Celulele gliale: mult mai mult decât lipiciul neuronilor

Este foarte frecvent ca, atunci când vorbim despre inteligența unei persoane, să ne referim în mod specific la un tip foarte specific de celule: neuroni. Astfel, este normal să numim mononeuronale celor care atribuie o inteligență scăzută într-un mod disprețuitor. In orice caz, ideea că creierul este în esență echivalent cu un set de neuroni este din ce în ce mai depășită.

Creierul uman conține mai mult de 80 de miliarde de neuroni, dar acesta reprezintă doar 15% din totalul celulelor din acest set de organe.

Restul de 85% este ocupat de un alt tip de corp microscopic: așa-numitele celule gliale.. În ansamblu, aceste celule formează o substanță numită glia sau neuroglia, care se extinde prin toate adânciturile sistemului nervos.

În prezent, glia este unul dintre domeniile de studiu cu cel mai mare progres în neuroștiințe, căutând să-și dezvăluie toate sarcinile și interacțiunile pe care le desfășoară astfel încât sistemul nervos să funcționeze așa cum funcționează. Și este că în prezent creierul nu poate fi înțeles fără a înțelege implicarea gliei.

Descoperirea celulelor gliale

Termenul neuroglia a fost inventat în 1856 de patologul german Rudolf Virchow. Acesta este un cuvânt care în greacă înseamnă „lipici neuronal (neuro) (glia)”, deoarece în momentul descoperirii sale se credea că neuronii sunt legați între ei pentru a forma nervi și, este mai mult decât axon era o colecție de celule în loc de o parte a neuronului. Din acest motiv, s-a presupus că aceste celule pe care le-au găsit lângă neuroni se aflau acolo pentru a ajuta la structurarea nervului și pentru a facilita unirea dintre ei și nimic altceva. Un rol destul de pasiv și auxiliar, pe scurt.

În 1887, celebrul cercetător Santiago Ramón y Cajal a ajuns la concluzia că neuronii erau unități independente și care au fost separate de celelalte printr-un spațiu mic care ulterior a devenit cunoscut Ce spațiul sinaptic. Acest lucru a servit la respingerea ideii că axonii erau mai mult decât simple părți ale celulelor nervoase independente. Cu toate acestea, ideea pasivității gliale a rămas. Astăzi, însă, se descoperă că importanța sa este mult mai mare decât se presupunea anterior.

Într-un fel, este ironic faptul că numele care a fost dat neurogliei este acela. Este adevărat că ajută la structură, dar nu numai că îndeplinește această funcție, dar sunt și pentru protecția dumneavoastră, repararea dăunează, îmbunătățește impulsul nervos, oferă energie și chiar controlează fluxul de informații, printre multe alte funcții descoperit. Sunt un instrument puternic pentru sistemul nervos.

Tipuri de celule gliale

Neuroglia este un set de diferite tipuri de celule care au în comun faptul că se găsesc în sistemul nervos și nu sunt neuroni.

Există destul de multe tipuri diferite de celule gliale, dar mă voi concentra să vorbesc despre cele patru clase care sunt considerate mai importante, precum și în explicarea celor mai remarcabile funcții descoperite până la azi. După cum am spus, acest domeniu al neuroștiințelor avansează mai mult în fiecare zi și cu siguranță, în viitor, vor exista noi detalii care sunt necunoscute astăzi.

1. Celulele Schwann

Numele acestei celule glia este în onoarea descoperitorului ei, Theodore Schwann, cel mai cunoscut ca unul dintre părinții teoriei celulare. Acest tip de celulă glială este singura găsită în sistemul nervos periferic (SNP), adică în nervii care se desfășoară pe tot corpul.

În timp ce studia anatomia fibrelor nervoase la animale, Schwann a observat unele celule care erau atașate de-a lungul axonului și dădeau senzația de a fi ceva ca mic „Perle”; Dincolo de aceasta, el nu le-a acordat mai multă importanță. În studiile viitoare, s-a descoperit că aceste elemente microscopice în formă de margele erau de fapt învelișuri de mielină, un produs important care generează acest tip de celulă.

Myelin este o lipoproteină care asigură izolare împotriva impulsului electric axonuluiadică permite menținerea potențialului de acțiune mai mult timp și la o distanță mai mare, făcând fotografiile electrice să meargă mai repede și să nu se disperseze prin membrana neuronului. Adică acționează ca un cauciuc care acoperă un cablu.

Celulele Schwann au capacitatea de a secreta mai multe componente neurotrofice, inclusiv „Factorul de creștere a nervilor” (CNF), primul factor de creștere găsit în sistemul nervos. Această moleculă servește pentru a stimula creșterea neuronilor în timpul dezvoltării. În plus, deoarece acest tip de neuroglia înconjoară axonul ca un tub, are și o influență pentru a marca direcția în care ar trebui să crească.

Dincolo de aceasta, s-a văzut că atunci când un nerv al PNS a fost deteriorat, FCN este secretat astfel încât neuronul să poată crește din nou și să-și recapete funcționalitatea. Aceasta explică procesul prin care dispare paralizia temporară pe care o suferă mușchii după ce suferă o lacrimă.

