Gliacellen: veel meer dan de lijm van neuronen

Het is heel gebruikelijk dat we, als we het hebben over iemands intelligentie, specifiek verwijzen naar een heel specifiek type cellen: neuronen. Het is dus normaal om mononeuronaal te noemen aan degenen die op een denigrerende manier lage intelligentie toeschrijven. Echter, het idee dat de hersenen in wezen gelijk zijn aan een reeks neuronen, raakt steeds meer achterhaald.

Het menselijk brein bevat meer dan 80 miljard neuronen, maar dit is slechts goed voor 15% van het totale aantal cellen in deze set organen.

De overige 85% wordt ingenomen door een ander type microscopisch lichaam: de zogenaamde gliacellen.. Als geheel zijn deze cellen vormen een stof genaamd glia of neuroglia, die zich uitstrekt door alle uitsparingen van het zenuwstelsel.

Momenteel is de glia een van de studiegebieden met de grootste vooruitgang in de neurowetenschappen, op zoek om al zijn taken te onthullen en interacties die ze uitvoeren, zodat het zenuwstelsel werkt zoals het werkt. En het is dat de hersenen momenteel niet kunnen worden begrepen zonder de betrokkenheid van de glia te begrijpen.

De ontdekking van gliacellen

De term neuroglia werd in 1856 bedacht door de Duitse patholoog Rudolf Virchow. Dit is een woord dat in het Grieks "neuronale (neuro) lijm (glia)" betekent, aangezien op het moment van zijn ontdekking Van neuronen werd gedacht dat ze met elkaar verbonden waren om zenuwen te vormen en, het is meer, dan de axon het was een verzameling cellen in plaats van een deel van het neuron. Om deze reden werd aangenomen dat deze cellen die ze in de buurt van de neuronen vonden, er waren om de zenuw te helpen structureren en de vereniging tussen hen te vergemakkelijken, en niets anders. Een vrij passieve en ondersteunende rol, kortom.

In 1887 concludeerde de beroemde onderzoeker Santiago Ramón y Cajal dat neuronen onafhankelijke eenheden en die van de anderen werden gescheiden door een kleine ruimte die later bekend werd Wat synaptische ruimte. Dit diende om het idee te weerleggen dat axonen meer waren dan alleen maar delen van onafhankelijke zenuwcellen. Het idee van gliale passiviteit bleef echter bestaan. Vandaag echter, er wordt ontdekt dat het belang ervan veel groter is dan eerder werd aangenomen.

In zekere zin is het ironisch dat de naam die aan neuroglia is gegeven, dat is. Het is waar dat het helpt bij de structuur, maar het vervult niet alleen deze functie, maar ze zijn ook voor uw bescherming, reparatie van beschadigt, verbetert de zenuwimpuls, biedt energie en regelt zelfs de informatiestroom, naast nog veel meer functies ontdekt. Ze zijn een krachtig hulpmiddel voor het zenuwstelsel.

Gliaale celtypes

neuroglia is een reeks verschillende soorten cellen die gemeen hebben dat ze in het zenuwstelsel worden aangetroffen en geen neuronen zijn.

Er zijn nogal wat verschillende soorten gliacellen, maar ik zal me concentreren op de vier klassen die: worden als belangrijker beschouwd, evenals bij het uitleggen van de meest opvallende functies die tot nu toe zijn ontdekt vandaag. Zoals ik al zei, ontwikkelt dit gebied van neurowetenschappen zich elke dag meer en in de toekomst zullen er zeker nieuwe details zijn die vandaag onbekend zijn.

1. Schwann-cellen

De naam van deze gliacel is ter ere van zijn ontdekker, Theodore Schwann, vooral bekend als een van de grondleggers van de celtheorie. Dit type gliacel is de enige die wordt aangetroffen in het perifere zenuwstelsel (PNS), dat wil zeggen in de zenuwen die door het lichaam lopen.

