Glijos ląstelės: daug daugiau nei neuronų klijai

Labai įprasta, kad kalbėdami apie žmogaus intelektą, mes konkrečiai nurodome labai specifinį ląstelių tipą: neuronus. Taigi normalu vadinti mononeuronaliu tuos, kurie žemą intelektą priskiria žeminančiam būdui. Tačiau mintis, kad smegenys iš esmės prilygsta neuronų rinkiniui, vis labiau pasensta.

Žmogaus smegenyse yra daugiau nei 80 milijardų neuronų, tačiau tai sudaro tik 15% visų šio organų rinkinio ląstelių.

Likusius 85% užima kito tipo mikroskopinis kūnas: vadinamosios glijos ląstelės.. Kaip visuma, šios ląstelės susidaro medžiaga, vadinama glia arba neuroglia, kuri tęsiasi per visas nervų sistemos įdubas.

Šiuo metu glia yra viena iš didžiausių neuromokslų pažangos sričių, norėdamas atskleisti visas savo užduotis ir sąveiką, kurią jie vykdo, kad nervų sistema veiktų taip, kaip ji veikia. Ir tai yra tai, kad smegenų šiuo metu negalima suprasti, nesuprantant glia dalyvavimo.

Glijos ląstelių atradimas

Terminas neuroglia 1856 m. Sugalvotas vokiečių patologo Rudolfo Virchowo. Tai žodis, kuris graikų kalba reiškia „neuronų (neuro) klijai (glia)“, nes jo atradimo metu

manyta, kad neuronai yra susieti tarpusavyje ir sudaro nervus ir tai yra daugiau nei aksonas tai buvo ląstelių rinkinys, o ne dalis neurono. Dėl šios priežasties buvo daroma prielaida, kad šios ląstelės, kurias jie rado šalia neuronų, buvo tam, kad padėtų struktūrizuoti nervą ir palengvintų jų tarpusavio sąjungą, ir nieko kito. Trumpai tariant, gana pasyvus ir pagalbinis vaidmuo.

1887 m. Garsus tyrinėtojas Santiago Ramón y Cajal padarė išvadą, kad neuronai yra nepriklausomi vienetai ir kuriuos nuo kitų skyrė nedidelė erdvė, kuri vėliau tapo žinoma Ką sinapsinė erdvė. Tai paneigė mintį, kad aksonai buvo ne tik nepriklausomų nervų ląstelių dalys. Tačiau glijos pasyvumo idėja išliko. Tačiau šiandien atrandama, kad jo svarba yra daug didesnė, nei manyta anksčiau.

Tam tikra prasme ironiška, kad toks vardas buvo suteiktas neuroglia. Tiesa, ji tikrai padeda konstrukcijoje, tačiau ji ne tik atlieka šią funkciją, bet ir yra skirta jūsų apsaugai, sugadina, pagerina nervinį impulsą, suteikia energijos ir netgi kontroliuoja informacijos srautą, be daugybės kitų funkcijų atrado. Jie yra galinga nervų sistemos priemonė.

Glijos ląstelių tipai

Neuroglia yra įvairių tipų ląstelių rinkinys, kuris turi bendrą bruožą, kad yra nervų sistemoje ir nėra neuronai.

Yra nemažai skirtingų glijų ląstelių tipų, bet aš sutelksiu dėmesį į keturias klases yra laikomi svarbesniais, taip pat paaiškinant ryškiausias iki šiol atrastas funkcijas šiandien. Kaip jau sakiau, ši neuromokslų sritis tobulėja kiekvieną dieną ir tikrai ateityje atsiras naujų detalių, kurių šiandien nežinome.

1. Schwanno ląstelės

Šios glia ląstelės pavadinimas yra jos atradėjo garbei, Theodore'as Schwannas, geriausiai žinomas kaip vienas iš ląstelių teorijos tėvų. Šio tipo glialąstelės yra vienintelės, randamos periferinėje nervų sistemoje (PNS), tai yra nervuose, einančiuose visame kūne.

