บทบาทของ glia ในโรคทางระบบประสาท

เนื่องจากมีความเชื่อที่ว่าเซลล์เกลียมีอยู่เพื่อรองรับโครงสร้างของเซลล์ประสาทเท่านั้นมีการค้นพบมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าองค์ประกอบระดับจุลภาคเหล่านี้มีส่วนอย่างมากในการทำงานที่เหมาะสมของระบบประสาท ในบรรดาหน้าที่ตามปกติของการทำงานโดย glia เราพบการป้องกันความเสียหายและผู้บุกรุก สารอาหารของเซลล์ประสาทหรือ การปรับปรุงแรงกระตุ้นทางไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าพวกมันเป็นมากกว่าการสนับสนุนง่ายๆ ในการพัฒนาเซลล์ประสาทตามที่คิดไว้ใน อดีต.

นับตั้งแต่มีการศึกษาเกี่ยวกับ glia มากขึ้นเรื่อยๆ ก็มีการค้นหาเพื่อดูว่าเซลล์เหล่านี้ (ซึ่งเป็นตัวแทนของส่วนประกอบส่วนใหญ่ของสมอง) เป็นอย่างไร มีส่วนเกี่ยวข้องกับโรคและความผิดปกติของรากประสาทสิ่งที่จนถึงขณะนี้ทำเฉพาะในการสืบสวนที่แตกต่างกัน ประเภทของเซลล์ประสาท.

สิ่งสำคัญคือต้องทำความเข้าใจว่า neuroglia มีส่วนร่วมในกระบวนการเหล่านี้มากน้อยเพียงใด เนื่องจากนี่อาจเป็นหนึ่งในเส้นทางสู่การค้นหาวิธีรักษาในอนาคต

ตรวจสอบด่วน: glia คืออะไร?

ในระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) เราพบ สามชั้นหลักของเซลล์เกลีย: oligodendrocytes ทำหน้าที่วาง ปลอกไมอีลิน ต่อเซลล์ประสาท microglia ซึ่งมีหน้าที่ปกป้องสมอง และแอสโตรไซต์ซึ่งมีหน้าที่หลากหลายในการช่วยเซลล์ประสาท

ซึ่งแตกต่างจากคมช. พบ neuroglia เพียงประเภทเดียวที่สำคัญในระบบประสาทส่วนปลาย (PNS) ซึ่งเป็นเซลล์ Schวานซึ่งแบ่งย่อยได้อีกเป็นสาม ส่วนใหญ่มีหน้าที่สร้าง myelin sheath ในแอกซอนของเซลล์ประสาท

• หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ คุณสามารถอ่านบทความนี้: "เซลล์ Glial: เป็นมากกว่ากาวของเซลล์ประสาท"

โรคและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ Glia

ตอนนี้, มีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่า neuroglia มีบทบาทในโรคที่ส่งผลต่อระบบประสาทส่วนกลางทั้งดีและแย่ลง ในที่นี้ฉันขอนำเสนอรายการสั้น ๆ ของพวกเขาซึ่งครอบคลุมโรคประเภทต่าง ๆ ซึ่งฉันแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับการมีส่วนร่วม (ซึ่งเป็นที่รู้จักในปัจจุบัน) ของเซลล์เกลียในเซลล์เหล่านี้ รายละเอียดอื่น ๆ อีกมากมายมีแนวโน้มที่จะค้นพบในอนาคต

1. อัมพาตชั่วคราวและถาวร

อัมพาตเกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมต่อระหว่างชุดของเซลล์ประสาทขาดหายไปเนื่องจาก "เส้นทางการสื่อสาร" ของพวกเขาถูกทำลาย โดยหลักการแล้ว glia สามารถปล่อยสารที่เรียกว่า neurotrophs ที่ส่งเสริมการเติบโตของเซลล์ประสาท เช่นเดียวกับใน PNS สิ่งนี้ทำให้ความคล่องตัวกลับคืนมาเมื่อเวลาผ่านไป แต่นี่ไม่ใช่กรณีในระบบประสาทส่วนกลางซึ่งทุกข์ทรมานจากอัมพาตถาวร

เพื่อแสดงให้เห็นว่า glia เกี่ยวข้องกับการไม่ฟื้นตัว เนื่องจากเป็นข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทเมื่อเกิดขึ้นใน PNS หรือในระบบประสาทส่วนกลาง Albert J. Aguayo ทำการทดลองในยุค 80 ซึ่ง หนูที่มีไขสันหลังได้รับความเสียหาย (เช่น เป็นอัมพาต) ได้รับการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อเส้นประสาทไซอาติก ไปยังพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ ผลลัพธ์คือในสองเดือนหนูก็เคลื่อนไหวได้ตามปกติอีกครั้ง