Tijdens het bestuderen van de anatomie van zenuwvezels bij dieren, observeerde Schwann enkele cellen die langs het axon waren vastgemaakt en het gevoel gaven zoiets als klein te zijn "Parels"; Verder gaf hij ze niet meer belang. In toekomstige studies werd ontdekt dat deze microscopisch kleine kraalvormige elementen eigenlijk myeline-omhulsels waren, een belangrijk product dat dit type cel genereert.

Myeline is een lipoproteïne dat biedt isolatie tegen elektrische impulsen aan het axon, dat wil zeggen, het zorgt ervoor dat de actiepotentiaal langer en op grotere afstand kan worden vastgehouden, waardoor de elektrische schoten sneller gaan en niet door het neuronmembraan worden verspreid. Dat wil zeggen, ze gedragen zich als het rubber dat een kabel bedekt.

Schwann-cellen ze hebben het vermogen om verschillende neurotrofe componenten uit te scheiden, waaronder de "zenuwgroeifactor" (CNF), de eerste groeifactor in het zenuwstelsel. Dit molecuul dient om de groei van neuronen tijdens de ontwikkeling te stimuleren. Bovendien, omdat dit type neuroglia het axon als een buis omringt, heeft het ook een invloed om de richting te markeren waarin het zou moeten groeien.

Verder is gebleken dat wanneer een zenuw van het PZS is beschadigd, FCN wordt uitgescheiden zodat het neuron kan teruggroeien en zijn functionaliteit kan herwinnen. Dit verklaart het proces waardoor de tijdelijke verlamming die spieren ondergaan na het lijden van een traan verdwijnt.

De drie verschillende Schwann-cellen

Voor vroege anatomen waren er geen verschillen in Schwann-cellen, maar met vooruitgang in microscopie heeft tot drie verschillende typen kunnen onderscheiden, met structuren en functies goed gedifferentieerd. Degene die ik heb beschreven zijn de "myelinische" soorten, omdat ze myeline produceren en de meest voorkomende zijn.

Echter, in neuronen met korte axonen wordt een ander type Schwann-cel gevonden dat "niet-gemyeliniseerd" wordt genoemdomdat het geen myeline-omhulsels produceert. Deze zijn groter dan de vorige en bevatten van binnen meer dan één axon tegelijk. Ze lijken geen myeline-omhulsels te produceren, omdat het met zijn eigen membraan al dient als isolatie voor deze kleinere axonen.

Het laatste type van deze vorm van neuroglia wordt gevonden in de synaps tussen neuronen en spieren. Ze staan ​​​​bekend als terminale of persynaptische Schwann-cellen. (tussen de synaps). Zijn huidige rol werd onthuld in een experiment uitgevoerd door Richard Robitaille, een neurobioloog aan de Universiteit van Montreal. De test bestond uit het toevoegen van een valse boodschapper aan deze cellen om te zien wat er gebeurde. Het resultaat was dat de door de spier uitgedrukte respons veranderde. In sommige gevallen nam de contractie toe, in andere gevallen nam deze af. De conclusie was dat dit type glia regelt de informatiestroom tussen het neuron en de spier.

2. Oligodendrocyten

Binnen het centrale zenuwstelsel (CZS) zijn er geen Schwann-cellen, maar neuronen hebben een andere vorm van myeline-coating dankzij een alternatief type gliacellen. Deze functie wordt uitgevoerd de laatste van de grote soorten neuroglia die zijn ontdekt: die gevormd door oligodendrocyten.

Hun naam verwijst naar hoe de eerste anatomen die ze vonden ze beschreven; een cel met een veelvoud aan kleine extensies. Maar de waarheid is dat de naam hen niet veel vergezelt, aangezien enige tijd later een leerling van Ramón en Cajal, Pío del Río-Hortega, ontwierp verbeteringen in de destijds gebruikte vlek, waardoor de ware morfologie: een cel met een paar lange extensies, zoals armen.

Myeline in het CZS

Een verschil tussen oligodendrocyten en gemyeliniseerde Schwann-cellen is dat de eerste het axon niet met zijn lichaam omhullen, maar ze doen het met hun lange uitsteeksels, alsof het tentakels van een octopus zijnen het is door hen dat myeline wordt uitgescheiden. Bovendien is de myeline in het CZS er niet alleen om het neuron te isoleren.

