Neurofilamente: ce sunt, componente și caracteristici

Neurofilamentele sunt un tip de filamente intermediare groase de 7 nanometri prezente în citoplasma neuronilor. Sunt implicați în menținerea structurii neuronale și în transportul axonal.

Uneori, structurile biologice păstrează mult mai multe secrete decât credem inițial. În lumea naturii, cunoașterea este practic infinită, deoarece acoperă straturi și straturi morfologice până la ajunge la cei mai de bază compuși ai oricărei ființe vii, aminoacizi și elementele chimice care îi alcătuiesc. Cât de departe vrem să mergem în această căutare a cunoașterii?

Pe de o parte, avem neuronii cu secțiunile lor delimitate (axon, dendrite și soma), comunicarea dintre ei prin sinapse, neurotransmițători și efectele lor asupra creierului. Toate aceste subiecte au fost deja acoperite pe larg, dar încă putem săpă mai adânc. În această oportunitate, profităm de ocazie pentru a vă arăta tot ce trebuie să știi despre neurofilamente.

• Articol înrudit: „Care sunt părțile neuronului?”

Neurofilamente: scheletul neural

Este incredibil de știut că scheletul ființelor vii este format din celule, dar și celulele au nevoie de propria „structură scheletică” pentru a-și menține forma și funcționalitatea. Adică, găsim organizare complexă chiar și în cea mai elementară unitate funcțională pe care ne-o oferă viața.

Deoarece nu putem aborda rolul neurofilamentelor fără a înțelege mai întâi organizarea structurală a unei celule, ne vom opri o clipă asupra citoscheletului și a funcției sale.

Despre citoschelet

Citoscheletul este definit ca o rețea tridimensională de proteine ​​care oferă suport intern în celule, dar care este implicată și în transportul compușilor, organizarea și diviziunea celulară. Făcând un analog cu lumea macroscopică observabilă, această rețea complexă ar acționa ca grinzile unei clădiri, dar și ca liftul și scările. Incredibil de adevărat?

Citoscheletul este compus din trei compuși principali:

• Microfilamente: compuse din două lanțuri de actină, o proteină globulară. Ele mențin forma celulei.
• Filamente intermediare: compuse dintr-o familie mai eterogenă de proteine, oferă stabilitate organelelor celulare datorită legăturilor lor puternice.
• Microtubuli: formați din tubulină alba și beta, sunt responsabili de mișcarea substanțelor în interiorul celulei și de diviziunea acesteia.

Trebuie remarcat faptul că structura și dinamica citoscheletului depind de modul în care celula este legată de exterior (adică matricea extracelulară) și solicitările de tensiune, rigiditate și compresie pe care le experimentează de-a lungul vieții. dezvoltare. Ne confruntăm cu un cadru dinamic și deloc rigid, care se adaptează excelent la procesul pe care celula este supusă la un moment dat. Acum, cum sunt neurofilamentele legate de toate cele de mai sus?

Navigarea în citoplasmă

Răspunsul la întrebarea anterioară este simplu, deoarece aceste structuri care ne preocupă astăzi nu sunt altceva decât filamente intermediare ale citoscheletului specific neuronilor.

Ca toate celelalte celule, neuronii au un schelet atât al funcției structurale, cât și al funcției de transport. Acest cadru proteic este alcătuit din trei componente, foarte asemănătoare cu cele cu care am descris-o anterior, deoarece sunt microtubuli (sau neurotubuli), neurofilamente (filamente intermediare) și microfilamente. Înainte de a ne pierde în morfologia acestor structuri, să definim funcțiile citoscheletului neuronal:

• Mediază mișcarea organitelor între diferite zone ale corpului neuronal.
• Fixați locația anumitor componente (cum ar fi receptorii chimici membranari) în locurile potrivite, astfel încât acestea să poată funcționa.
• Determinați forma tridimensională a neuronului.

Așa cum putem vedea, Fără acest cadru proteic, neuronii (și, prin urmare, gândirea umană) nu ar putea exista așa cum îi cunoaștem. Astăzi. Pentru a înțelege structura unui neurofilament, trebuie să disecăm pe larg morfologia acestuia până la un nivel bazal. Du-te.

Mai întâi trebuie să știm cea mai bazală „cărămidă” a structurii, citokeratina. Aceasta este o proteină fibroasă esențială în filamentele intermediare ale celulelor epiteliale, precum și în unghiile, părul și penele animalelor. Asocierea unui set de aceste proteine ​​într-un mod liniar dă naștere unui monomer, iar două dintre aceste lanțuri înfășurate unul în jurul celuilalt, la un dimer.

