Glijas šūnas: daudz vairāk nekā neironu līme

Ļoti bieži, runājot par cilvēka inteliģenci, mēs īpaši atsaucamies uz ļoti specifisku šūnu tipu: neironiem. Tādējādi ir normāli saukt par mononeuronu tos, kas zemu intelektu piedēvē nicinošā veidā. Tomēr ideja, ka smadzenes būtībā ir līdzvērtīgas neironu kopumam, arvien vairāk ir novecojusi.

Cilvēka smadzenēs ir vairāk nekā 80 miljardi neironu, taču tas veido tikai 15% no kopējā orgānu kopuma šūnām.

Atlikušos 85% aizņem cita veida mikroskopisks ķermenis: tā sauktās glijas šūnas.. Šīs šūnas kopumā veido vielu, ko sauc par gliju vai neirogliju, kas stiepjas caur visām nervu sistēmas padziļinājumiem.

Pašlaik glia ir viena no studiju jomām, kurā ir vislielākais progress neirozinātnēs, vēlas atklāt visus savus uzdevumus un mijiedarbība, ko viņi veic, lai nervu sistēma darbotos tāpat kā tā. Un tas ir tāds, ka smadzenes pašlaik nevar saprast, nesaprotot glia iesaistīšanos.

Glijas šūnu atklāšana

Terminu neiroglija 1856. gadā izveidoja vācu patologs Rūdolfs Virhovs. Šis ir vārds, kas grieķu valodā nozīmē "neironu (neiro) līme (glia)", jo tā atklāšanas laikā

tika uzskatīts, ka neironi ir savienoti kopā, veidojot nervus un tas ir vairāk nekā aksons tā bija šūnu kolekcija neirona daļas vietā. Šī iemesla dēļ tika pieņemts, ka šīs šūnas, kuras viņi atrada neironu tuvumā, bija strukturētas nervu un atvieglo savienošanos starp tām, un nekas cits. Īsāk sakot, diezgan pasīva un palīgloma.

1887. gadā slavenais pētnieks Santjago Ramons y Kajals secināja, ka neironi ir neatkarīgas vienības un kuras no pārējām atdalīja neliela telpa, kas vēlāk kļuva zināma Kas sinaptiskā telpa. Tas atspēkoja domu, ka aksoni ir vairāk nekā tikai neatkarīgu nervu šūnu daļas. Tomēr glijas pasivitātes ideja palika. Tomēr šodien tiek atklāts, ka tā nozīme ir daudz lielāka, nekā tika pieņemts iepriekš.

Savā ziņā ir ironiski, ka nosaukums neuroglia ir tāds. Ir taisnība, ka tas palīdz struktūrā, bet tas ne tikai veic šo funkciju, bet arī ir paredzēti jūsu aizsardzībai, sabojā, uzlabo nervu impulsu, piedāvā enerģiju un pat kontrolē informācijas plūsmu starp daudzām citām funkcijām atklāja. Tie ir spēcīgs līdzeklis nervu sistēmai.

Glijas šūnu tipi

Neuroglia ir dažādu veidu šūnu kopums, kam kopīgs ir tas, ka tie atrodas nervu sistēmā un nav neironi.

Ir diezgan daudz dažādu glijas šūnu veidu, bet es koncentrēšos uz sarunu par četrām klasēm, kuras tiek uzskatīti par svarīgākiem, kā arī izskaidrojot izcilākās funkcijas, kas atklātas līdz šodien. Kā jau teicu, šī neirozinātnes joma katru dienu attīstās arvien vairāk, un nākotnē noteikti būs jaunas detaļas, kuras šodien nav zināmas.

1. Švāna šūnas

Šīs glia šūnas nosaukums ir par godu tās atklājējam, Teodors Švāns, kurš vislabāk pazīstams kā viens no Šūnu teorijas tēviem. Šis glijas šūnu veids ir vienīgais, kas atrodams perifērajā nervu sistēmā (PNS), tas ir, nervos, kas darbojas visā ķermenī.