Tyrinėdamas gyvūnų nervinių skaidulų anatomiją, Schwannas pastebėjo kai kuriuos ląstelės, kurios buvo pritvirtintos išilgai aksono ir suteikė jausmą, kad yra kažkas panašaus į mažą „Perlai“; Be to, jis nesuteikė jiems daugiau reikšmės. Būsimų tyrimų metu buvo atrasta, kad šie mikroskopiniai karoliuko formos elementai iš tikrųjų buvo mielino apvalkalai, svarbus produktas, generuojantis tokio tipo ląsteles.

Mielinas yra lipoproteinas, kuris suteikia aksonui izoliaciją nuo elektros impulso, tai yra, tai leidžia ilgesnį laiką ir didesnį atstumą išlaikyti veiksmo potencialą, todėl elektriniai šūviai vyksta greičiau ir neišsiskleidžia per neurono membraną. Tai yra, jie veikia kaip guma, uždengianti laidą.

Schwanno ląstelės jie turi galimybę išskirti keletą neurotrofinių komponentų, įskaitant „nervų augimo faktorių“ (CNF), pirmasis augimo faktorius, nustatytas nervų sistemoje. Ši molekulė stimuliuoja neuronų augimą vystymosi metu. Be to, kadangi šio tipo neuroglijos apsupo aksoną kaip vamzdelį, jis taip pat turi įtakos pažymėdamas kryptį, kuria jis turėtų augti.

Be to, buvo pastebėta, kad kai buvo pažeistas PNS nervas, FCN yra išskiriamas, kad neuronas galėtų ataugti ir atgauti savo funkcionalumą. Tai paaiškina procesą, kurio metu dingsta laikinas paralyžius, kurį patiria raumenys patyrus ašarą.

Trys skirtingos Schwanno ląstelės

Ankstyviesiems anatomams Schwanno ląstelės nebuvo skirtingos, tačiau su pažanga mikroskopija sugebėjo atskirti iki trijų skirtingų tipų, jų struktūra ir funkcijos gerai diferencijuotas. Tie, kuriuos aprašiau, yra „mielininiai“, nes jie gamina mieliną ir yra labiausiai paplitę.

Tačiau neuronuose su trumpais aksonais randamas kitas Schwanno ląstelių tipas, vadinamas „nemielinizuotu“nes negamina mielino apvalkalų. Jie yra didesni nei ankstesni, o viduje jie vienu metu talpina daugiau nei vieną aksoną. Atrodo, kad jie negamina mielino apvalkalų, nes su savo membrana jie jau yra izoliacija šiems mažesniems aksonams.

Paskutinis šios formos neuroglijos tipas yra neuronų ir raumenų sinapsėje. Jie yra žinomi kaip terminalinės arba perisinaptinės Schwanno ląstelės. (tarp sinapsės). Dabartinis jo vaidmuo buvo atskleistas eksperimento metu, kurį atliko Monrealio universiteto neurobiologas Richardas Robitaille'as. Testą sudarė netikras žiniatinklio pridėjimas prie šių langelių, kad būtų galima pamatyti, kas nutiko. Rezultatas buvo toks, kad raumens išreikštas atsakas buvo pakeistas. Kai kuriais atvejais susitraukimas padidėjo, kitais atvejais sumažėjo. Išvada buvo ta šio tipo glia reguliuoja informacijos srautą tarp neurono ir raumens.

2. Oligodendrocitai

Centrinėje nervų sistemoje (CNS) nėra Schwanno ląstelių, tačiau neuronai turi kitą mielino dangos formą dėl alternatyvaus glijos ląstelių tipo. Ši funkcija vykdoma paskutinis iš didžiųjų atrastų neuroglijų tipų: tas, kurį suformavo oligodendrocitai.

Jų vardas nurodo, kaip juos apibūdino pirmieji juos radę anatomai; ląstelė su daugybe mažų plėtinių. Tačiau tiesa ta, kad vardas jų nedaug lydi, nes po kurio laiko Ramono ir Cajal, Pío del Río-Hortega, sukūrė tuo metu naudotų dėmių patobulinimus, atskleisdamas tikrąją morfologija: ląstelė su pora ilgų pratęsimų, pavyzdžiui, rankos.

