Роль глії в неврологічних захворюваннях

З тих пір з'явилося переконання, що гліальні клітини існують лише для того, щоб надавати структурну підтримку нейронам, стає все більше виявлено, що ці мікроскопічні елементи беруть активну участь у належному функціонуванні нервової системи. Серед звичайних функцій, які виконуються глією, ми знаходимо захист від пошкоджень і загарбників, живлення нейронів або покращення електричного імпульсу, а це означає, що вони є набагато більше, ніж проста підтримка в розвитку нейронів, як вважалося в минуле.

З огляду на те, що вивчення глії зростає, також ведеться пошук того, як ці клітини (які представляють більшість компонентів мозку) причетні до неврологічних захворювань і розладів, те, що досі робилося лише в розслідуванні різних типи нейронів.

Важливо розуміти, якою мірою нейроглія залучена в ці процеси, оскільки це може бути одним із шляхів пошуку ліків у майбутньому.

Швидкий огляд: що таке глія?

У центральній нервовій системі (ЦНС) ми знаходимо три основні класи гліальних клітин: олігодендроцити, відповідальні за розміщення 

мієлінова оболонка до нейронів; мікроглія, функцією якої є захист мозку; і астроцити, які виконують безліч функцій, допомагаючи нейронам.

На відміну від ЦНС, Лише один основний тип нейроглії зустрічається в периферичній нервовій системі (ПНС), клітинах Sch.wann, які далі поділяються на три. В основному вони відповідають за створення мієлінової оболонки в аксонах нейронів.

• Щоб дізнатися більше про цю тему, ви можете переглянути цю статтю: "Гліальні клітини: набагато більше, ніж клей нейронів"

Хвороби та розлади, пов'язані з глією

в даний час є все більше доказів того, що нейроглія відіграє роль у захворюваннях, які вражають ЦНС, І на добре, і на гірше. Тут я представляю їх короткий перелік, що охоплює різні типи захворювань, де я коментую участь (яка сьогодні відома) в них гліальних клітин. Імовірно, у майбутньому буде виявлено ще багато деталей.

1. Тимчасовий і постійний параліч

Параліч виникає, коли втрачається зв’язок між низкою нейронів, оскільки їхній «шлях спілкування» обірвано. В принципі, глія може вивільняти речовини, відомі як нейротрофи, які сприяють росту нейронів. Як і в PNS, це дозволяє з часом відновити мобільність. Але це не так у ЦНС, яка страждає від постійного паралічу.

Щоб продемонструвати, що глія бере участь у невідновленні, оскільки це єдина різниця між цими неврологічними змінами, коли вони відбуваються в ПНС або в ЦНС, Альберт Дж. Агуайо провів експеримент у 80-х роках, у якому щури з пошкодженням спинного мозку (тобто параліч), отримали пересадку тканини сідничного нерва до ураженої ділянки. У результаті через два місяці щури знову рухалися природним шляхом.

У подальших дослідженнях було виявлено, що існує сукупність факторів, які не дозволяють повністю відновити з’єднання. Одним з них є сам мієлін, який вони виробляють. олігодендроцити, які, утворюючи оболонку, перешкоджають росту нейронів. Мета цього процесу наразі невідома. Іншим фактором є надмірне пошкодження мікроглії, оскільки речовини, які вона виділяє для захисту системи, також шкідливі для нейронів.

2. хвороба Крейтцфельда-Якоба

Це нейродегенеративне захворювання спричинене зараженням пріоном, який є аномальним білком, який отримав автономію. Інша назва - губчаста енцефалопатія, оскільки мозок уражених закінчується повним дірок., створюючи відчуття губки. Один з його варіантів викликав тривогу в 90-х роках, відомий як коров'яче сказство.

Пріон, що передається при попаданні всередину, має здатність проходити селективно гематоенцефалічний бар'єр і залишатися в мозку. У ЦНС він заражає нейрони, а також астроцити та мікроглію, реплікуючи та вбиваючи клітини та створюючи все більше і більше пріонів.