Pētot dzīvnieku nervu šķiedru anatomiju, Švanns dažus novēroja šūnas, kas bija piestiprinātas gar aksonu un radīja sajūtu, ka ir kaut kas līdzīgs mazam "Pērles"; Papildus tam viņš viņiem nepiešķīra lielāku nozīmi. Turpmākajos pētījumos tika atklāts, ka šie mikroskopiskie lodītes formas elementi faktiski bija mielīna apvalki, kas ir svarīgs produkts, kas rada šāda veida šūnas.

Mielīns ir lipoproteīns, kas nodrošina aksona izolāciju pret elektrisko impulsu, tas ir, tas ļauj darbības potenciālu noturēt ilgāku laiku un lielāku attālumu, liekot elektriskajiem šāvieniem iet ātrāk un neizkliedēties caur neirona membrānu. Tas ir, tie darbojas kā gumija, kas pārklāj kabeli.

Švāna šūnas viņiem ir iespēja izdalīt vairākus neirotrofiskus komponentus, ieskaitot "nervu augšanas faktoru" (CNF), pirmais augšanas faktors, kas atrasts nervu sistēmā. Šī molekula kalpo, lai stimulētu neironu augšanu attīstības laikā. Turklāt, tā kā šāda veida neiroglija ieskauj aksonu kā cauruli, tam ir arī ietekme, lai iezīmētu virzienu, kurā tam vajadzētu augt.

Papildus tam ir redzams, ka tad, kad ir bojāts PNS nervs, FCN tiek izdalīts, lai neirons varētu ataugt un atgūt savu funkcionalitāti. Tas izskaidro procesu, kurā pazūd īslaicīgā paralīze, ko muskuļi cieš pēc asaru ciešanas.

Trīs dažādas Švāna šūnas

Agrīnajiem anatomiem Schwann šūnās nebija atšķirību, bet ar progresu mikroskopija ir spējusi atšķirt trīs dažādus veidus, ar struktūru un funkcijām diferencēts. Tie, kurus es aprakstīju, ir "mielīna", jo tie ražo mielīnu un ir visizplatītākie.

Tomēr neironos ar īsiem aksoniem tiek atrasts cits Švāna šūnu veids, ko sauc par "nemielinizētu"jo tas nerada mielīna apvalkus. Tie ir lielāki nekā iepriekšējie, un iekšpusē tie vienlaikus satur vairāk nekā vienu aksonu. Šķiet, ka tie nerada mielīna apvalkus, jo ar savu membrānu tas jau kalpo kā izolācija šiem mazākajiem aksoniem.

Pēdējais šīs formas neiroglijas veids ir atrodams sinapsē starp neironiem un muskuļiem. Tie ir pazīstami kā termināla vai perisynaptic Schwann šūnas. (starp sinapsi). Tās pašreizējā loma tika atklāta eksperimentā, kuru veica Monreālas universitātes neirobiologs Ričards Robitaille. Tests sastāvēja no viltus kurjera pievienošanas šīm šūnām, lai redzētu, kas notika. Rezultāts bija tāds, ka muskuļa izteiktā reakcija tika mainīta. Dažos gadījumos kontrakcija tika palielināta, citos - samazinājās. Secinājums bija tāds šāda veida glia regulē informācijas plūsmu starp neironu un muskuļiem.

2. Oligodendrocīti

Centrālajā nervu sistēmā (CNS) Schwann šūnas nav, bet neironiem ir cita veida mielīna pārklājums, pateicoties alternatīvam glijas šūnu tipam. Šī funkcija tiek veikta pēdējais no atklātajiem lielajiem neiroglijas veidiem: tas, ko veido oligodendrocīti.

Viņu vārds norāda uz to, kā pirmie anatomi, kas viņus atrada, aprakstīja viņus; šūna ar daudziem maziem pagarinājumiem. Bet patiesība ir tāda, ka vārds viņus maz pavada, jo pēc kāda laika Ramona un Cajal, Pío del Río-Hortega izstrādāja tajā laikā izmantotā traipa uzlabojumus, atklājot patieso morfoloģija: šūna ar pāris gariem pagarinājumiem, piemēram, rokas.

Mielīns CNS

Viena atšķirība starp oligodendrocītiem un mielinizētajām Švanna šūnām ir tā, ka pirmie neapņem aksonu ar tā ķermeni, viņi to dara ar gariem pagarinājumiem, it kā tie būtu astoņkāja taustekļi, un tieši caur tiem izdalās mielīns. Turklāt mielīns CNS atrodas ne tikai neirona izolēšanai.

