ニューロフィラメント：それらが何であるか、コンポーネントと特性

ニューロフィラメントは、ニューロンの細胞質に存在する厚さ 7 ナノメートルの中間フィラメントの一種です。 それらは、神経構造の維持と軸索輸送に関与しています。

生物学的構造には、私たちが最初に信じているよりもはるかに多くの秘密が隠されていることがあります。 自然の世界では、知識は実質的に無限です。 あらゆる生物の最も基本的な化合物、アミノ酸、およびそれらを構成する化学元素に到達します。 この知識の探求において、私たちはどこまで行きたいのでしょうか?

一方では、区切られたセクション (軸索、樹状突起、細胞体) を持つニューロン、シナプスを介したニューロン間の通信、神経伝達物質、およびそれらの脳への影響があります。 これらのトピックはすべてすでに広くカバーされていますが、さらに深く掘り下げることができます。 この機会にぜひご紹介させていただきます ニューロフィラメントについて知っておくべきこと.

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ニューロフィラメント：神経骨格

生物の骨格が細胞でできていることは驚くべきことですが、細胞はその形状と機能を維持するために独自の「骨格構造」も必要としています。 つまり、 生命が私たちに与える最も基本的な機能単位でさえ、私たちは複雑な組織を見つけます.

最初に細胞の構造組織を理解せずにニューロフィラメントの役割に取り組むことはできないため、細胞骨格とその機能について少し説明します.

細胞骨格について

細胞骨格は次のように定義されます。 細胞内の内部支持を提供するタンパク質の三次元格子、しかし、化合物の輸送、組織化、細胞分裂にも関与しています。 観測可能な巨視的な世界との類似性を作り、 この複雑なネットワークは、建物の梁のように機能するだけでなく、エレベーターや階段のようにも機能します。. 信じられないほど本当ですか？

細胞骨格は、次の 3 つの主要な化合物で構成されています。

• マイクロフィラメント: 球状タンパク質であるアクチンの 2 本の鎖で構成されています。 それらは細胞の形状を維持します。
• 中間フィラメント: より不均一なタンパク質ファミリーで構成されており、強力な結合により細胞小器官に安定性を提供します。
• 微小管: アルバ チューブリンとベータ チューブリンによって形成され、細胞内の物質の移動とその分裂を担っています。

細胞骨格の構造とダイナミクスは、細胞が細胞とどのように関連しているかに依存することに注意する必要があります。 外部（つまり、細胞外マトリックス）と、それが生涯を通じて経験する張力、剛性、および圧縮のストレス。 発達。 私たちはダイナミックで決して厳格ではない枠組みに直面しています。

細胞が常に受けているプロセスに絶妙に適応する. では、ニューロフィラメントは上記のすべてにどのように関連していますか?

細胞質内を移動する

前の質問に対する答えは簡単です。なぜなら、今日私たちが関心を持っているこれらの構造は、ニューロンの特定の細胞骨格の中間フィラメントに過ぎないからです。

他のすべての細胞と同様に、 ニューロンは、構造機能とトランスポーター機能の両方の骨格を持っています. このタンパク質フレームワークは、3 つのコンポーネントで構成されています。 以前は、それらは微小管 (または神経管)、ニューロフィラメント (中間フィラメント) であるため、 マイクロフィラメント。 これらの構造の形態に迷う前に、神経細胞骨格の機能を定義しましょう。

• 神経細胞体の異なる領域間のオルガネラの動きを仲介します。
• 特定のコンポーネント (膜化学受容体など) の位置を適切な場所に固定して、それらが機能できるようにします。
• ニューロンの三次元形状を決定します。

ご覧のとおり、 このタンパク質フレームワークがなければ、ニューロン (したがって人間の思考) は、私たちが知っているように存在できませんでした。 今日。 ニューロフィラメントの構造を理解するには、その形態を基底レベルまで徹底的に分析する必要があります。 頑張れ。

