Gliaceller: mycket mer än limet från nervceller

Det är mycket vanligt att när vi talar om en persons intelligens hänvisar vi specifikt till en mycket specifik typ av celler: nervceller. Således är det normalt att kalla mononeuronal dem som tillskriver låg intelligens på ett nedsättande sätt. I alla fall, tanken att hjärnan i huvudsak motsvarar en uppsättning neuroner är alltmer inaktuell.

Den mänskliga hjärnan innehåller mer än 80 miljarder neuroner, men detta svarar bara för 15% av de totala cellerna i denna uppsättning organ.

De återstående 85% upptas av en annan typ av mikroskopisk kropp: de så kallade gliacellerna.. Som helhet dessa celler bildar ett ämne som kallas glia eller neuroglia, som sträcker sig till alla urtag i nervsystemet.

För närvarande är glia ett av studierna med de största framstegen inom neurovetenskapen, vill avslöja alla sina uppgifter och interaktioner som de utför så att nervsystemet fungerar som det gör. Och det är att hjärnan för närvarande inte kan förstås utan att förstå hur glia är involverat.

Upptäckten av gliaceller

Termen neuroglia myntades 1856 av den tyska patologen Rudolf Virchow. Detta är ett ord som på grekiska betyder "neuronal (neuro) lim (glia)", eftersom vid tidpunkten för upptäckten neuroner ansågs kopplas samman för att bilda nerver och det är mer än axon det var en samling celler istället för en del av neuronen. Av denna anledning antogs att dessa celler som de hittade nära nervcellerna var där för att hjälpa till att strukturera nerven och underlätta föreningen mellan dem och inget annat. En ganska passiv och extra roll, kort sagt.

År 1887 drog den berömda forskaren Santiago Ramón y Cajal slutsatsen att det var neuroner oberoende enheter och som separerades från de andra av ett litet utrymme som senare blev känt Vad synaptiskt utrymme. Detta tjänade till att motbevisa tanken att axoner var mer än bara delar av oberoende nervceller. Idén om glial passivitet kvarstod dock. Idag dock dess betydelse upptäcks vara mycket större än tidigare antagits.

På ett sätt är det ironiskt att namnet som har fått neuroglia är det. Det är sant att det hjälper i strukturen, men det utför inte bara den här funktionen utan de är också för ditt skydd, reparation av skadar, förbättrar nervimpulsen, erbjuder energi och till och med kontrollerar informationsflödet bland många fler funktioner upptäckt. De är ett kraftfullt verktyg för nervsystemet.

Glialcellstyper

Neuroglia är en uppsättning olika typer av celler som har gemensamt att de finns i nervsystemet och inte är nervceller.

Det finns en hel del olika typer av gliaceller, men jag kommer att fokusera på att prata om de fyra klasserna som anses viktigare, liksom för att förklara de mest framträdande funktionerna som hittills hittats i dag. Som jag har sagt, utvecklas detta neurovetenskapliga område mer varje dag och i framtiden kommer det säkert att finnas nya detaljer som är okända idag.

1. Schwann-celler

Namnet på denna gliacell är till ära för sin upptäckare, Theodore Schwann, mest känd som en av cellteoriens fäder. Denna typ av gliaceller är den enda som finns i det perifera nervsystemet (PNS), det vill säga i nerverna som löper genom kroppen.

Medan han studerade nervfibrernas anatomi hos djur observerade Schwann en del celler som fästes längs axonen och gav känslan av att vara ungefär som små "Pärlor"; Utöver detta gav han dem ingen större betydelse. I framtida studier upptäcktes att dessa mikroskopiska pärlformade element faktiskt var myelinmantlar, en viktig produkt som genererar denna typ av cell.

Myelin är ett lipoprotein som ger isolering mot elektrisk impuls till axeln, det vill säga, det gör att åtgärdspotentialen kan hållas längre och på ett större avstånd, vilket gör att de elektriska skotten går snabbare och inte sprids genom neuronmembranet. Det vill säga, de fungerar som gummit som täcker en kabel.

Schwann-celler de har förmågan att utsöndra flera neurotrofa komponenter, inklusive "nervtillväxtfaktorn" (CNF), den första tillväxtfaktorn som finns i nervsystemet. Denna molekyl tjänar till att stimulera tillväxten av neuroner under utveckling. Dessutom, eftersom denna typ av neuroglia omger axonen som ett rör, har den också ett inflytande för att markera i vilken riktning den ska växa.

Utöver detta har man sett att när en nerv i PNS har skadats, FCN utsöndras så att neuronen kan växa tillbaka och återfå sin funktion. Detta förklarar processen genom vilken den tillfälliga förlamning som muskler lider efter att ha fått en tår försvinner.