Zoals Martin Schwab in 1988 aantoonde, belemmert de afzetting van myeline op het axon in gekweekte neuronen hun groei. Op zoek naar een verklaring konden Schwab en zijn team verschillende myeline-eiwitten zuiveren die deze remming veroorzaken: Nogo, MAG en OMgp. Het grappige is dat men heeft gezien dat in de vroege stadia van de hersenontwikkeling het MAG-eiwit van myeline stimuleert de groei van het neuron en doet een inverse functie voor het neuron in Volwassenen. De reden voor deze remming is een mysterie, maar wetenschappers hopen dat de rol ervan snel bekend zal worden.

Een ander eiwit dat in de jaren 90 werd gevonden, wordt ook gevonden in myeline, dit keer door Stanley B. Prusiner: Prion-eiwit (PrP). Zijn functie in een normale toestand is onbekend, maar in een gemuteerde toestand wordt het een prion en genereert een variant van de ziekte van Creutzfeldt-Jakob, algemeen bekend als de koeziekte gek. Het prion is een eiwit dat autonoom wordt en alle cellen van de glia infecteert, wat neurodegeneratie veroorzaakt.

3. Astrocyten

Dit type gliacel is beschreven door Ramón y Cajal. Tijdens zijn observaties van neuronen merkte hij dat er andere cellen in de buurt van de neuronen waren, stervormig; vandaar de naam. Het bevindt zich in het CZS en de oogzenuw en is mogelijk een van de glia die een groter aantal functies vervult. Zijn grootte is twee tot tien keer groter dan die van een neuron, en het heeft zeer diverse functies

Bloed-hersenbarrière

Bloed stroomt niet rechtstreeks naar het CZS. Dit systeem wordt beschermd door de Blood Brain Barrier (BBB), een zeer selectief permeabel membraan. Astrocyten nemen er actief aan deel, verantwoordelijk zijn voor het filteren van wat er aan de andere kant kan gebeuren en wat niet. Ze laten voornamelijk zuurstof en glucose binnen om de neuronen te kunnen voeden.

Maar wat gebeurt er als deze barrière beschadigd raakt? Naast de problemen die worden veroorzaakt door het immuunsysteem, reizen groepen astrocyten naar het beschadigde gebied en voegen zich bij elkaar om een ​​tijdelijke barrière te vormen en het bloeden te stoppen.

Astrocyten hebben het vermogen om een ​​vezelachtig eiwit te synthetiseren dat bekend staat als GFAP, waarmee ze robuuster worden, naast het afscheiden van een ander, gevolgd door eiwitten waardoor ze ondoordringbaar worden. Tegelijkertijd scheiden astrocyten neurotrofen af ​​om de regeneratie in het gebied te stimuleren stimulate.

Kalium batterij opladen

Een andere van de beschreven functies van astrocyten is hun activiteit om de actiepotentiaal in stand te houden. Wanneer een neuron een elektrische impuls genereert, verzamelt het natriumionen (Na+) om positiever te worden naar buiten toe. Dit proces waarbij de elektrische ladingen buiten en binnen de neuronen worden gemanipuleerd, produceert een toestand die bekend staat als: depolarisatie, waardoor de elektrische impulsen die door het neuron reizen, geboren worden totdat ze eindigen in de synaptische ruimte. Tijdens uw reis, de celomgeving zoekt altijd de balans in de elektrische lading, dus deze keer verliest het kaliumionen (K+), gelijk te maken met de extracellulaire omgeving.

Als dit altijd zou gebeuren, zou er uiteindelijk buiten een verzadiging van kaliumionen ontstaan, wat zou betekenen dat deze ionen het neuron niet meer zouden verlaten, en dit zou resulteren in het onvermogen om de te genereren elektrische impuls. Dit is waar astrocyten in beeld komen, wie ze absorberen deze ionen binnenin om de extracellulaire ruimte te reinigen en zorgen ervoor dat meer kaliumionen kunnen worden uitgescheiden. Astrocyten hebben geen probleem met lading, omdat ze niet communiceren door elektrische impulsen.

