Neurofilaments: คืออะไร ส่วนประกอบ และลักษณะเฉพาะ

Neurofilaments เป็นเส้นใยระดับกลางหนา 7 นาโนเมตรชนิดหนึ่งที่มีอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ประสาท พวกเขามีส่วนร่วมในการบำรุงรักษาโครงสร้างเซลล์ประสาทและในการขนส่งแอกซอน

บางครั้ง โครงสร้างทางชีววิทยาก็เก็บความลับไว้มากมายกว่าที่เราเชื่อในตอนแรก ในโลกของธรรมชาติ ความรู้นั้นไม่มีที่สิ้นสุดจริง ๆ เพราะมันครอบคลุมเป็นชั้น ๆ และชั้นทางสัณฐานวิทยาจนถึง เข้าถึงสารประกอบพื้นฐานที่สุดของสิ่งมีชีวิต กรดอะมิโน และองค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบกันเป็นส่วนประกอบ เราต้องการไปไกลแค่ไหนในการแสวงหาความรู้นี้?

ในแง่หนึ่ง เรามีเซลล์ประสาทที่มีส่วนที่คั่นด้วย (แอกซอน เดนไดรต์ และโสม) การสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทผ่านไซแนปส์ สารสื่อประสาท และผลกระทบต่อสมอง หัวข้อทั้งหมดเหล่านี้ได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางแล้ว แต่เรายังสามารถเจาะลึกลงไปได้ ในโอกาสนี้เราถือโอกาสแสดงให้คุณเห็น ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับนิวโรฟิลาเมนต์.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: “ส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ประสาทคืออะไร”

Neurofilaments: โครงกระดูกของเส้นประสาท

เป็นเรื่องเหลือเชื่อที่รู้ว่าโครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยเซลล์ แต่เซลล์นั้นก็ต้องการ "โครงสร้างโครงกระดูก" ของมันเองเพื่อรักษารูปร่างและการทำงานของมัน กล่าวคือ,

เราพบองค์กรที่ซับซ้อนแม้ในหน่วยงานพื้นฐานที่สุดที่ชีวิตมอบให้เรา.

เนื่องจากเราไม่สามารถระบุบทบาทของนิวโรฟิลาเมนต์ได้หากไม่ทำความเข้าใจโครงสร้างโครงสร้างของเซลล์ก่อน เราจึงจะกล่าวถึงโครงร่างโครงร่างเซลล์และหน้าที่ของมันสักครู่

เกี่ยวกับโครงร่างโครงกระดูก

โครงร่างโครงร่างถูกกำหนดให้เป็น ตาข่ายสามมิติของโปรตีนที่ให้การสนับสนุนภายในเซลล์แต่ยังเกี่ยวข้องกับการขนส่งสารประกอบ การจัดระเบียบและการแบ่งเซลล์ สร้างอะนาล็อกกับโลกมหภาคที่สังเกตได้ เครือข่ายที่ซับซ้อนนี้จะทำหน้าที่เหมือนคานของอาคาร แต่ก็เหมือนกับลิฟต์และบันไดด้วย. เหลือเชื่อจริงหรือ?

โครงร่างโครงร่างของเซลล์ประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก:

• ไมโครฟิลาเมนต์: ประกอบด้วยสองสายของแอกติน ซึ่งเป็นโปรตีนทรงกลม พวกเขารักษารูปร่างของเซลล์
• Intermediate filaments: ประกอบด้วยตระกูลโปรตีนที่ต่างกันมากขึ้น พวกมันให้ความเสถียรแก่ออร์แกเนลล์ของเซลล์เนื่องจากการเชื่อมโยงที่แข็งแกร่ง
• Microtubules: เกิดจากอัลบ้าและเบต้าทูบูลิน พวกมันมีหน้าที่รับผิดชอบในการเคลื่อนที่ของสารภายในเซลล์และการแบ่งตัวของมัน

ควรสังเกตว่าโครงสร้างและไดนามิกของโครงร่างโครงร่างเซลล์นั้นขึ้นอยู่กับวิธีที่เซลล์มีความสัมพันธ์กับ ภายนอก (นั่นคือเมทริกซ์นอกเซลล์) และความเค้นของแรงดึง ความแข็งเกร็ง และแรงอัดที่มันประสบตลอดช่วงชีวิต การพัฒนา. เรากำลังเผชิญกับกรอบการทำงานที่ไม่หยุดนิ่งและไม่แข็งกระด้าง ปรับให้เข้ากับกระบวนการที่เซลล์กำลังดำเนินอยู่ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งได้อย่างยอดเยี่ยม. ทีนี้ neurofilaments เกี่ยวข้องกับสิ่งที่กล่าวมาทั้งหมดอย่างไร?

