Глиальные клетки: гораздо больше, чем клей нейронов

Очень часто, говоря об интеллекте человека, мы имеем в виду конкретный тип клеток: нейроны. Таким образом, нормально называть мононейрональным те, кто уничижительно приписывает низкий интеллект. Тем не мение, идея о том, что мозг по сути эквивалентен набору нейронов, все больше устаревает..

Человеческий мозг содержит более 80 миллиардов нейронов, но это составляет только 15% от общего количества клеток в этом наборе органов.

Остальные 85% занимают микроскопические тела другого типа: так называемые глиальные клетки.. В целом эти клетки образуют вещество, называемое глия или нейроглия, который проходит через все тайники нервной системы.

В настоящее время глия является одной из наиболее прогрессивных областей нейробиологии. хочет раскрыть все свои задачи и взаимодействия, которые они осуществляют, чтобы нервная система работала так, как она работает. И дело в том, что в настоящее время невозможно понять мозг без понимания вовлеченности глии.

Открытие глиальных клеток

Термин нейроглия был придуман в 1856 году немецким патологом Рудольфом Вирховым. Это слово по-гречески означает «нейронный (нейро) клей (глия)», поскольку на момент его открытия

считалось, что нейроны связаны друг с другом и образуют нервы. и, больше, чем аксон это была совокупность клеток, а не часть нейрона. По этой причине предполагалось, что эти клетки, которые они обнаружили рядом с нейронами, были там, чтобы помочь структурировать нерв и облегчить союз между ними, и ничего больше. Короче говоря, довольно пассивная и вспомогательная роль.

В 1887 году известный исследователь Сантьяго Рамон-и-Кахаль пришел к выводу, что нейроны независимые единицы и которые были отделены от других небольшим пространством, которое позже стало известно Какие синаптическое пространство. Это опровергло представление о том, что аксоны - это нечто большее, чем просто части независимых нервных клеток. Однако идея глиальной пассивности оставалась. Однако сегодня обнаруживается, что его важность намного больше, чем предполагалось ранее.

В некотором смысле парадоксально, что так назвали нейроглию. Это правда, что он действительно помогает в конструкции, но он не только выполняет эту функцию, но также для вашей защиты, ремонта повреждает, улучшает нервный импульс, дает энергию и даже контролирует поток информации, среди многих других функций обнаруженный. Они являются мощным орудием нервной системы.

Типы глиальных клеток

Нейроглия представляет собой набор различных типов клеток, которые объединены тем, что они находятся в нервной системе и не являются нейронами..

Существует довольно много разных типов глиальных клеток, но я сосредоточусь на четырех классах, которые считаются более важными, а также объясняют наиболее выдающиеся функции, обнаруженные до Cегодня. Как я уже сказал, эта область нейробиологии прогрессирует с каждым днем, и, несомненно, в будущем появятся новые детали, которые сегодня неизвестны.

1. Клетки Шванна

Название этой клетки глии дано в честь ее первооткрывателя, Теодор Шванн, наиболее известный как один из отцов теории клетки.. Этот тип глиальных клеток - единственный, обнаруженный в периферической нервной системе (ПНС), то есть в нервах, которые проходят по всему телу.

Изучая анатомию нервных волокон у животных, Шванн заметил некоторые клетки, которые были прикреплены вдоль аксона и давали ощущение чего-то вроде маленького «Жемчуг»; Помимо этого, он не придавал им большего значения. В будущих исследованиях было обнаружено, что эти микроскопические элементы в форме бусинок на самом деле были миелиновыми оболочками, важным продуктом, который генерирует этот тип клеток.

Миелин липопротеин, который обеспечивает изоляцию от электрического импульса к аксонуто есть он позволяет удерживать потенциал действия в течение более длительного времени и на большем расстоянии, заставляя электрические выстрелы проходить быстрее и не рассеиваться через мембрану нейрона. То есть они действуют как резина, покрывающая кабель.

Клетки Шванна они обладают способностью секретировать несколько нейротрофических компонентов, включая «фактор роста нервов» (CNF), первый фактор роста нервной системы. Эта молекула служит для стимуляции роста нейронов во время развития. Кроме того, поскольку этот тип нейроглии окружает аксон как трубку, он также влияет на направление, в котором он должен расти.

Кроме того, было замечено, что когда нерв ПНС был поврежден, FCN секретируется, чтобы нейрон мог вырасти и восстановить свою функциональность. Это объясняет процесс, с помощью которого исчезает временный паралич, которым страдают мышцы после разрыва слезы.