Kā Martins Švabs pierādīja 1988. gadā, mielīna nogulsnēšanās uz aksona kultivētos neironos kavē to augšanu. Meklējot paskaidrojumu, Švabs un viņa komanda spēja attīrīt vairākus mielīna proteīnus, kas izraisa šo inhibīciju: Nogo, MAG un OMgp. Smieklīgākais ir tas, ka ir redzams, ka smadzeņu attīstības sākumposmā MAG olbaltumviela mielīna stimulē neirona augšanu, veicot apgriezto funkciju neironam Pieaugušie. Šīs kavēšanas iemesls ir noslēpums, taču zinātnieki cer, ka tā loma drīz būs zināma.

Cits proteīns, kas atrasts 90. gados, ir atrodams arī mielīnā, šoreiz Stanley B. Prusiner: Priona proteīns (PrP). Tās funkcija normālā stāvoklī nav zināma, bet mutācijas stāvoklī tā kļūst par Prionu un ģenerē Kreicfelda-Jakoba slimības variantu, ko parasti sauc par govs slimību traks. Prions ir olbaltumviela, kas iegūst autonomiju, inficējot visas glia šūnas, kas rada neirodeģenerāciju.

3. Astrocīti

Šāda veida glijas šūnas aprakstīja Ramons y Cajal. Veicot neironu novērojumus, viņš pamanīja, ka neironu tuvumā ir citas šūnas, zvaigznes formas; tāpēc tā nosaukums. Tas atrodas CNS un redzes nervā, un, iespējams, ir viens no glia, kas veic lielāku funkciju skaitu. Tās izmērs ir divas līdz desmit reizes lielāks nekā neironam, un tam ir ļoti dažādas funkcijas

Asins smadzeņu barjera

Asinis neplūst tieši CNS. Šo sistēmu aizsargā asiņu smadzeņu barjera (BBB), ļoti selektīva caurlaidīga membrāna. Astrocīti tajā aktīvi piedalās, atbildot par filtrēšanu, kas var notikt ar otru pusi un kas nē. Galvenokārt tie ļauj iekļūt skābeklim un glikozei, lai varētu barot neironus.

Bet kas notiek, ja šī barjera ir bojāta? Papildus imūnsistēmas radītajām problēmām astrocītu grupas ceļo uz bojāto zonu un pievienojas viena otrai, veidojot pagaidu barjeru un apturot asiņošanu.

Astrocītiem piemīt spēja sintezēt šķiedru proteīnu, kas pazīstams kā GFAP, ar kuru tie iegūst izturību, papildus izdalot citu, kam seko olbaltumvielas, kas ļauj tiem iegūt necaurlaidību. Paralēli astrocīti izdala neirotrofus, lai stimulētu reģenerāciju šajā apgabalā.

Kālija akumulatora uzlāde

Vēl viena no aprakstītajām astrocītu funkcijām ir to darbība, lai saglabātu darbības potenciālu. Kad neirons ģenerē elektrisko impulsu, tas savāc nātrija jonus (Na +), lai kļūtu pozitīvāks ar ārpusi. Šis process, ar kuru manipulē ar elektriskajiem lādiņiem neironos un ārpus tiem, rada stāvokli, kas pazīstams kā depolarizācija, kas izraisa to, ka elektriskie impulsi, kas pārvietojas pa neironu, piedzimst līdz beigām sinaptiskajā telpā. Ceļojuma laikā šūnu vide vienmēr meklē līdzsvaru elektriskajā lādiņā, tāpēc šoreiz tā zaudē kālija jonus (K +), lai izlīdzinātos ar ārpusšūnu vidi.

Ja tas vienmēr notiktu, galu galā ārpusē rastos kālija jonu piesātinājums, kas nozīmētu, ka šie joni pārstātu atstāt neironu, un tas izraisītu nespēju ģenerēt elektriskais impulss. Šeit attēlā nonāk astrocīti, kas tie absorbē šos jonus iekšpusē, lai notīrītu ārpusšūnu telpu, un ļauj izdalīties vairāk kālija jonu. Astrocītiem nav problēmu ar uzlādi, jo tie nesazinās ar elektriskiem impulsiem.

