ნეირონის ციტოსკლეტი: ნაწილები და ფუნქციები

ციტოსკლეტი არის სამგანზომილებიანი სტრუქტურა ყველა ეუკარიოტულ უჯრედში და ამიტომ მისი პოვნა ნეირონებში შეიძლება.

მიუხედავად იმისა, რომ იგი დიდად არ განსხვავდება სხვა სომატური უჯრედებისგან, ნეირონების ციტოსკლეტს აქვს გარკვეული თავისებურებები, გარდა იმისა, რომ მნიშვნელოვანია, როდესაც მათ აქვთ დეფექტები, როგორც ეს ხდება ალცჰეიმერის დაავადების დროს.

შემდეგ ვნახავთ სამი ტიპის ძაფებს, რომლებიც ქმნიან ამ სტრუქტურას, მათ თავისებურებებს დანარჩენ ციტოკონტროლებთან მიმართებაში და როგორ მოქმედებს ეს ალცჰეიმერში.

• დაკავშირებული სტატია: "რა ნაწილებია ნეირონისა?"

ნეირონის ციტოსკლეტი

ციტოსკლეტი არის ეუკარიოტული უჯრედების ერთ-ერთი განმსაზღვრელი ელემენტი, ანუ ის, ვისაც აქვს განსაზღვრული ბირთვი, სტრუქტურა, რომელიც შეიძლება შეინიშნოს ცხოველურ და მცენარეულ უჯრედებში. ეს სტრუქტურა, არსებითად, არის შიდა ხარაჩო, რომელზეც მხარს უჭერენ ორგანულები, ორგანიზებას უწევს ციტოზოლს და მასში აღმოჩენილ ბუშტუკებს, მაგალითად, ლიზოსომებს.

ნეირონები არის ეუკარიოტული უჯრედები, რომლებიც სპეციალიზირებული არიან სხვებთან კავშირების ფორმირებაში და ქმნიან მათ ნერვული სისტემა და, ისევე როგორც სხვა ეუკარიოტული უჯრედები, ნეირონები ფლობენ ციტოსკლეტი. სტრუქტურულად რომ ვთქვათ, ნეირონის ციტო-ჩონჩხი არ განსხვავდება სხვა უჯრედისაგან, რომელსაც აქვს მიკროტუბულები, შუალედური ძაფები და აქტინის ძაფები.

ქვემოთ ვიხილავთ ამ სამი ტიპის ძაფს ან მილს, სადაც მითითებულია, თუ რა განსხვავებაა ნეირონის ციტოსკლეტი სხვა სომატური უჯრედებისგან.

მიკროტუბულები

ნეირონის მიკროტუბულები დიდად არ განსხვავდება სხეულისგან, რომელიც გვხვდება სხვა უჯრედებში. მისი ძირითადი სტრუქტურა შედგება 50 კდა ტუბულინის ქვედანაყოფის პოლიმერისგან, რომელიც ისე ხრახნიან, რომ ქმნის ღრუ მილს, რომლის დიამეტრია 25 ნანომეტრი.

ტუბულინის ორი ტიპი არსებობს: ალფა და ბეტა. ორივე ცილა არ არის ძალიან განსხვავებული ერთმანეთისგან, თანმიმდევრობის მსგავსება 40% -თან ახლოს არის. სწორედ ეს ცილები ქმნიან ღრუ მილს, პროტოფილატების ფორმირების შედეგად, რომლებიც გვერდითი მხრიდან ხდებიან და ამით წარმოიქმნება მიკროტუბული.

ტუბულინი მნიშვნელოვანი ნივთიერებაა მისი დიმერები პასუხისმგებელნი არიან გუანოზინტრიფოსფატის (GTP) ორი მოლეკულის შეერთებაში, დიმერები, რომელთაც აქვთ შესაძლებლობა შეასრულონ ფერმენტული აქტივობა ამ და იმავე მოლეკულებზე. სწორედ ამ GTPase აქტივობის მონაწილეობს ის ფორმირებაში (შეკრებაში) და დემონტაჟში (დაშლა) თავად მიკროტუბულების, რაც იძლევა მოქნილობას და ციტოსკლეტური სტრუქტურის შეცვლის შესაძლებლობას.

აქსონის მიკროტუბულები და დენდრიტები არ არის უწყვეტი უჯრედის სხეულთანდა არც ისინი ასოცირდება რაიმე თვალსაჩინო MTOC- თან (მიკროტუბულის ორგანიზების ცენტრი). აქსონალური მიკროტუბულები შეიძლება იყოს 100 მკმ სიგრძის, მაგრამ აქვთ ერთგვაროვანი პოლარობა. ამის საპირისპიროდ, დენდრიტების მიკროტუბულები უფრო მოკლეა და წარმოადგენს შერეულ პოლარობას, მათი მიკროტუბულების მხოლოდ 50% მიმართულია უჯრედის სხეულის დისტალური შეწყვეტისკენ.

