Gliaceller: mye mer enn limet til nevroner

Det er veldig vanlig at når vi snakker om en persons intelligens, refererer vi spesifikt til en veldig spesifikk type celler: nevroner. Dermed er det normalt å kalle mononeuronal til de som tilskriver lav intelligens på en nedsettende måte. Derimot, ideen om at hjernen i det vesentlige tilsvarer et sett med nevroner, blir stadig mer utdatert.

Den menneskelige hjerne inneholder mer enn 80 milliarder nevroner, men dette utgjør bare 15% av de totale cellene i dette settet med organer.

De resterende 85% er okkupert av en annen type mikroskopisk kropp: de såkalte gliacellene.. Som en helhet, disse cellene danne et stoff som kalles glia eller neuroglia, som strekker seg gjennom alle fordypningene i nervesystemet.

For tiden er glia et av studieretningene med størst fremgang innen nevrovitenskap, ønsker å avsløre alle oppgavene sine og interaksjoner som de utfører slik at nervesystemet fungerer som det gjør. Og det er at hjernen for tiden ikke kan forstås uten å forstå involveringen av gliaen.

Oppdagelsen av gliaceller

Begrepet neuroglia ble laget i 1856 av den tyske patologen Rudolf Virchow. Dette er et ord som på gresk betyr "neuronal (neuro) lim (glia)", siden på tidspunktet for oppdagelsen neuroner ble antatt å være koblet sammen for å danne nerver og det er mer enn axon det var en samling celler i stedet for en del av nevronet. Av denne grunn ble det antatt at disse cellene de fant nær nevronene var der for å hjelpe til med å strukturere nerven og lette foreningen mellom dem, og ingenting annet. En ganske passiv og hjelperolle, kort sagt.

I 1887 konkluderte den berømte forskeren Santiago Ramón y Cajal med at nevroner var det uavhengige enheter og som ble skilt fra de andre av et lite rom som senere ble kjent Hva synaptisk rom. Dette tjente til å motbevise ideen om at axoner var mer enn bare deler av uavhengige nerveceller. Imidlertid forble ideen om glial passivitet. I dag, derimot, det blir oppdaget at dets betydning er mye større enn tidligere antatt.

På en måte er det ironisk at navnet som er gitt til neuroglia er det. Det er sant at det hjelper i strukturen, men det utfører ikke bare denne funksjonen, men de er også for din beskyttelse, reparasjon av ødelegger, forbedrer nerveimpulsen, gir energi og til og med styrer informasjonsflyten, blant mange flere funksjoner oppdaget. De er et kraftig verktøy for nervesystemet.

Glialcelletyper

Neuroglia er et sett med forskjellige typer celler som har det til felles at de finnes i nervesystemet og ikke er nevroner.

Det er ganske mange forskjellige typer gliaceller, men jeg vil fokusere på å snakke om de fire klassene som blir ansett som viktigere, så vel som i å forklare de mest fremragende funksjonene oppdaget opp til i dag. Som jeg har sagt, utvikler dette feltet av nevrovitenskap seg mer hver dag, og i fremtiden vil det være nye detaljer som er ukjente i dag.

1. Schwann-celler

Navnet på denne gliacellen er til ære for oppdageren sin, Theodore Schwann, best kjent som en av celleteoriens fedre. Denne typen gliacelle er den eneste som finnes i det perifere nervesystemet (PNS), det vil si i nervene som går gjennom hele kroppen.

Mens han studerte anatomi av nervefibre hos dyr, observerte Schwann noen celler som var festet langs aksonen og ga følelsen av å være noe som lite "Perler"; Utover dette ga han dem ikke mer betydning. I fremtidige studier ble det oppdaget at disse mikroskopiske perleformede elementene faktisk var myelinskeder, et viktig produkt som genererer denne typen celler.

Myelin er et lipoprotein som gir isolasjon mot elektrisk impuls til aksonen, det vil si at det gjør at handlingspotensialet kan holdes i lengre tid og på større avstand, noe som gjør at de elektriske skuddene går raskere og ikke spres gjennom nevronmembranen. Det vil si at de fungerer som gummien som dekker en kabel.

Schwann-celler de har evnen til å skille ut flere nevrotrofiske komponenter, inkludert "Nerve Growth Factor" (CNF), den første vekstfaktoren som finnes i nervesystemet. Dette molekylet tjener til å stimulere veksten av nevroner under utvikling. I tillegg, siden denne typen neuroglia omgir axonet som et rør, har det også en innflytelse for å markere retningen det skal vokse i.

Utover dette har det blitt sett at når en nerve av PNS har blitt skadet, FCN skilles ut slik at nevronet kan vokse tilbake og gjenvinne funksjonaliteten. Dette forklarer prosessen der den midlertidige lammelsen som muskler lider etter å ha fått en tåre forsvinner.