การนำทางในไซโตพลาสซึม

คำตอบสำหรับคำถามก่อนหน้านี้นั้นง่ายมาก เนื่องจากโครงสร้างเหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับเราในปัจจุบันนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าเส้นใยระดับกลางของโครงร่างเซลล์ของเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจง

เช่นเดียวกับเซลล์อื่นๆ เซลล์ประสาทมีโครงร่างที่ทำหน้าที่ทั้งโครงสร้างและการขนส่ง. โครงสร้างโปรตีนนี้ประกอบด้วยสามองค์ประกอบ ซึ่งคล้ายกับที่เราได้อธิบายไว้ ก่อนหน้านี้เนื่องจากเป็น microtubules (หรือ neurotubules), neurofilaments (intermediate filaments) และ ไมโครฟิล์ม ก่อนที่จะหลงทางในสัณฐานวิทยาของโครงสร้างเหล่านี้ เรามานิยามหน้าที่ของโครงร่างเซลล์ประสาทกันก่อน:

• ไกล่เกลี่ยการเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์ระหว่างส่วนต่าง ๆ ของร่างกายเซลล์ประสาท
• แก้ไขตำแหน่งของส่วนประกอบบางอย่าง (เช่น ตัวรับสารเคมีเมมเบรน) ในตำแหน่งที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถทำงานได้
• กำหนดรูปร่างสามมิติของเซลล์ประสาท

อย่างที่เราเห็น หากไม่มีโครงร่างโปรตีนนี้ เซลล์ประสาท (และดังนั้นความคิดของมนุษย์) ก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้อย่างที่เรารู้จัก วันนี้. เพื่อให้เข้าใจถึงโครงสร้างของนิวโรฟิลาเมนท์ เราต้องผ่าสัณฐานวิทยาของมันอย่างละเอียดจนถึงระดับมูลฐาน ไปเลย

ก่อนอื่นเราต้องรู้ ไซโตเคอราตินซึ่งเป็น "อิฐ" พื้นฐานที่สุดของโครงสร้าง. นี่คือโปรตีนเส้นใยที่จำเป็นในเส้นใยระดับกลางของเซลล์เยื่อบุผิว เช่นเดียวกับเล็บ ผม และขนของสัตว์ การเชื่อมโยงชุดของโปรตีนเหล่านี้ในลักษณะเชิงเส้นทำให้เกิดโมโนเมอร์ และโซ่สองเส้นนี้พันรอบกันและกันเป็นไดเมอร์

ในทางกลับกัน ไดเมอร์ขดสองอันทำให้เกิดโครงสร้างที่หนาขึ้น ซึ่งเป็นคอมเพล็กซ์เตตระเมอริก (tetrameric complex) (tetra-four เนื่องจากประกอบด้วยมอนอเมอร์ทั้งหมดสี่ตัว) การรวมตัวกันของสารประกอบเชิงซ้อน tetrameric หลายตัวก่อตัวเป็นโพรโทฟิลาเมนต์ และโพรโทฟิลาเมนต์สองโพรโทฟิลาเมนต์ที่เชื่อมต่อกันคือโพรโทไฟบริล ในที่สุด โปรโตไฟบริลที่ขดเป็นวงสามตัวก่อให้เกิดนิวโรฟิลาเมนท์ที่เป็นที่ต้องการ

ดังนั้น เพื่อให้เข้าใจถึงโครงสร้างของเส้นใยขั้นกลางนี้ เราต้องจินตนาการถึงชุดของโซ่ที่พันรอบกันและกัน ในตัวเองเพื่อสร้างโครงสร้าง "คล้ายคลึง" (ในระยะทางที่เหลือเชื่อ) ให้กับเกลียวคู่ของ DNA สำหรับทุกคน เป็นที่รู้จัก. ทุกเวลา มีการเพิ่มโซ่ที่เชื่อมต่อกันมากขึ้นเรื่อย ๆ เพิ่มความซับซ้อนของโครงสร้างและความหนาของมัน. เช่นเดียวกับการเดินสายไฟฟ้า ยิ่งมีโซ่และขดลวดมากเท่าใด ความต้านทานเชิงกลของโครงสร้างขั้นสุดท้ายก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

นิวโรฟิลาเมนท์ที่มีความซับซ้อนทางโครงสร้างเหล่านี้กระจายอยู่ในไซโตพลาสซึมของ เซลล์ประสาทและเชื่อมท่อนิวโรทูบูลและเชื่อมต่อเยื่อหุ้มเซลล์ ไมโตคอนเดรีย และ โพลีไรโบโซม ควรสังเกตว่าพวกมันเป็นส่วนประกอบที่มีมากที่สุดของโครงร่างโครงร่างโครงร่างโครงร่างโครงร่างเนื่องจากพวกมันเป็นตัวแทนของโครงสร้างภายในของเซลล์ประสาท

• คุณอาจสนใจ: "โครงร่างของเซลล์ประสาท: ส่วนและหน้าที่"

กรณีปฏิบัติ

ไม่ใช่ทุกสิ่งที่ลดขนาดลงเป็นโลกขนาดเล็กเนื่องจากองค์ประกอบของโครงร่างโครงร่างโครงร่างที่น่าแปลกใจอย่างที่เห็น เงื่อนไขการตอบสนองของสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพของการส่งกระแสประสาท.