ในการตรวจสอบในภายหลังพบว่ามีปัจจัยหลายอย่างที่ไม่อนุญาตให้กู้คืนการเชื่อมต่อทั้งหมด หนึ่งในนั้นคือไมอีลินที่ผลิตขึ้นเอง oligodendrocytes ซึ่งโดยการสร้างปลอกป้องกันการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาท. วัตถุประสงค์ของกระบวนการนี้ไม่เป็นที่รู้จักในขณะนี้ อีกปัจจัยหนึ่งคือความเสียหายส่วนเกินที่เกิดจากไมโครเกลีย เนื่องจากสารที่ไมโครเกลียปล่อยออกมาเพื่อปกป้องระบบก็เป็นอันตรายต่อเซลล์ประสาทเช่นกัน

2. โรคครอยตซ์เฟลดต์-จาค็อบ

โรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทนี้เกิดจากการติดเชื้อพรีออนซึ่งเป็นโปรตีนผิดปกติที่ได้รับอิสระ อีกชื่อหนึ่งที่ได้รับคือโรคสมองจากฟองน้ำเนื่องจากสมองของผู้ที่ได้รับผลกระทบเต็มไปด้วยรูให้ความรู้สึกเหมือนฟองน้ำ หนึ่งในสายพันธุ์ทำให้เกิดการแจ้งเตือนด้านสุขภาพในยุค 90 หรือที่เรียกว่าโรควัวบ้า

หากกินเข้าไป พรีออนมีความสามารถในการผ่านการคัดเลือก สิ่งกีดขวางเลือดสมอง และอยู่ในสมอง ในระบบประสาทส่วนกลาง มันแพร่เชื้อไปยังเซลล์ประสาทเช่นเดียวกับแอสโทรไซต์และไมโครเกลีย จำลองและฆ่าเซลล์และสร้างพรีออนมากขึ้นเรื่อยๆ

ฉันยังไม่ลืม oligodendrocytes และดูเหมือนว่า glia ชนิดนี้ต่อต้านการติดเชื้อจากพรีออน แต่ไม่รองรับความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ที่ปรากฏเป็นส่วนหนึ่งของการต่อสู้ที่ดำเนินการโดย microglia ในความพยายามที่จะปกป้องเซลล์ประสาท ในปี พ.ศ. 2548 มีรายงานว่าพบโปรตีนปกติที่สร้างพรีออนในเยื่อไมอีลินของระบบประสาทส่วนกลาง แม้ว่าจะไม่ทราบการทำงานของมันในนั้นก็ตาม

3. เส้นโลหิตตีบด้านข้าง Amyotrophic (ALS)

ALS เป็นโรคความเสื่อมที่ส่งผลต่อเซลล์ประสาทสั่งการซึ่งสูญเสียการทำงานไปทีละเล็กละน้อยทำให้สูญเสียการเคลื่อนไหวจนเป็นอัมพาต

สาเหตุคือการกลายพันธุ์ของยีนที่เข้ารหัสเอนไซม์ Superoxide Dismutase 1 (SOD1) ซึ่งมี หน้าที่พื้นฐานเพื่อความอยู่รอดของเซลล์ ซึ่งก็คือการกำจัดอนุมูลอิสระออกจาก ออกซิเจน อันตรายของอนุมูลคือการทำให้ประจุไฟฟ้าในไซโทพลาซึมเสียสมดุล ส่งผลให้เซลล์ทำงานผิดปกติและตายในที่สุด

ในการทดลองกับหนูที่มีการกลายพันธุ์ของยีน SOD1 พบว่าพวกมันพัฒนาโรค ALS ได้อย่างไร หากป้องกันการกลายพันธุ์ในเซลล์ประสาทสั่งการ หนูยังคงมีสุขภาพดี ความประหลาดใจเกิดขึ้นกับกลุ่มควบคุมซึ่งมีเพียง motoneurons เท่านั้นที่แสดงการกลายพันธุ์ ทฤษฎีระบุว่าในหนูเหล่านี้ motoneurons จะตายและก่อให้เกิดโรค แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น และทำให้ทุกคนประหลาดใจ เห็นได้ชัดว่าหนูมีสุขภาพแข็งแรง สรุปก็คือว่า เซลล์ที่อยู่ใกล้กับเซลล์ประสาทสั่งการ (glia) มีกลไกบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ SOD1 ช่วยป้องกันความเสื่อมของระบบประสาท