4. Microglia

De laatste van de vier belangrijkste vormen van neuroglia is microglia.. Dit werd ontdekt vóór oligodendrocyten, maar men dacht dat het uit bloedvaten kwam. Het beslaat tussen 5 en 20 procent van de glia-populatie van het CNS, en het belang ervan is gebaseerd op het feit dat het de basis is van het immuunsysteem van de hersenen. Door de bescherming van de bloed-hersenbarrière is de vrije doorgang van cellen niet toegestaan, inclusief die van het immuunsysteem. Dus, de hersenen hebben een eigen afweersysteem nodig, en dit wordt gevormd door dit type glia.

Het immuunsysteem van het CZS

Deze gliacel is zeer mobiel, waardoor hij snel kan reageren op elk probleem dat hij tegenkomt in het CZS. De microglia hebben het vermogen om beschadigde cellen, bacteriën en virussen te verslinden en om een ​​reeks chemische middelen vrij te geven waarmee ze tegen indringers kunnen vechten. Maar het gebruik van deze elementen kan nevenschade veroorzaken, omdat het ook giftig is voor neuronen. Daarom moeten ze na de confrontatie neurotrofe astrocyten produceren om de regeneratie van het getroffen gebied te vergemakkelijken.

Eerder had ik het over schade aan de BBB, een probleem dat gedeeltelijk wordt veroorzaakt door de bijwerkingen van microglia wanneer leukocyten de BBB passeren en de hersenen binnenkomen. Het binnenste van het CZS is een nieuwe wereld voor deze cellen, en ze reageren in de eerste plaats als onbekend alsof het een bedreiging is, en genereren er een immuunrespons tegen. De microglia initieert de verdediging en veroorzaakt wat we zouden kunnen zeggen een "burgeroorlog", die veel schade aan neuronen veroorzaakt.

Communicatie tussen de glia en neuronen

Zoals je hebt gezien, voeren de gliacellen een breed scala aan taken uit. Maar een sectie die niet duidelijk is geweest, is of neuronen en glia met elkaar communiceren. De eerste onderzoekers realiseerden zich al dat de glia, in tegenstelling tot neuronen, geen elektrische impulsen genereren. Maar dit veranderde toen Stephen J. Smith controleerde hoe ze communiceren, zowel met elkaar als met neuronen.

Smith had de intuïtie dat de neuroglia het calciumion (Ca2+) gebruiken om informatie door te geven, aangezien dit element het meest wordt gebruikt door cellen in het algemeen. Op de een of andere manier sprongen hij en zijn teamgenoten in het zwembad met deze overtuiging (de 'populariteit' van een ion vertelt ons immers ook niet veel over zijn specifieke functies), maar ze hebben het goed begrepen.

Deze onderzoekers ontwierpen een experiment dat bestond uit een kweek van astrocyten waaraan fluorescerend calcium werd toegevoegd, waardoor hun positie door fluorescentiemicroscopie kan worden gezien. Bovendien voegde hij een veel voorkomende neurotransmitter toe, glutamaat. Het resultaat was direct. Voor tien minuten ze konden zien hoe de fluorescentie de astrocyten binnendrong en tussen de cellen reisde alsof het een golf was. Met dit experiment toonden ze aan dat de glia met elkaar en met het neuron communiceert, omdat zonder de neurotransmitter de golf niet start.

Het laatst bekende over gliacellen

Door meer recent onderzoek is gevonden dat de glia alle soorten neurotransmitters detecteert. Bovendien hebben zowel astrocyten als microglia het vermogen om neurotransmitters te produceren en af ​​te geven (hoewel deze elementen worden gliotransmitters genoemd omdat ze hun oorsprong vinden in de glia), waardoor ze de synapsen van de neuronen.

Een huidig ​​vakgebied is aan het opzien waar gliacellen de algemene hersenfunctie en complexe mentale processen beïnvloeden, Wat Het leren, het geheugen of de droom.