Cele trei celule Schwann diferite

Pentru anatomii timpurii nu au existat diferențe în celulele Schwann, dar cu progresele înregistrate microscopia a reușit să diferențieze până la trei tipuri diferite, cu structuri și funcții bine diferențiat. Cele pe care le-am descris sunt cele „mielinice”, deoarece produc mielină și sunt cele mai frecvente.

In orice caz, în neuronii cu axoni scurți, se găsește un alt tip de celulă Schwann numită „nemelinizată”deoarece nu produce învelișuri de mielină. Acestea sunt mai mari decât cele anterioare, iar în interior găzduiesc mai mult de un axon la un moment dat. Nu par să producă învelișuri de mielină, deoarece cu propria membrană servește deja ca izolație pentru acești axoni mai mici.

Ultimul tip al acestei forme de neuroglia se găsește în sinapsa dintre neuroni și mușchi. Sunt cunoscute sub numele de celule Schwann terminale sau perisinaptice. (între sinapsă). Rolul său actual a fost dezvăluit într-un experiment realizat de Richard Robitaille, neurobiolog la Universitatea din Montreal. Testul a constat în adăugarea unui mesager fals la aceste celule pentru a vedea ce s-a întâmplat. Rezultatul a fost că răspunsul exprimat de mușchi a fost modificat. În unele cazuri contracția a crescut, în alte cazuri a scăzut. Concluzia a fost că acest tip de glia reglează fluxul de informații între neuron și mușchi.

2. Oligodendrocite

În cadrul sistemului nervos central (SNC) nu există celule Schwann, dar neuronii au o altă formă de acoperire cu mielină datorită unui tip alternativ de celule gliale. Această funcție este îndeplinită ultimul dintre marile tipuri de neuroglie descoperit: cel format din oligodendrocite.

Numele lor se referă la modul în care i-au descris primii anatomiști care i-au găsit; o celulă cu o multitudine de extensii mici. Dar adevărul este că numele nu-i însoțește prea mult, deoarece ceva timp mai târziu, un elev al lui Ramón și Cajal, Pío del Río-Hortega, a proiectat îmbunătățiri ale petei folosite la acea vreme, dezvăluind adevărul morfologie: o celulă cu câteva extensii lungi, ca niște brațe.

Mielină în SNC

O diferență între oligodendrocite și celule Schwann mielinizate este că primele nu învelesc axonul cu corpul său, ci o fac cu prelungirile lor lungi, de parcă ar fi tentacule de caracatiță, și prin ele se secretă mielina. În plus, mielina din SNC nu este doar acolo pentru a izola neuronul.

După cum a demonstrat Martin Schwab în 1988, depunerea de mielină pe axon în neuronii de cultură împiedică creșterea lor. În căutarea unei explicații, Schwab și echipa sa au reușit să purifice mai multe proteine ​​de mielină care provoacă această inhibiție: Nogo, MAG și OMgp. Interesant este că s-a văzut că în stadiile incipiente ale dezvoltării creierului, proteina MAG de mielină stimulează creșterea neuronului, făcând o funcție inversă neuronului din Adulți. Motivul acestei inhibiții este un mister, dar oamenii de știință speră că rolul său va fi în curând cunoscut.

O altă proteină găsită în anii 90 se găsește și în mielină, de data aceasta de Stanley B. Prusiner: Prion Prion (PrP). Funcția sa într-o stare normală este necunoscută, dar într-o stare mutantă devine un prion și generează o variantă a bolii Creutzfeldt-Jakob, cunoscută în mod obișnuit ca boală a vacii nebun. Prionul este o proteină care câștigă autonomie, infectând toate celulele gliei, care generează neurodegenerare.

3. Astrocite

Acest tip de celulă glială a fost descris de Ramón y Cajal. În timpul observațiilor sale asupra neuronilor, a observat că există alte celule în apropierea neuronilor, în formă de stea; de unde și numele său. Este localizat în SNC și nervul optic și este probabil unul dintre glia care îndeplinește un număr mai mare de funcții. Dimensiunea sa este de două până la zece ori mai mare decât cea a unui neuron și are funcții foarte diverse

Bariera hematoencefalică

Sângele nu curge direct în SNC. Acest sistem este protejat de Blood Brain Barrier (BBB), o membrană permeabilă foarte selectivă. Astrocitele participă activ la ea, fiind însărcinat cu filtrarea a ceea ce se poate întâmpla cu cealaltă parte și a ceea ce nu. În principal, ele permit intrarea oxigenului și glucozei, pentru a putea hrăni neuronii.

Dar ce se întâmplă dacă această barieră este deteriorată? Pe lângă problemele cauzate de sistemul imunitar, grupuri de astrocite se deplasează în zona deteriorată și se unesc reciproc pentru a forma o barieră temporară și a opri sângerarea.