De tre olika Schwann-cellerna

För tidiga anatomister fanns inga skillnader i Schwann-celler, men med framsteg i mikroskopi har kunnat differentiera upp till tre olika typer, med strukturer och funktioner väl differentierad. De som jag har beskrivit är de "myeliniska", eftersom de producerar myelin och är de vanligaste.

I alla fall, i neuroner med korta axoner finns en annan typ av Schwann-cell som kallas "omyeliniserad"eftersom det inte producerar myelinmantlar. Dessa är större än de tidigare, och inuti rymmer de mer än en axon åt gången. De verkar inte producera myelinmantlar, eftersom det med sitt eget membran redan fungerar som isolering för dessa mindre axoner.

Den sista typen av denna form av neuroglia finns i synapsen mellan nervceller och muskler. De är kända som terminala eller perisynaptiska Schwann-celler. (mellan synapsen). Dess nuvarande roll avslöjades i ett experiment utfört av Richard Robitaille, en neurobiolog vid University of Montreal. Testet bestod av att lägga till en falsk budbärare till dessa celler för att se vad som hände. Resultatet var att svaret som uttrycktes av muskeln ändrades. I vissa fall ökade sammandragningen, i andra fall minskade den. Slutsatsen var att denna typ av glia reglerar informationsflödet mellan neuronen och muskeln.

2. Oligodendrocyter

Inom centrala nervsystemet (CNS) finns inga Schwann-celler, men neuroner har en annan form av myelinbeläggning tack vare en alternativ typ av gliaceller. Denna funktion utförs den sista av de stora typerna av neuroglia som upptäcktes: den som bildats av oligodendrocyter.

Deras namn hänvisar till hur de första anatomisterna som hittade dem beskrev dem; en cell med en mängd små förlängningar. Men sanningen är att namnet inte åtföljer dem mycket, eftersom en tid sedan en elev från Ramón och Cajal, Pío del Río-Hortega, designade förbättringar av fläcken som användes vid den tiden, vilket avslöjade den sanna morfologi: en cell med ett par långa förlängningar, som armar.

Myelin i CNS

En skillnad mellan oligodendrocyter och myeliniserade Schwann-celler är att den förstnämnda inte omsluter axonen med sin kropp utan de gör det med sina långa förlängningar, som om de var tentakler från en bläckfisk, och det är genom dem som myelin utsöndras. Dessutom är myelinet i CNS inte bara där för att isolera neuronen.

Som Martin Schwab demonstrerade 1988 hindrar avsättningen av myelin på axonen i odlade nervceller deras tillväxt. Efter en förklaring kunde Schwab och hans team rena flera myelinproteiner som orsakar denna hämning: Nogo, MAG och OMgp. Det roliga är att man har sett att MAG-proteinet i de tidiga stadierna av hjärnans utveckling av myelin stimulerar tillväxten av neuron, gör en invers funktion till neuron i Vuxna. Anledningen till denna hämning är ett mysterium, men forskare hoppas att dess roll snart kommer att bli känd.

Ett annat protein som hittades på 90-talet finns också i myelin, den här gången av Stanley B. Prusiner: Prion Protein (PrP). Dess funktion i ett normalt tillstånd är okänd, men i ett muterat tillstånd blir det en Prion och genererar en variant av Creutzfeldt-Jakobs sjukdom, allmänt känd som ko-sjukdom galen. Prionen är ett protein som får autonomi och infekterar alla celler i glia, vilket genererar neurodegeneration.

3. Astrocyter

Denna typ av gliacell beskrevs av Ramón y Cajal. Under sina observationer av neuroner märkte han att det fanns andra celler nära neuronerna, stjärnformade; därav namnet. Det är beläget i CNS och optisk nerv, och är möjligen en av glia som utför ett större antal funktioner. Dess storlek är två till tio gånger större än för en neuron, och den har mycket olika funktioner

Blodhjärnbarriär

Blod flyter inte direkt in i CNS. Detta system skyddas av Blood Brain Barrier (BBB), ett mycket selektivt permeabelt membran. Astrocyter deltar aktivt i det, ha ansvaret för att filtrera vad som kan hända med den andra sidan och vad inte. Huvudsakligen tillåter de inträde av syre och glukos för att kunna mata nervcellerna.

Men vad händer om denna barriär skadas? Förutom de problem som genereras av immunsystemet reser grupper av astrocyter till det skadade området och förenar varandra för att bilda en tillfällig barriär och stoppa blödningen.

Astrocyter har förmågan att syntetisera ett fibröst protein som kallas GFAP, med vilket de får robusthet, förutom att utsöndra ett annat följt av proteiner som gör att de kan få ogenomtränglighet. Parallellt utsöndrar astrocyter neurotrofer för att stimulera regenerering i området.