Три разные клетки Шванна

Для ранних анатомов не было различий в клетках Шванна, но с развитием микроскопия смогла различить до трех различных типов с хорошо структурированными и функциональными объектами. дифференцированный. Те, которые я описал, являются «миелиновыми», поскольку они производят миелин и являются наиболее распространенными.

Тем не мение, в нейронах с короткими аксонами обнаружен другой тип шванновских клеток, называемый немиелинизированными.поскольку он не производит миелиновых оболочек. Они больше, чем предыдущие, и внутри них одновременно размещается более одного аксона. Похоже, что они не производят миелиновые оболочки, поскольку со своей собственной мембраной она уже служит изоляцией для этих меньших аксонов.

Последний тип этой формы нейроглии находится в синапсе между нейронами и мышцами. Они известны как терминальные или перисинаптические шванновские клетки. (между синапсом). Его текущая роль была выявлена ​​в эксперименте, проведенном Ричардом Робитайлом, нейробиологом из Монреальского университета. Тест состоял в добавлении ложного мессенджера в эти ячейки, чтобы увидеть, что произошло. В результате изменилась реакция мышцы. В одних случаях сокращение было увеличено, в других - уменьшалось. Вывод заключался в том, что этот тип глии регулирует поток информации между нейроном и мышцей.

2. Олигодендроциты

В центральной нервной системе (ЦНС) нет шванновских клеток, но нейроны имеют другую форму миелинового покрытия благодаря альтернативному типу глиальных клеток. Эта функция выполняется последний из обнаруженных великих типов нейроглии: образованный олигодендроцитами.

Их имя связано с тем, как их описали первые анатомы, нашедшие их; ячейка с множеством мелких пристроек. Но правда в том, что имя их не особо сопровождает, поскольку некоторое время спустя ученик Рамона и Кахаль, Пио-дель-Рио-Хортега, разработал улучшения в пятне, которое использовалось в то время, раскрывая истинное морфология: клетка с парой длинных расширений, вроде рук.

Миелин в ЦНС

Одно различие между олигодендроцитами и миелинизированными шванновскими клетками состоит в том, что первые не окружают аксон своим телом, а они делают это своими длинными вытянутыми руками, как если бы они были щупальцами осьминога, и именно через них секретируется миелин. Кроме того, миелин в ЦНС предназначен не только для изоляции нейрона.

Как показал Мартин Шваб в 1988 году, отложение миелина на аксоне культивируемых нейронов препятствует их росту. В поисках объяснения Шваб и его команда смогли очистить несколько белков миелина, вызывающих это ингибирование: Nogo, MAG и OMgp. Забавно то, что было замечено, что на ранних стадиях развития мозга белок MAG миелина стимулирует рост нейрона, выполняя функцию, обратную нейрону в Взрослые. Причина этого торможения остается загадкой, но ученые надеются, что его роль скоро станет известна..

Другой белок, обнаруженный в 90-х годах, также обнаружен в миелине, на этот раз Стэнли Б. Прусинер: прионный белок (PrP). Его функция в нормальном состоянии неизвестна, но в мутированном состоянии он становится прионом и порождает вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба, широко известной как коровья болезнь сумасшедший. Прион - это белок, который приобретает автономию, заражая все клетки глии, что вызывает нейродегенерацию..

3. Астроциты

Этот тип глиальных клеток был описан Рамоном-и-Кахалем. Во время своих наблюдений за нейронами он заметил, что рядом с нейронами есть другие клетки в форме звезды; отсюда и его название. Он расположен в ЦНС и зрительном нерве и, возможно, является одной из глий, выполняющих большее количество функций.. Его размер от двух до десяти раз больше, чем у нейрона, и он выполняет очень разнообразные функции.

Гематоэнцефалический барьер

Кровь не поступает напрямую в ЦНС. Эта система защищена гематоэнцефалическим барьером (BBB), высокоселективной проницаемой мембраной. В нем активно участвуют астроциты, отвечает за фильтрацию того, что может случиться с другой стороной, а что нет. В основном они позволяют поступать кислороду и глюкозе, чтобы питать нейроны.

Но что будет, если этот барьер будет поврежден? Помимо проблем, вызванных иммунной системой, группы астроцитов перемещаются в поврежденную область и объединяются, образуя временный барьер и останавливая кровотечение.

Астроциты обладают способностью синтезировать волокнистый белок, известный как GFAP, с помощью которого они приобретают устойчивость, в дополнение к секретированию другого, за которым следуют белки, что позволяет им обрести непроницаемость. Параллельно астроциты секретируют нейротрофы, чтобы стимулировать регенерацию в этой области..