La rândul lor, doi dimeri spiralați dau naștere unei structuri mai groase, complexul tetrameric (tetra-four, deoarece este format dintr-un total de patru monomeri). Unirea mai multor complexe tetramerice formează un protofilament, iar două protofilamente unite, o protofibrilă. În cele din urmă, trei protofibrile spiralate dau naștere neurofilamentului căutat.

Deci, pentru a înțelege structura acestui filament intermediar, trebuie să ne imaginăm o serie de lanțuri înfășurate unul în jurul celuilalt. pe ei înșiși pentru a da o structură „analogă” (pe distanțe incredibile) dublei helix a ADN-ului pentru toți cunoscut. De fiecare dată intre ele se adauga tot mai multe lanturi interconectate, crescand complexitatea structurii si grosimea acesteia. Ca și în cazul cablurilor electrice, cu cât sunt mai multe lanțuri și înfășurări, cu atât este mai mare rezistența mecanică a cadrului final.

Aceste neurofilamente, cu o complexitate structurală amețitoare, sunt distribuite în citoplasma neuron și unește neurotubulii și conectează membrana celulară, mitocondriile și poliribozomi. Trebuie remarcat faptul că acestea sunt cele mai abundente componente ale citoscheletului, deoarece reprezintă suportul structural intern al neuronului.

• Ați putea fi interesat de: „Citoscheletul neuronului: părți și funcții”

Cazuri practice

Nu totul se reduce la o lume microscopică, deoarece compoziția citoscheletului, oricât de surprinzător ar părea, condiţionează răspunsurile fiinţelor vii la mediu şi eficienţa transmisiilor lor nervoase.

De exemplu, studiile au investigat abundența filamentelor intermediare neuronale la rozătoarele de mamifere după leziuni cerebrale și expunerea ulterioară la terapii cu laser și ultrasunete de intensitate scăzută în scopul de a terapie. Leziunile nervoase sunt corelate cu o scădere a neurofilamentelor din fiecare neuron., întrucât acest tip de stres mecanic scade calibrul axonului și „sănătatea” (în lipsa unui termen mai complex) a celulei supuse traumatismei.

Rezultatele sunt revelatoare, deoarece șoarecii care au fost supuși terapiilor descrise au crescut numărul acestor filamente la nivel celular. Aceste tipuri de experimente arată că Terapiile cu laser de joasă intensitate (LBI) pot juca un rol esențial în regenerarea nervilor răniți după traumatisme.

Dincolo de lumea microscopică: filamente și Alzheimer

Mergem mai departe, pentru că dincolo de studiile experimentale cu rozătoare de laborator, cel efectul compoziției și numărului de filamente componente ale citoscheletului în boli precum alzheimer.

De exemplu, concentrația serică a luminii neurofilamentului (Nfl) este crescută la persoanele cu boala Alzheimer familială înainte ca simptomele bolii să înceapă să apară. Prin urmare, aceștia ar putea acționa ca bioindicatori non-invazivi ai patologiei pentru a o controla încă din stadiile incipiente. Desigur, mai sunt necesare mai multe informații și studii pentru a cimenta aceste cunoștințe, dar bazele au fost deja puse.

rezumat

După cum am putut observa, lumea neurofilamentelor nu se reduce doar la un cadru proteic structural. Trecem la scări nanoscopice, dar în mod clar efectele abundenței acestor componente elementele esentiale ale citoscheletului neuronal sunt exprimate la nivel comportamental si fiziologic la fiintele vii. în viaţă.

Acest lucru pune în evidență importanța fiecăruia dintre elementele care alcătuiesc celulele noastre. Cine avea să ne spună că o abundență mai mare a unui anumit filament ar putea fi un indicator al stadiilor incipiente ale unei boli precum Alzheimer?

În cele din urmă, fiecare componentă mică este încă o piesă a puzzle-ului care dă naștere mașinii sofisticate care este corpul uman. Dacă una dintre ele eșuează, efectul poate atinge niveluri mult mai mari decât cei câțiva micrometri sau nanometri pe care îi poate ocupa această structură într-un spațiu fizic.

Referințe bibliografice:

• Chesta, C.A.A. (2006). Izolarea și analiza gradului de fosforilare a neurofilamentelor lichidului cefalorahidian de la pacienții cu parapareză spastică tropical (Teza de doctorat, Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Facultatea de Științe Chimice și Farmaceutice, Universitatea din chili).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Analiza comparativă a numărului de neurofilamente din nervii sciatici ai șobolanilor supuși neuropraxiei tratați cu laser de intensitate scăzută și ultrasunete terapeutice. Jurnalul Internațional de Morfologie, 32(1), 369-374.
• Neurofilament, Clinica Universității din Navarra. Colectat pe 30 august în https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (Neurologie, neurochirurgie si reabilitare). Colectat pe 30 august în https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Weston, P. S. Neurofilamentul ușor seric în boala Alzheimer familială.