Mielinas CNS

Vienas skirtumas tarp oligodendrocitų ir mielinuotų Schwanno ląstelių yra tas, kad pirmieji neapgauna aksono savo kūnu, bet jie tai daro savo ilgais prailginimais, tarsi jie būtų aštuonkojo čiuptuvaiir būtent per juos išskiriamas mielinas. Be to, mielinas CNS yra skirtas ne tik neuronui izoliuoti.

Kaip Martinas Schwabas įrodė 1988 m., Mielino nusėdimas ant aksono kultūriniuose neuronuose trukdo jų augimui. Ieškodamas paaiškinimo, Schwabas ir jo komanda sugebėjo išvalyti kelis mielino baltymus, sukeliančius šį slopinimą: Nogo, MAG ir OMgp. Juokingiausia tai, kad buvo pastebėta, jog ankstyvosiose smegenų vystymosi stadijose MAG baltymas mielino stimuliuoja neurono augimą, atliekant atvirkštinę funkciją neuronui Suaugusieji. Šio slopinimo priežastis yra paslaptis, tačiau mokslininkai tikisi, kad jos vaidmuo netrukus bus žinomas.

Kitas baltymas, rastas 90-aisiais, taip pat yra mieline, šį kartą Stanley B. Prusiner: Priono baltymai (PrP). Jo funkcija normalioje būsenoje nežinoma, tačiau mutavus būsenoje jis tampa Prionu ir generuoja Creutzfeldt-Jakobo ligos variantą, paprastai vadinamą karvių liga pašėlęs. Prionas yra baltymas, įgyjantis autonomiją, užkrečiantis visas glia ląsteles, generuojančias neurodegeneraciją.

3. Astrocitai

Šio tipo glialąsteles apibūdino Ramón y Cajal. Stebėdamas neuronus, jis pastebėjo, kad šalia neuronų yra kitų ląstelių, žvaigždės formos; todėl jo pavadinimas. Jis yra CNS ir regos nerve ir galbūt yra viena iš glijos, atliekančių daugiau funkcijų. Jo dydis yra du-dešimt kartų didesnis nei neurono, ir jis atlieka labai įvairias funkcijas

Kraujo smegenų barjeras

Kraujas neteka tiesiai į CNS. Šią sistemą saugo labai selektyvi pralaidi membrana „Blood Brain Barrier“ (BBB). Astrocitai jame aktyviai dalyvauja, atsakingas už filtravimą, kas gali nutikti kitai pusei, o kas ne. Daugiausia jie leidžia patekti į deguonį ir gliukozę, kad galėtų pamaitinti neuronus.

Bet kas nutiks, jei šis barjeras bus pažeistas? Be problemų, kurias sukelia imuninė sistema, astrocitų grupės keliauja į pažeistą vietą ir susijungia viena su kita, kad sudarytų laikiną barjerą ir sustabdytų kraujavimą.

Astrocitai turi galimybę sintetinti pluoštinį baltymą, vadinamą GFAP, su kuriuo jie įgauna tvirtumą, be to, išskiria kitą, po kurio seka baltymai, leidžiantys įgyti nepralaidumą. Lygiagrečiai astrocitai išskiria neurotrofus, kad paskatintų regeneraciją šioje srityje.

Įkraukite kalio baterijas

Kita aprašyta astrocitų funkcija yra jų aktyvumo palaikymo veiksmo potencialas. Kai neuronas generuoja elektrinį impulsą, jis surenka natrio jonus (Na +), kad gautų teigiamą poveikį išorėje. Šis procesas, kurio metu manipuliuojami elektriniai krūviai neuronų išorėje ir viduje, sukuria būseną, vadinamą depoliarizacija, dėl kurio elektriniai impulsai, keliaujantys per neuroną, gimsta tol, kol baigiasi sinapsinėje erdvėje. Kelionės metu ląstelių aplinka visada siekia elektros krūvio pusiausvyros, todėl šį kartą ji praranda kalio jonus (K +), susilyginti su tarpląsteline aplinka.

Jei tai visada atsitiktų, galų gale lauke susidarytų kalio jonų prisotinimas, kuris reikštų, kad šie jonai nustotų išeiti iš neurono, o tai sukeltų nesugebėjimą generuoti elektrinis impulsas. Čia į sceną patenka astrocitai, kas jie absorbuoja šiuos jonus viduje, kad išvalytų tarpląstelinę erdvę ir leistų išskirti daugiau kalio jonų. Astrocitai neturi problemų dėl įkrovimo, nes jie nebendrauja elektriniais impulsais.