Laddning av kaliumbatteri

En annan av de beskrivna funktionerna hos astrocyter är deras aktivitet för att upprätthålla åtgärdspotentialen. När en neuron genererar en elektrisk impuls, samlar den natriumjoner (Na +) för att bli mer positiva med utsidan. Denna process genom vilken de elektriska laddningarna utanför och inuti neuronerna manipuleras ger ett tillstånd som kallas avpolarisering, vilket gör att de elektriska impulserna som färdas genom neuronen föds tills de slutar i det synaptiska utrymmet. Under din resa, cellmiljön söker alltid balansen i den elektriska laddningen, så den här gången förlorar den kaliumjoner (K ​​+), för att utjämna med den extracellulära miljön.

Om detta alltid hände skulle i slutändan en mättnad av kaliumjoner genereras utanför, vilket skulle innebära att dessa joner skulle sluta lämna neuronen, och detta skulle resultera i oförmåga att generera elektrisk impuls. Det är här astrocyter kommer in i bilden, vem de absorberar dessa joner inuti för att rengöra det extracellulära utrymmet och tillåter att mer kaliumjoner utsöndras. Astrocyter har inga problem med laddning, eftersom de inte kommunicerar med elektriska impulser.

4. Microglia

Den sista av de fyra huvudformerna av neuroglia är mikroglia.. Detta upptäcktes före oligodendrocyter, men det ansågs komma från blodkärl. Det upptar mellan 5 och 20 procent av glia-befolkningen i CNS, och dess betydelse baseras på det faktum att det är grunden för hjärnans immunsystem. Genom att ha skydd av blod-hjärnbarriären är fri passage av celler inte tillåten, och detta inkluderar immunsystemets. Således, hjärnan behöver sitt eget försvarssystem, och detta bildas av denna typ av glia.

CNS-immunsystemet

Denna gliacell är mycket mobil, så att den kan reagera snabbt på alla problem som den stöter på i CNS. Mikroglia har förmågan att sluka skadade celler, bakterier och virus, samt att släppa ut en serie kemiska medel för att bekämpa inkräktare. Men användningen av dessa element kan orsaka säkerhetsskador, eftersom det också är giftigt för nervceller. Därför, efter konfrontationen, måste de producera neurotrofa astrocyter för att underlätta regenerering av det drabbade området.

Tidigare talade jag om skador på BBB, ett problem som delvis genereras av biverkningar av mikroglia när vita blodkroppar passerar BBB och kommer in i hjärnan. Det inre av CNS är en ny värld för dessa celler, och de reagerar främst lika okända som om det vore ett hot och genererade ett immunsvar mot det. Mikroglia initierar försvaret och orsakar vad vi kan säga ett "inbördeskrig", vilket orsakar mycket skada på nervceller.

Kommunikation mellan glia och nervceller

Som du har sett utför gliacellerna en mängd olika uppgifter. Men ett avsnitt som inte har varit tydligt är om neuroner och glia kommunicerar med varandra. De första forskarna insåg redan att glia, till skillnad från neuroner, inte genererar elektriska impulser. Men detta förändrades när Stephen J. Smith kollade hur de kommunicerar, både med varandra och med nervceller.

Smith hade intuitionen att neuroglia använder kalciumjonen (Ca2 +) för att överföra information, eftersom detta element är det mest använda av celler i allmänhet. På något sätt hoppade han och hans lagkamrater i poolen med denna tro (trots allt berättar "jonens" popularitet inte mycket om dess specifika funktioner heller), men de har rätt.

Dessa forskare utformade ett experiment som bestod av en astrocytkultur till vilken fluorescerande kalcium tillsattes, vilket gör att deras position kan ses genom fluorescensmikroskopi. Dessutom lade han till i mitten en mycket vanlig neurotransmittor, den glutamat. Resultatet blev omedelbart. I tio minuter de kunde se hur fluorescensen kom in i astrocyterna och färdades mellan cellerna som om det vore en våg. Med detta experiment visade de att glia kommunicerar med varandra och med neuronet, eftersom utan neurotransmittorn börjar vågen inte.

Det senaste kända om gliaceller

Genom nyare forskning har glia visat sig upptäcka alla typer av neurotransmittorer. Dessutom har både astrocyter och mikroglia förmågan att tillverka och frisätta neurotransmittorer (även om de är vid dessa element kallas gliotransmitterar eftersom de har sitt ursprung i glia), vilket påverkar synapserna av neuroner.

Ett nuvarande studieområde håller på att se upp där gliaceller påverkar övergripande hjärnfunktion och komplexa mentala processer, Vad Lärandet, minnet eller drömmen.