De tre forskjellige Schwann-cellene

For tidlige anatomister var det ingen forskjeller i Schwann-celler, men med fremskritt i mikroskopi har klart å skille opptil tre forskjellige typer, med strukturer og funksjoner godt differensiert. De som jeg har beskrevet er de "myeliniske", siden de produserer myelin og er de vanligste.

Derimot, i nevroner med korte aksoner, finnes en annen type Schwann-celle kalt "umyelinert"da det ikke produserer myelinskeder. Disse er større enn de forrige, og innvendig huser de mer enn ett akson om gangen. Det ser ikke ut til at de produserer myelinskjeder, siden det med sin egen membran allerede fungerer som isolasjon for disse mindre aksonene.

Den siste typen av denne formen for neuroglia finnes i synapsen mellom nevroner og muskler. De er kjent som terminale eller perisynaptiske Schwann-celler. (mellom synapsen). Den nåværende rollen ble avslørt i et eksperiment utført av Richard Robitaille, en nevrobiolog ved University of Montreal. Testen besto av å legge til en falsk messenger i disse cellene for å se hva som skjedde. Resultatet var at responsen uttrykt av muskelen ble endret. I noen tilfeller ble sammentrekningen økt, i andre tilfeller avtok den. Konklusjonen var at denne typen glia regulerer informasjonsflyten mellom nevronet og muskelen.

2. Oligodendrocytter

Innen det sentrale nervesystemet (CNS) er det ingen Schwann-celler, men nevroner har en annen form for myelinbelegg takket være en alternativ type gliaceller. Denne funksjonen utføres den siste av de store typene nevroglia oppdaget: den som er dannet av oligodendrocytter.

Navnet deres refererer til hvordan de første anatomistene som fant dem beskrev dem; en celle med et mangfold av små utvidelser. Men sannheten er at navnet ikke følger dem mye, siden en tid senere var en elev av Ramón og Cajal, Pío del Río-Hortega, designet forbedringer i flekken som ble brukt på den tiden, og avslørte den sanne morfologi: en celle med et par lange forlengelser, som armer.

Myelin i CNS

En forskjell mellom oligodendrocytter og myeliniserte Schwann-celler er at førstnevnte ikke omslutter axonet med kroppen, men de gjør det med sine lange forlengelser, som om de var tentakler av en blekksprut, og det er gjennom dem at myelin utskilles. I tillegg er myelinet i CNS ikke bare der for å isolere nevronet.

Som Martin Schwab demonstrerte i 1988, hindrer avsetning av myelin på axonen i dyrkede nevroner deres vekst. På jakt etter en forklaring klarte Schwab og teamet hans å rense flere myelinproteiner som forårsaker denne hemming: Nogo, MAG og OMgp. Det morsomme er at det har blitt sett at MAG-proteinet i de tidlige stadiene av hjernens utvikling av myelin stimulerer veksten av nevronet, og gjør en invers funksjon til nevronet i Voksne. Årsaken til denne inhiberingen er et mysterium, men forskere håper dens rolle snart vil bli kjent.

Et annet protein som ble funnet på 90-tallet finnes også i myelin, denne gangen av Stanley B. Prusiner: Prion Protein (PrP). Dens funksjon i normal tilstand er ukjent, men i en mutert tilstand blir den en Prion og genererer en variant av Creutzfeldt-Jakobs sykdom, kjent som kusykdom gal. Prion er et protein som får autonomi og infiserer alle cellene i glia, som genererer nevrodegenerasjon.

3. Astrocytter

Denne typen gliacelle ble beskrevet av Ramón y Cajal. Under observasjonene av nevroner la han merke til at det var andre celler i nærheten av nevronene, stjerneformede. derav navnet. Den ligger i sentralnervesystemet og ved synsnerven, og er muligens en av gliaene som utfører et større antall funksjoner. Størrelsen er to til ti ganger større enn en nevron, og den har svært forskjellige funksjoner

Blod hjerne barriere

Blod flyter ikke direkte inn i CNS. Dette systemet er beskyttet av Blood Brain Barrier (BBB), en svært selektiv permeabel membran. Astrocytter deltar aktivt i det, være ansvarlig for å filtrere hva som kan skje med den andre siden og hva ikke. Hovedsakelig tillater de innføring av oksygen og glukose for å kunne mate neuronene.

Men hva skjer hvis denne barrieren blir skadet? I tillegg til problemene som genereres av immunsystemet, reiser grupper av astrocytter til det skadede området og blir sammen for å danne en midlertidig barriere og stoppe blødning.

Astrocytter har evnen til å syntetisere et fibrøst protein kjent som GFAP, som de får robusthet med, i tillegg til å skille ut et annet etterfulgt av proteiner som gjør at de kan få ugjennomtrengelighet. Parallelt utskiller astrocytter neurotrofer, for å stimulere regenerering i området.