4. Microglia

Pēdējā no četrām galvenajām neiroglijas formām ir mikroglija.. Tas tika atklāts pirms oligodendrocītiem, bet tika uzskatīts, ka tas nāk no asinsvadiem. Tas aizņem no 5 līdz 20 procentiem no CNS glia populācijas, un tā nozīme ir balstīta uz faktu, ka tā ir smadzeņu imūnsistēmas pamatā. Izmantojot asins-smadzeņu barjeras aizsardzību, nav atļauta brīva šūnu šķērsošana, ieskaitot imūnsistēmas šūnas. Tādējādi smadzenēm ir nepieciešama sava aizsardzības sistēma, un to veido šāda veida glia.

CNS imūnsistēma

Šī glia šūna ir ļoti mobila, ļaujot tai ātri reaģēt uz visām problēmām, ar kurām tā sastopas CNS. Mikroglijam piemīt spēja apēst bojātās šūnas, baktērijas un vīrusus, kā arī atbrīvot virkni ķīmisku vielu, ar kurām cīnīties pret iebrucējiem. Bet šo elementu izmantošana var radīt papildu bojājumus, jo tas ir toksisks arī neironiem. Tāpēc pēc konfrontācijas viņiem ir jāražo neirotrofiski astrocīti, lai atvieglotu skartās teritorijas atjaunošanos.

Iepriekš es runāju par BBB bojājumiem, problēmu, ko daļēji rada mikrogliju blakusparādības, kad leikocīti šķērso BBB un nonāk smadzenēs. CNS interjers ir jauna pasaule šīm šūnām, un tās galvenokārt reaģē tikpat nezināmi, it kā tas būtu drauds, radot imūnreakciju pret to. Mikroglija uzsāk aizsardzību, izraisot, mēs varētu teikt, "pilsoņu karu", kas nodara daudz bojājumu neironiem.

Saziņa starp gliju un neironiem

Kā redzējāt, glia šūnas veic visdažādākos uzdevumus. Bet sadaļa, kas nav bijusi skaidra, ir tā, vai neironi un glija sazinās savā starpā. Pirmie pētnieki jau saprata, ka glija, atšķirībā no neironiem, nerada elektriskos impulsus. Bet tas mainījās, kad Stīvens Dž. Smits pārbaudīja, kā viņi sazinās gan savā starpā, gan ar neironiem.

Smitam bija intuīcija, ka neiroglija informācijas pārraidei izmanto kalcija jonu (Ca2 +), jo šo elementu šūnas parasti izmanto visvairāk. Lai vai kā, viņš un viņa komandas biedri ar šo pārliecību ielēca baseinā (galu galā arī jona "popularitāte" mums neko daudz nepasaka arī par tā īpašajām funkcijām), taču viņi to pareizi saprata.

Šie pētnieki izstrādāja eksperimentu, kas sastāvēja no astrocītu kultūras, kurai tika pievienots fluorescējošs kalcijs, kas ļauj redzēt viņu stāvokli, izmantojot fluorescences mikroskopiju. Turklāt viņš pievienoja ļoti izplatītu neirotransmiteru, glutamāts. Rezultāts bija tūlītējs. Desmit minūtes viņi varēja redzēt, kā fluorescence iekļuva astrocītos un pārvietojās starp šūnām tā, it kā tas būtu vilnis. Ar šo eksperimentu viņi parādīja, ka glija sazinās savā starpā un ar neironu, jo bez neirotransmitera vilnis nesākas.

Jaunākais par glijas šūnām

Veicot jaunākus pētījumus, tika konstatēts, ka glia atklāj visu veidu neirotransmiterus. Turklāt gan astrocītiem, gan mikroglijām ir iespēja ražot un atbrīvot neirotransmiterus (kaut arī pie šos elementus sauc par gliotransmiteriem, jo ​​to izcelsme ir glijā), tādējādi ietekmējot neironi.

Pašreizējā studiju joma redz augšup kur glia šūnas ietekmē vispārējo smadzeņu darbību un sarežģītus garīgos procesus, Kas Mācīšanās, atmiņa vai sapnis.