მიუხედავად იმისა, რომ ნეირონების მიკროტუბულები იგივე კომპონენტებისგან შედგება, რომლებიც სხვა უჯრედებში გვხვდება, უნდა აღინიშნოს, რომ მათ შეიძლება გარკვეული განსხვავებები ჰქონდეთ. ტვინის მიკროტუბულები შეიცავს სხვადასხვა იზოტიპის ტუბულინებს და მათთან ასოცირებულ მრავალფეროვან ცილებს. უფრო მეტიც, მიკრო tubules შემადგენლობა განსხვავდება ადგილმდებარეობის მიხედვით ნეირონის, Მსგავსად აქსონები ტალღები დენდრიტები. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ თავის ტვინში მიკროტუბულები სპეციალიზდება სხვადასხვა დავალებებში, რაც დამოკიდებულია ნეირონის უნიკალურ გარემოზე.

შუალედური ძაფები

მიკროტუბულების მსგავსად, შუალედური ძაფები ისევე ნეირონული ციტოსტრუქტურის კომპონენტებია, როგორც ნებისმიერი სხვა უჯრედისისა. ეს ძაფები ძალიან საინტერესო როლს თამაშობენ უჯრედის სპეციფიკის ხარისხის განსაზღვრაშიგარდა ამისა, გამოიყენება უჯრედების დიფერენცირების ნიშნად. გარეგნულად, ეს ძაფები თოკის მსგავსია.

სხეულში არის ხუთამდე ტიპის შუალედური ძაფი, შეკვეთილი I– დან V– მდე და ზოგიერთი მათგანი ნეირონში გვხვდება:

I და II ტიპის შუალედური ძაფები კერატინის ხასიათისაა და გვხვდება სხეულის ეპითელურ უჯრედებთან სხვადასხვა კომბინაციაში.. ამის საპირისპიროდ, III ტიპის უჯრედები გვხვდება ნაკლებად დიფერენცირებულ უჯრედებში, მაგალითად, გლიალური უჯრედები ან წინამორბედები. ნეირონული უჯრედები, თუმცა ისინი ასევე ნახეს უფრო ფორმირებულ უჯრედებში, მაგალითად, გლუვ კუნთოვან ქსოვილებში და ასტროციტებში. მომწიფებული

IV ტიპის შუალედური ძაფები სპეციფიკურია ნეირონებისათვის, რაც წარმოადგენს ექსონებსა და ინტრონებს შორის საერთო ნიმუშს., რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება სამი წინა ტიპისგან. V ტიპი არის ის, რაც გვხვდება ბირთვულ ლამინებში და ქმნის იმ ნაწილს, რომელიც გარს აკრავს უჯრედის ბირთვს.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს ხუთი სხვადასხვა ტიპის შუალედური ძაფი მეტ-ნაკლებად სპეციფიკურია გარკვეული უჯრედებისათვის, აღსანიშნავია, რომ ნერვული სისტემა შეიცავს ამ მრავალფეროვნებას. მოლეკულური ჰეტეროგენურობის მიუხედავად, ყველა შუალედური ძაფი არის ევკარიოტულ უჯრედებში როგორც ისინი აღვნიშნეთ, ისინი წარმოადგენენ ბოჭკოებს, რომლებიც თოკის მსგავსია, რომელთა დიამეტრია 8 – დან 12 – მდე ნანომეტრი.

ნერვული ძაფები შეიძლება იყოს ასობით მიკრომეტრი, გარდა ამისა, მათ აქვთ გვერდითი მკლავების პროგნოზები. ამის საპირისპიროდ, სხვა სომატურ უჯრედებში, მაგალითად, გლიასა და არა-ნეირონულ უჯრედებში, ეს ძაფები უფრო მოკლეა და არ აქვთ გვერდითი მკლავები.

შუა ტიპის შუალედის ძირითადი ტიპი, რომელიც გვხვდება ნეირონის მიელიზირებულ აქსონებში, შედგება სამი ცილოვანი ქვედანაყოფისაგან, რაც ქმნის სამეულს: მაღალი მოლეკულური წონის ქვედანაყოფი (NFH, 180-დან 200 kDa), საშუალო მოლეკულური წონის ქვედანაყოფი (NFM, 130-დან 170 kDa) და დაბალი მოლეკულური წონის ქვედანაყოფი (NFL, 60-დან 70-მდე) კდა). თითოეული ცილის ქვედანაყოფი დაშიფრულია ცალკეული გენით. ეს ცილები არის ისეთები, რომლებიც ქმნიან IV ტიპის ძაფებს, რომლებიც გამოხატულია მხოლოდ ნეირონებში და აქვთ დამახასიათებელი სტრუქტურა.

მაგრამ მიუხედავად იმისა, რომ ნერვული სისტემის ტიპიურია IV ტიპი, მასში სხვა ძაფებიც გვხვდება. ვიმენტინი ერთ-ერთი ცილაა, რომელიც ქმნის III ტიპის ძაფებს, გვხვდება უჯრედების მრავალფეროვნებაში, ფიბრობლასტებში, მიკროგლიებში და გლუვი კუნთების უჯრედებში. ისინი ასევე გვხვდება ემბრიონის უჯრედებში, როგორც გლიასა და ნეირონების წინამორბედები. ასტროციტები და შვანის უჯრედები შეიცავს მჟავე ფიბრილალურ გლიალურ პროტეინს, რომელიც წარმოადგენს III ტიპის ძაფებს.