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้พิทักษ์ของเซลล์ประสาทคือแอสโทรไซต์ หาก motoneurons ที่มีสุขภาพดีที่เพาะเลี้ยงในจานร่วมกับ astrocytes ที่ขาด SOD1 พวกมันจะตาย สรุปได้ว่าแอสโตรไซต์ที่กลายพันธุ์ได้ปล่อยสารพิษบางชนิดออกมา เซลล์ประสาทสั่งการ อธิบายว่าเหตุใดเซลล์ประสาทประเภทนี้เท่านั้นที่ตายในการพัฒนา โรค. แน่นอนว่าสารพิษยังคงเป็นปริศนาและเป้าหมายของการสอบสวน

4. อาการปวดเรื้อรัง

อาการปวดเรื้อรังเป็นความผิดปกติที่เกิดขึ้นอย่างถาวร เซลล์ความเจ็บปวดยังคงทำงานอยู่โดยไม่มีความเสียหายใด ๆ ที่ทำให้เกิดการกระตุ้น. อาการปวดเรื้อรังเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในวงจรความเจ็บปวดของระบบประสาทส่วนกลางหลังจากได้รับบาดเจ็บหรือเจ็บป่วย

ลินดา วัตคินส์ นักวิจัยด้านความเจ็บปวดแห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด สงสัยว่าไมโครเกลียอาจมีส่วนเกี่ยวข้อง อาการปวดเรื้อรัง เนื่องจากสามารถปล่อยสารไซโตไคน์ ซึ่งเป็นสารที่หลั่งออกมาในการตอบสนองต่อการอักเสบ และกระตุ้นการทำงานของ ความเจ็บปวด.

เพื่อดูว่าเขาพูดถูกหรือไม่ เขาทำการทดสอบกับหนูที่มีอาการปวดเรื้อรังซึ่งเกิดจากความเสียหายต่อไขสันหลัง พวกมันถูกบริหารให้มิโนไซคลีนซึ่งมุ่งเป้าไปที่ไมโครเกลีย ป้องกันการกระตุ้น และเป็นผลให้พวกมันไม่ปล่อยไซโตไคน์ ผลที่ตามมาคือไม่นาน และหนูก็หยุดเจ็บปวด.

กลุ่มการศึกษาเดียวกันพบกลไกที่ microglia รับรู้เมื่อพื้นที่เสียหาย เซลล์ประสาทที่เสียหายจะปล่อยสารที่เรียกว่าแฟร็กทัลไคน์ microglia นั้นรู้จักและปกป้องโดยการหลั่งไซโตไคน์. ปัญหาเกี่ยวกับอาการปวดเรื้อรังคือด้วยเหตุผลบางอย่าง microglia ไม่หยุดปล่อยไซโตไคน์ กระตุ้นการสร้างความรู้สึกเจ็บปวดอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าจะไม่เกิดความเสียหายใดๆ อีกต่อไป

5. อัลไซเมอร์

อัลไซเมอร์เป็นโรคที่ ทำลายเซลล์ประสาทและการสื่อสาร ทำให้ความจำเสื่อม. เครื่องหมายของโรคนี้ในกายวิภาคของสมองคือ การปรากฏตัวของโล่ในวัยชรา ในบริเวณต่างๆ ของสมอง แผ่นโลหะเหล่านี้เป็นที่รวมของโปรตีนที่เรียกว่าเบต้า-อะไมลอยด์ ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์ประสาท

ผู้ที่ก่อให้เกิดการสะสมพิษนี้คือแอสโทรไซต์ Glia ประเภทนี้มีความสามารถในการสร้างเปปไทด์เบต้า-อะไมลอยด์ เนื่องจากสามารถประมวลผลสารตั้งต้นของมันได้ นั่นคือ Amyloid Precursor Protein (APP) เหตุผลนี้ยังไม่ชัดเจน

เครื่องหมายอื่นคือรอบจาน มีการสังเกตเห็น microglia จำนวนมากซึ่งพยายามปกป้องเนื้อเยื่อรวมกลุ่มกัน เพื่อต่อต้านการสะสมของเบต้า-อะไมลอยด์และปล่อยสารพิษ (เช่น ไซโตไคน์ คีโมไคน์หรือปฏิกิริยาออกซิเจน) ซึ่งแทนที่จะช่วยส่งเสริมการตายของเซลล์ประสาทเนื่องจากเป็นพิษ สำหรับพวกเขา. นอกจากนี้ยังไม่มีผลต่อคราบจุลินทรีย์ในวัยชรา