Я не забув олігодендроцити, і, здається, що цей тип глії протистоїть інфекції пріонами, але не підтримує окисне пошкодження які з’являються як частина боротьби, яку веде мікроглія, намагаючись захистити нейрони. У 2005 році було повідомлено, що нормальний білок, який генерує пріон, міститься в мієліні ЦНС, хоча його функція в ньому була невідома.

3. Бічний аміотрофічний склероз (БАС)

ALS - це дегенеративне захворювання, яке вражає рухові нейрони., які поступово втрачають функціональність, викликаючи втрату рухливості аж до паралічу.

Причиною є мутація в гені, що кодує фермент супероксиддисмутазу 1 (SOD1), який несе фундаментальна функція для виживання клітин, яка полягає в усуненні вільних радикалів з кисень. Небезпека радикалів полягає в тому, що вони розбалансовують заряд у цитоплазмі, що в кінцевому підсумку призводить до порушення функціонування клітини та її загибелі.

В експерименті з мишами з мутованим варіантом гена SOD1 було видно, як у них розвивається хвороба ALS. Якщо запобігти мутації моторних нейронів, миші залишалися здоровими. Несподіванка виникла з контрольною групою, де мутація виявилася лише в мотонейронах. Теорія вказує на те, що в цих мишей мотонейрони гинуть і викликають хворобу. Але цього не сталося, і, на загальний подив, миші були на вигляд здорові. Висновок такий клітини, близькі до моторних нейронів (глії), мали певний механізм, пов’язаний із SOD1 Запобігає нейродегенерації.

Зокрема, рятувальниками нейронів були астроцити. Якщо культивовані на пластині здорові мотонейрони об’єднувалися з астроцитами з дефіцитом SOD1, вони гинули. Зроблений висновок полягає в тому, що мутовані астроцити виділяють якусь токсичну речовину моторних нейронів, пояснюючи, чому тільки цей тип нейронів гине в процесі розвитку захворювання. Звичайно, отруйна речовина досі залишається загадкою і об'єктом дослідження.

4. Хронічний біль

Хронічний біль - це розлад, при якому постійно больові клітини залишаються активними, без будь-якого пошкодження, яке викликає їх стимуляцію. Хронічний біль розвивається, коли відбулися зміни в системі болю в ЦНС після травми або хвороби.

Лінда Уоткінс, дослідниця болю з Університету Колорадо, підозрювала, що мікроглія може бути залучена до хронічний біль, оскільки він здатний вивільняти цитокіни, речовину, яка виділяється під час запальної реакції та активує біль.

Щоб перевірити, чи він правий, він провів тест на щурах із хронічним болем, викликаним пошкодженням спинного мозку. Їм вводили міноциклін, який діє на мікроглію, запобігаючи її активації і, як наслідок, вони не вивільняють цитокіни. Результат не змусив себе чекати, і щури перестали відчувати біль.

Та ж дослідницька група виявила механізм, за допомогою якого мікроглія розпізнає, коли область пошкоджена. Пошкоджені нейрони вивільняють речовину, відому як фракталкін, що мікроглія розпізнає та захищає шляхом секреції цитокінів. Проблема хронічного болю полягає в тому, що з якоїсь причини мікроглія не припиняє вивільняти цитокіни, постійно стимулюючи вироблення відчуття болю, незважаючи на те, що більше немає жодного пошкодження.

5. хвороба Альцгеймера

Хвороба Альцгеймера - це хвороба, яка руйнує нейрони та їх зв’язок, викликаючи втрату пам’яті. Ознакою цього захворювання на анатомії головного мозку є поява старечих бляшок в різних областях мозку. Ці бляшки є сукупністю білка під назвою бета-амілоїд, який є токсичним для нейронів.

Хто генерує це токсичне накопичення, це астроцити. Цей тип глії має здатність генерувати бета-амілоїдний пептид, оскільки він може обробляти його попередник, білок-попередник амілоїду (АРР). Причина цього досі не ясна.

Інша позначка – навколо тарілок спостерігається велика кількість мікроглії, яка, намагаючись захистити тканину, групується разом для боротьби з накопиченням бета-амілоїду та вивільненням токсичних речовин (таких як цитокіни, хемокіни або реактивний кисень), який замість допомоги сприяє загибелі нейронів, оскільки він токсичний для них. Також вони не впливають на старечий наліт.