4. Microglia

Paskutinė iš keturių pagrindinių neuroglijos formų yra mikroglia.. Tai buvo atrasta dar prieš oligodendrocitus, tačiau manyta, kad tai atsirado iš kraujagyslių. Jis užima nuo 5 iki 20 procentų CNS glia populiacijos, o jo svarba grindžiama tuo, kad tai yra smegenų imuninės sistemos pagrindas. Turint kraujo ir smegenų barjero apsaugą, negalima laisvai praeiti ląstelėms, įskaitant imuninės sistemos ląsteles. Taigi, smegenims reikia savo gynybos sistemos, ir tai formuoja šio tipo glia.

CNS imuninė sistema

Ši glia ląstelė yra labai mobili, leidžianti jai greitai reaguoti į visas problemas, su kuriomis susiduria CNS. Mikroglia turi galimybę praryti pažeistas ląsteles, bakterijas ir virusus, taip pat išskirti daugybę cheminių veiksnių, kuriais kovojama su įsibrovėliais. Bet šių elementų naudojimas gali sukelti papildomą žalą, nes jis taip pat yra toksiškas neuronams. Todėl po susidūrimo jie turi gaminti neurotrofinius astrocitus, kad palengvintų pažeistos zonos atsinaujinimą.

Anksčiau kalbėjau apie BBB pažeidimą - problemą, kurią iš dalies sukelia šalutinis mikroglijos poveikis, kai leukocitai kerta BBB ir patenka į smegenis. CNS vidus yra naujas šių ląstelių pasaulis, ir jos pirmiausia reaguoja taip nežinomai, lyg būtų grėsmė, sukeldamos imuninį atsaką prieš ją. Mikroglija inicijuoja gynybą, sukeldama, sakytume, „pilietinį karą“, kuris daro daug žalos neuronams.

Bendravimas tarp glia ir neuronų

Kaip matėte, glia ląstelės atlieka įvairiausias užduotis. Tačiau skyrius, kuris nebuvo aiškus, yra tai, ar neuronai ir glia bendrauja tarpusavyje. Pirmieji tyrėjai jau suprato, kad glija, skirtingai nei neuronai, negeneruoja elektrinių impulsų. Bet tai pasikeitė, kai Stephenas J. Smitas tikrino, kaip jie bendrauja tiek tarpusavyje, tiek su neuronais.

Smithas turėjo nuojautą, kad neuroglia perduoda informaciją kalcio joną (Ca2 +), nes šį elementą dažniausiai naudoja ląstelės. Kažkaip jis ir jo komandos draugai su tokiu įsitikinimu įšoko į baseiną (juk ir jono „populiarumas“ mums nelabai pasako apie jo specifines funkcijas), bet jie tai suprato.

Šie tyrėjai sukūrė eksperimentą, kurį sudarė astrocitų kultūra, į kurią buvo pridėta fluorescuojančio kalcio, kuris leidžia matyti jų padėtį fluorescencine mikroskopija. Be to, jis pridėjo labai įprastą neuromediatorių, glutamatas. Rezultatas buvo tuoj pat. Dešimt minučių jie galėjo pamatyti, kaip fluorescencija pateko į astrocitus ir keliavo tarp ląstelių tarsi banga. Šiuo eksperimentu jie parodė, kad glia bendrauja tarpusavyje ir su neuronu, nes be neuromediatoriaus banga neprasideda.

Naujausias žinomas apie glijos ląsteles

Atliekant naujesnius tyrimus nustatyta, kad glia aptinka visų tipų neuromediatorius. Be to, tiek astrocitai, tiek mikroglia turi galimybę gaminti ir išlaisvinti neurotransmiterius (nors ir šie elementai vadinami gliotransmiteriais, nes jie kilę iš glijos), taip darydami įtaką neuronai.

Dabartinė studijų sritis matosi kur glia ląstelės veikia bendrą smegenų funkciją ir sudėtingus psichinius procesus, Ką Mokymasis, Atmintis ar sapnas.