ตัวอย่างเช่น มีการศึกษาตรวจสอบความชุกชุมของใยประสาทระดับกลางในสัตว์ฟันแทะที่เลี้ยงลูกด้วยนมหลังจากนั้น รอยโรคในสมองและการได้รับแสงเลเซอร์ความเข้มต่ำและอัลตราซาวนด์ในภายหลังเพื่อวัตถุประสงค์ การบำบัด ความเสียหายของเส้นประสาทสัมพันธ์กับการลดลงของใยประสาทภายในเซลล์ประสาทแต่ละอันเนื่องจากความเค้นเชิงกลประเภทนี้จะลดความสามารถของแอกซอนและ "สุขภาพ" (เนื่องจากไม่มีคำที่ซับซ้อนกว่านี้) ของเซลล์ที่ได้รับบาดเจ็บ

ผลลัพธ์แสดงให้เห็น เนื่องจากหนูที่ได้รับการบำบัดตามที่อธิบายไว้เพิ่มจำนวนเส้นใยเหล่านี้ในระดับเซลล์ การทดลองประเภทนี้แสดงให้เห็นว่า การรักษาด้วยเลเซอร์ความเข้มต่ำ (LBI) สามารถมีบทบาทสำคัญในการงอกของเส้นประสาทที่ได้รับบาดเจ็บ หลังจากการบาดเจ็บ

เหนือโลกด้วยกล้องจุลทรรศน์: เส้นใยและอัลไซเมอร์

เราไปต่อเพราะนอกเหนือจากการศึกษาทดลองกับสัตว์ฟันแทะในห้องปฏิบัติการแล้ว ผลกระทบขององค์ประกอบและจำนวนเส้นใยส่วนประกอบของโครงร่างโครงร่างเซลล์ในโรคต่างๆ เช่น อัลไซเมอร์

ตัวอย่างเช่น, ความเข้มข้นของซีรั่มนิวโรฟิลาเมนต์ไลท์ (Nfl) จะเพิ่มขึ้นในผู้ที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ในครอบครัว ก่อนที่อาการของโรคจะเริ่มปรากฏ ดังนั้นสิ่งเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ไม่รุกรานของพยาธิสภาพเพื่อควบคุมตั้งแต่ระยะแรกสุด แน่นอนว่ายังคงต้องมีข้อมูลและการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อประสานความรู้นี้ แต่ได้วางฐานไว้แล้ว

สรุป

ดังที่เราสามารถสังเกตได้ โลกของนิวโรฟิลาเมนต์ไม่เพียงแต่ถูกลดขนาดลงเป็นโครงร่างโปรตีนเชิงโครงสร้างเท่านั้น เราย้ายไปที่ระดับนาโน แต่เห็นได้ชัดว่าผลกระทบจากความอุดมสมบูรณ์ของส่วนประกอบเหล่านี้ องค์ประกอบที่สำคัญของโครงร่างโครงร่างเซลล์ประสาทจะแสดงในระดับพฤติกรรมและสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิต มีชีวิตอยู่.

สิ่งนี้ทำให้มีหลักฐาน ความสำคัญของแต่ละองค์ประกอบที่ประกอบกันเป็นเซลล์ของเรา. ใครจะบอกเราว่าเส้นใยที่เฉพาะเจาะจงจำนวนมากขึ้นอาจเป็นตัวบ่งชี้ระยะแรกของโรคเช่นอัลไซเมอร์?

ในที่สุด, ส่วนประกอบเล็กๆ แต่ละชิ้นคืออีกหนึ่งชิ้นส่วนของจิ๊กซอว์ที่ก่อให้เกิดเครื่องจักรอันซับซ้อนซึ่งก็คือร่างกายมนุษย์. หากหนึ่งในนั้นล้มเหลว เอฟเฟกต์สามารถไปถึงระดับที่ใหญ่กว่าไมโครเมตรหรือนาโนเมตรไม่กี่อย่างที่โครงสร้างนี้สามารถครอบครองในพื้นที่ทางกายภาพได้

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• เชสตา ซี.เอ. (2549). การแยกและการวิเคราะห์ระดับของฟอสโฟรีเลชั่นของเส้นใยประสาทของน้ำไขสันหลังจากผู้ป่วยที่มีภาวะอัมพาตแบบกระตุก เขตร้อน (วิทยานิพนธ์ปริญญาเอก ภาควิชาชีวเคมีและอณูชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัชกรรม มหาวิทยาลัย พริก).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). การวิเคราะห์เปรียบเทียบจำนวนของเส้นใยประสาทในเส้นประสาท Sciatic ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย Neuropraxia ด้วยเลเซอร์ความเข้มต่ำและอัลตราซาวนด์เพื่อการรักษา วารสารสัณฐานวิทยานานาชาติ, 32(1), 369-374.
• Neurofilament มหาวิทยาลัยนาวาร์ราคลินิก รวบรวมเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (ประสาทวิทยา, ศัลยกรรมประสาทและการฟื้นฟูสมรรถภาพ) รวบรวมเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• เวสตัน, พี. ส. Serum light neurofilament ในโรคอัลไซเมอร์ในครอบครัว