Перезарядка калиевой батареи

Еще одна из описанных функций астроцитов - их активность по поддержанию потенциала действия. Когда нейрон генерирует электрический импульс, он собирает ионы натрия (Na +), чтобы стать более положительными с внешней стороны. Этот процесс, с помощью которого управляются электрические заряды снаружи и внутри нейронов, приводит к состоянию, известному как деполяризация, который заставляет электрические импульсы, проходящие через нейрон, рождаться до тех пор, пока не закончатся в синаптическом пространстве. Во время поездки окружающая среда клетки всегда ищет баланс электрического заряда, поэтому на этот раз она теряет ионы калия (K +), чтобы уравняться с внеклеточной средой.

Если бы это происходило всегда, в конце концов снаружи образовалось бы насыщение ионами калия, что означало бы, что эти ионы перестанут покидать нейрон, и это приведет к неспособности генерировать электрический импульс. Здесь на сцену выходят астроциты, которые они поглощают эти ионы внутри, чтобы очистить внеклеточное пространство и позволить большему количеству ионов калия секретироваться. У астроцитов нет проблем с зарядом, поскольку они не взаимодействуют с помощью электрических импульсов.

4. Микроглия

Последняя из четырех основных форм нейроглии - это микроглия.. Это было обнаружено до появления олигодендроцитов, но считалось, что это происходит из кровеносных сосудов. Он занимает от 5 до 20 процентов глии ЦНС., и его важность основана на том факте, что это основа иммунной системы мозга. Имея защиту гематоэнцефалического барьера, свободный проход клеток не допускается, включая клетки иммунной системы. Таким образом, мозгу нужна собственная защитная система, которая формируется этим типом глии..

Иммунная система ЦНС

Эта глиальная клетка очень подвижна, что позволяет ей быстро реагировать на любую проблему, с которой она сталкивается в ЦНС. Микроглия обладает способностью поглощать поврежденные клетки, бактерии и вирусы, а также выделять ряд химических агентов, с помощью которых можно бороться с захватчиками. Но использование этих элементов может вызвать побочный ущерб, так как он также токсичен для нейронов. Следовательно, после конфронтации они должны производить нейротрофические астроциты, чтобы облегчить регенерацию пораженного участка.

Ранее я говорил о повреждении ГЭБ, проблеме, которая частично вызвана побочными эффектами микроглии, когда лейкоциты пересекают ГЭБ и попадают в мозг. Внутренняя часть ЦНС - это новый мир для этих клеток, и они реагируют в первую очередь так же неизвестно, как если бы это была угроза, вызывая иммунный ответ против нее. Микроглия инициирует защиту, вызывая то, что мы можем сказать «гражданскую войну»., который наносит большой урон нейронам.

Связь между глией и нейронами

Как вы видели, клетки глии выполняют самые разные задачи. Но не совсем ясно, взаимодействуют ли нейроны и глия друг с другом. Первые исследователи уже поняли, что глия, в отличие от нейронов, не генерирует электрические импульсы. Но это изменилось, когда Стивен Дж. Смит проверил, как они общаются друг с другом и с нейронами..

Смит интуитивно догадывался, что нейроглия использует ион кальция (Ca2 +) для передачи информации, поскольку этот элемент чаще всего используется клетками в целом. Каким-то образом он и его товарищи по команде прыгнули в бассейн с этой верой (в конце концов, «популярность» иона тоже мало что говорит нам о его конкретных функциях), но они поняли это правильно.

Эти исследователи разработали эксперимент, который состоял из культуры астроцитов, в которую был добавлен флуоресцентный кальций, что позволяет увидеть их положение с помощью флуоресцентной микроскопии. Кроме того, он добавил очень распространенный нейромедиатор, глутамат. Результат был незамедлительным. На десять минут они смогли увидеть, как флуоресценция проникала в астроциты и перемещалась между клетками, как если бы это была волна. С помощью этого эксперимента они показали, что глия взаимодействует друг с другом и с нейроном, поскольку без нейромедиатора волна не начинается.

Последние известные данные о глиальных клетках

Более поздние исследования показали, что глия может обнаруживать все типы нейромедиаторов. Кроме того, как астроциты, так и микроглия обладают способностью производить и выделять нейротрансмиттеры (хотя эти элементы называются глиотрансмиттерами, потому что они происходят из глии), таким образом влияя на синапсы нейроны.

Текущая область исследований набирает обороты где клетки глии влияют на общую функцию мозга и сложные психические процессы, Какие Обучение, память или мечта.