აქტინის მიკროფილმები

აქტინის მიკროფილმები ციტოსკლეტის უძველესი კომპონენტებია. ისინი შედგება 43-კილოდალატიანი აქტინის მონომერებისგან, რომლებიც ორგანიზებულია ისე, თითქოს ისინი მძივების ორი სტრიქონი იყოს, რომელთა დიამეტრია 4-დან 6 ნანომეტრამდე.

აქტინის მიკროფილმები გვხვდება ნეირონებსა და გლიალურ უჯრედებში, მაგრამ ისინი გვხვდება განსაკუთრებით კონცენტრირებულია პრესინაფსურ ტერმინალებში, დენდრიტული ხერხემლები და ზრდის კონუსები ნერვული.

რა როლს ასრულებს ნეირონის ციტოსკლეტი ალცჰეიმერში?

ნაპოვნია ურთიერთობა ბეტა-ამილოიდური პეპტიდების, ფირფიტების კომპონენტების არსებობას შორის, რომლებიც ალცჰეიმერის დაავადების დროს ტვინში გროვდებადა ნერვული ციტოსკლეტის დინამიკის სწრაფი დაკარგვა, განსაკუთრებით დენდრიტებში, სადაც ნერვის იმპულსი მიიღება. რადგან ეს ნაწილი ნაკლებად დინამიურია, ინფორმაციის გადაცემა ნაკლებად ეფექტური ხდება, გარდა ამისა, სინაფსური აქტივობა მცირდება.

ჯანმრთელ ნეირონში მისი ციტოსკლეტი შედგება აქტინის ძაფებისაგან, რომლებიც, მართალია, წამყვანია, მაგრამ აქვთ გარკვეული მოქნილობა. ისე, რომ მოცემულია საჭირო დინამიზმი, რომ ნეირონმა შეძლოს ადაპტირება გარემოს მოთხოვნებზე არსებობს ცილა, კოფილინი 1, რომელიც პასუხისმგებელია აქტინის ძაფების მოჭრაზე და მათი გამოყოფაზე ერთეულები. ამრიგად, სტრუქტურა იცვლის ფორმას, თუმცა თუ კოფილინი 1 ფოსფორილირდება, ანუ ემატება ფოსფორის ატომი, ის სწორად წყვეტს მუშაობას.

ნაჩვენებია, რომ ბეტა-ამილოიდური პეპტიდების ზემოქმედება იწვევს კოფილინის 1-ის გაზრდილ ფოსფორილაციას. ეს იწვევს ციტოკონტროლის დინამიურობის დაკარგვას, ვინაიდან აქტინის ძაფები სტაბილურია, სტრუქტურა კი კარგავს მოქნილობას. დენდრიტული ხერხემალი კარგავს ფუნქციას.

კოფილინი 1 ფოსფორილატის წარმოქმნის ერთ-ერთი მიზეზია როდის მოქმედებს ფერმენტი ROCK (Rho-kinase). ეს ფერმენტი ფოსფორილაციას ახდენს მოლეკულებზე, იწვევს მათ აქტივობას ან ააქტიურებს მათ და იწვევს ალცჰეიმერის სიმპტომების ერთ-ერთ მიზეზს, ვინაიდან იგი ააქტიურებს კოფილინ 1-ს. ამ ეფექტის თავიდან ასაცილებლად, განსაკუთრებით დაავადების ადრეულ ეტაპებზე, არსებობს პრეპარატი ფასუცილი, რომელიც აფერხებს ამ ფერმენტის მოქმედებას და ხელს უშლის კოფილინ 1-ს ფუნქციის დაკარგვას.

ბიბლიოგრაფიული ცნობარი:

• მოლინა, ი.. (2017). ციტოსკლეტი და ნეიროტრანსმია. ვეზიკულური ტრანსპორტისა და შერწყმის მოლეკულური ბაზები და ცილოვანი ურთიერთქმედება ნეიროენდოკრინულ მოდელში. UMH სადოქტორო ჟურნალი. 2. 4. 10.21134 / doctumh.v2i1.1263.
• კირპატრიკი LL, ბრეიდის ქ. ნეირონული ციტოსკლეტის მოლეკულური კომპონენტები. შიგნით: Siegel GJ, Agranoff BW, Albers RW და სხვ., რედაქტორები. ძირითადი ნეიროქიმია: მოლეკულური, უჯრედული და სამედიცინო ასპექტები. მე -6 გამოცემა. ფილადელფია: Lippincott-Raven; 1999. Ხელმისაწვდომია: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK28122/
• რიში, თ. და სხვები (2018) სინაფტოტოქსიურობა ალცჰეიმერის დაავადების დროს აქტინის ციტოსკლეტის დისერეგულაციას გულისხმობდა დინამიკა კოფილინის 1 ფოსფორილაციის საშუალებით Neuroscience Journal doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1409-18.2018