ることができました。. この実験で、彼らは、神経伝達物質なしでは波が始まらないので、グリアが互いにそしてニューロンと通信することを示しました。

グリア細胞について知られている最新の

より最近の研究を通して、グリアはすべてのタイプの神経伝達物質を検出することがわかっています。 さらに、アストロサイトとミクログリアの両方が神経伝達物質を製造および放出する能力を持っています（ これらの要素はグリアに由来するため、グリオトランスミッターと呼ばれます）、したがって、 ニューロン。

現在の研究分野は見直されています グリア細胞が全体的な脳機能と複雑な精神過程に影響を与える場所、 何 学習, 想い出 または夢。