Ladning av kaliumbatteri

En annen av de beskrevne funksjonene til astrocytter er deres aktivitet for å opprettholde handlingspotensialet. Når et nevron genererer en elektrisk impuls, samler den natriumioner (Na +) for å bli mer positiv med utsiden. Denne prosessen der de elektriske ladningene utenfor og inne i nevronene manipuleres, produserer en tilstand kjent som depolarisering, som får de elektriske impulsene som beveger seg gjennom nevronet til å bli født til de ender i det synaptiske rommet. Under turen din, celle miljøet søker alltid balansen i den elektriske ladningen, så denne gangen mister den kaliumioner (K ​​+), for å utjevne seg med det ekstracellulære miljøet.

Hvis dette alltid skjedde, til slutt ville en metning av kaliumioner bli generert utenfor, som ville bety at disse ionene ville slutte å forlate nevronet, og dette ville føre til manglende evne til å generere elektrisk impuls. Det er her astrocytter kommer inn i bildet, hvem de absorberer disse ionene inne for å rense det ekstracellulære rommet og la mer kaliumioner skilles ut. Astrocytter har ikke noe problem med ladning, siden de ikke kommuniserer med elektriske impulser.

4. Microglia

Den siste av de fire hovedformene for neuroglia er microglia.. Dette ble oppdaget før oligodendrocytter, men det antas å komme fra blodkar. Den opptar mellom 5 og 20 prosent av glia-befolkningen i CNS, og dens betydning er basert på det faktum at det er grunnlaget for hjernens immunsystem. Ved å ha beskyttelse av blod-hjerne-barrieren er ikke fri passering av celler tillatt, og dette inkluderer immunsystemets. Og dermed, hjernen trenger sitt eget forsvarssystem, og dette er dannet av denne typen glia.

CNS immunsystem

Denne gliacellen er veldig mobil, slik at den kan reagere raskt på ethvert problem den møter i CNS. Mikroglia har evnen til å sluke ødelagte celler, bakterier og virus, samt å frigjøre en serie kjemiske midler for å kjempe mot inntrengere. Men bruken av disse elementene kan forårsake sikkerhetsskader, siden den også er giftig for nevroner. Derfor, etter konfrontasjonen, må de produsere nevrotrofe astrocytter for å lette regenerering av det berørte området.

Tidligere snakket jeg om skade på BBB, et problem som delvis genereres av bivirkningene av mikroglia når leukocytter krysser BBB og kommer inn i hjernen. Det indre av CNS er en ny verden for disse cellene, og de reagerer primært som ukjente som om det var en trussel, og genererte en immunrespons mot den. Microglia setter i gang forsvaret og forårsaker det vi kan si en "borgerkrig", som forårsaker mye skade på nevroner.

Kommunikasjon mellom glia og nevroner

Som du har sett utfører gliacellene et bredt utvalg av oppgaver. Men et avsnitt som ikke har vært tydelig, er om nevroner og glia kommuniserer med hverandre. De første forskerne innså allerede at glia, i motsetning til nevroner, ikke genererer elektriske impulser. Men dette endret seg da Stephen J. Smith sjekket hvordan de kommuniserer, både med hverandre og med nevroner.

Smith hadde intuisjonen om at neuroglia bruker kalsiumionen (Ca2 +) til å overføre informasjon, siden dette elementet er det mest brukte av celler generelt. På en eller annen måte hoppet han og lagkameratene ut i bassenget med denne troen (tross alt forteller ikke "populariteten" til en ion oss mye om dens spesifikke funksjoner heller), men de fikk det riktig.

Disse forskerne designet et eksperiment som besto av en kultur av astrocytter som fluorescerende kalsium ble tilsatt, som gjør at deres posisjon kan sees gjennom fluorescensmikroskopi. I tillegg la han til i midten en veldig vanlig nevrotransmitter, the glutamat. Resultatet var øyeblikkelig. I ti minutter de var i stand til å se hvordan fluorescensen kom inn i astrocyttene og reiste mellom cellene som om det var en bølge. Med dette eksperimentet viste de at glia kommuniserer med hverandre og med nevronet, siden bølgen ikke starter uten nevrotransmitteren.

Det siste som er kjent om gliaceller

Gjennom nyere forskning har glia blitt funnet å oppdage alle typer nevrotransmittere. Videre har både astrocytter og mikroglia muligheten til å produsere og frigjøre nevrotransmittere (skjønt ved disse elementene kalles gliotransmittere fordi de har sitt utspring i glia), og påvirker dermed synapsene til nevroner.

Et nåværende studieretning ser ut der gliaceller påvirker generell hjernefunksjon og komplekse mentale prosesser, Hva Læringen, minnet eller drømmen.