まず知らなければならない 構造の最も基本的な「レンガ」、サイトケラチン. これは、動物の爪、毛髪、羽毛と同様に、上皮細胞の中間径フィラメントに不可欠な繊維状タンパク質です。 これらのタンパク質のセットが直線的に結合すると、単量体が生じ、これらの鎖の 2 つが互いに巻き付いて二量体になります。

次に、2 つのコイル状の二量体が、より厚い構造である四量体複合体 (テトラフォー、合計 4 つのモノマーで構成されているため) を生じさせます。 いくつかの四量体複合体の結合がプロトフィラメントを形成し、2 つの結合したプロトフィラメントであるプロトフィブリルが形成されます。 最後に、3 つのコイル状のプロトフィブリルが求められているニューロ フィラメントを生成します。

したがって、この中間フィラメントの構造を理解するには、互いに巻き付いた一連の鎖を想像する必要があります。 すべてのDNAの二重らせんに（信じられないほどの距離にわたって）「類似の」構造を与えるために、 知られています。 毎回 それらの間に相互接続されたチェーンがますます追加され、構造の複雑さとその厚さが増します. 電気配線と同様に、チェーンと巻線が多いほど、最終的なフレームワークの機械的抵抗が大きくなります。

これらのニューロフィラメントは、めまいがするほど複雑な構造を持ち、細胞の細胞質に分布しています。 ニューロンと神経細管を橋渡しし、細胞膜、ミトコンドリア、 ポリリボソーム。 それらはニューロンの内部構造サポートを表すため、細胞骨格の最も豊富なコンポーネントであることに注意する必要があります。

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実用例

すべてがミクロの世界に還元されるわけではありません。 環境に対する生物の反応と神経伝達の効率を調整する.

たとえば、研究では、哺乳類のげっ歯類における神経中間径フィラメントの存在量がその後調査されました。 脳病変とその後の低強度レーザーおよび超音波療法への曝露 治療。 神経損傷は、各ニューロン内のニューロフィラメントの減少と相関しています。、このタイプの機械的ストレスは、軸索の口径と外傷を受けた細胞の「健康」（より複雑な用語がないため）を低下させるため.

記載された治療を受けたマウスは、細胞レベルでこれらのフィラメントの数を増加させたため、結果は明らかです。 これらのタイプの実験は、 低強度レーザー治療 (LBI) は、損傷した神経の再生に重要な役割を果たすことができます トラウマの後。

ミクロの世界を超えて：フィラメントとアルツハイマー病

実験室のげっ歯類を使った実験的研究を超えて、 次のような疾患における細胞骨格の構成フィラメントの組成と数の影響 アルツハイマー。

例えば、 家族性アルツハイマー病患者では、血清ニューロフィラメント光（Nfl）濃度が上昇する 病気の症状が現れる前に。 したがって、これらは病理学の非侵襲的なバイオインジケーターとして機能し、初期段階からそれを制御できます。 もちろん、この知識を固めるにはさらに多くの情報と研究が必要ですが、基礎はすでに築かれています。

まとめ

これまで見てきたように、ニューロフィラメントの世界は構造タンパク質のフレームワークに還元されるだけではありません。 私たちはナノスコピックスケールに移行しますが、これらの成分の豊富さの影響は明らかです 神経細胞骨格の必須要素は、生物の行動および生理学的レベルで発現します。 生きている。

これが証拠になる 私たちの細胞を構成する各要素の重要性. 特定のフィラメントの量が多いほど、アルツハイマー病のような病気の初期段階の指標になる可能性があると誰が言うでしょうか?

最終的には、 小さな部品の一つ一つが、人間の体という洗練された機械を生み出すパズルのピースです。. そのうちの 1 つが失敗すると、この構造が物理空間で占有できる数マイクロメートルまたはナノメートルよりもはるかに大きなレベルに影響が及ぶ可能性があります。

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