Astrocitele au capacitatea de a sintetiza o proteină fibroasă cunoscută sub numele de GFAP, cu care câștigă robustețe, pe lângă secretarea alteia urmată de proteine ​​care le permite să câștige impermeabilitatea. În paralel, astrocitele secretă neurotrofi, pentru a stimula regenerarea în zonă.

Reîncărcarea bateriei de potasiu

O altă dintre funcțiile descrise de astrocite este activitatea lor de a menține potențialul de acțiune. Când un neuron generează un impuls electric, acesta colectează ioni de sodiu (Na +) pentru a deveni mai pozitiv cu exteriorul. Acest proces prin care sunt manipulate încărcăturile electrice din exterior și din interiorul neuronilor produce o stare cunoscută sub numele de depolarizare, ceea ce face ca impulsurile electrice care călătoresc prin neuron să se nască până se termină în spațiul sinaptic. În timpul călătoriei tale, mediul celular caută întotdeauna echilibrul încărcării electrice, deci de data aceasta pierde ioni de potasiu (K +), pentru a egaliza cu mediul extracelular.

Dacă acest lucru s-ar întâmpla întotdeauna, în cele din urmă s-ar genera o saturație de ioni de potasiu, care ar însemna că acești ioni ar înceta să părăsească neuronul și acest lucru ar duce la incapacitatea de a genera impuls electric. Aici intră în imagine astrocitele, cine absorb acești ioni din interior pentru a curăța spațiul extracelular și pentru a permite secretia mai multor ioni de potasiu. Astrocitele nu au nicio problemă cu încărcarea, deoarece nu comunică prin impulsuri electrice.

4. Microglia

Ultima dintre cele patru forme majore de neuroglia este microglia.. Acest lucru a fost descoperit înainte de oligodendrocite, dar se credea că provine din vasele de sânge. Ocupă între 5 și 20% din populația de glia a SNC, iar importanța sa se bazează pe faptul că este baza sistemului imunitar al creierului. Având protecția barierei hematoencefalice, trecerea liberă a celulelor nu este permisă, iar aceasta include și cele ale sistemului imunitar. Prin urmare, creierul are nevoie de propriul sistem de apărare, iar acesta este format de acest tip de glia.

Sistemul imunitar al SNC

Această celulă glia este foarte mobilă, permițându-i să reacționeze rapid la orice problemă pe care o întâmpină în SNC. Microglia are capacitatea de a devora celulele deteriorate, bacteriile și virusurile, precum și de a elibera o serie de agenți chimici cu care să lupte împotriva invadatorilor. Dar utilizarea acestor elemente poate provoca leziuni colaterale, deoarece este toxică și pentru neuroni. Prin urmare, după confruntare, ei trebuie să producă astrocite neurotrofice pentru a facilita regenerarea zonei afectate.

Anterior, am vorbit despre deteriorarea BBB, o problemă care este generată parțial de efectele secundare ale microgliei atunci când leucocitele traversează BBB și intră în creier. Interiorul SNC este o lume nouă pentru aceste celule și reacționează în primul rând la fel de necunoscute ca și cum ar fi o amenințare, generând un răspuns imun împotriva acesteia. Microglia inițiază apărarea, provocând ceea ce am putea spune un „război civil”, ceea ce cauzează o mare pagubă neuronilor.

Comunicarea dintre glia și neuroni

După cum ați văzut, celulele glia îndeplinesc o mare varietate de sarcini. Dar o secțiune care nu a fost clară este dacă neuronii și glia comunică între ei. Primii cercetători au realizat deja că glia, spre deosebire de neuroni, nu generează impulsuri electrice. Dar acest lucru s-a schimbat când Stephen J. Smith a verificat modul în care comunică, atât între ei, cât și cu neuronii.

Smith a avut intuiția că neuroglia folosește ionul de calciu (Ca2 +) pentru a transmite informații, deoarece acest element este cel mai utilizat de celule în general. Cumva, el și colegii săi au sărit în piscină cu această credință (la urma urmei, „popularitatea” unui ion nu ne spune prea multe despre funcțiile sale specifice), dar au înțeles.

Acești cercetători au proiectat un experiment care a constat într-o cultură de astrocite la care s-a adăugat calciu fluorescent, care permite vizualizarea poziției lor prin microscopie cu fluorescență. În plus, a adăugat un neurotransmițător foarte comun, glutamat. Rezultatul a fost imediat. Timp de zece minute au putut vedea cum fluorescența a intrat în astrocite și a călătorit între celule ca și cum ar fi o undă. Cu acest experiment au arătat că glia comunică între ele și cu neuronul, deoarece fără neurotransmițător unda nu pornește.

Cel mai recent cunoscut despre celulele gliale

Prin cercetări mai recente, s-a constatat că glia detectează toate tipurile de neurotransmițători. În plus, atât astrocitele, cât și microglia au capacitatea de a produce și elibera neurotransmițători (deși la aceste elemente se numesc gliotransmițătoare deoarece provin din glia), influențând astfel sinapsele neuroni.

Un câmp de studiu actual se confruntă unde celulele glia influențează funcția generală a creierului și procesele mentale complexe, Ce Învățarea, memoria sau visul.