Vrste, funkcije in bolezni Glijalnih celic

The celic so podporne celice, ki ščitijo nevrone in jih držijo skupaj. V naših možganih je več glialnih celic kot nevronov.

Glijalne celice se imenujejo glija ali glija. Izraz "glija" prihaja iz grščine in pomeni "lepilo". Zato se o časih govori kot o "živčnem lepilu"..

Glijalne celice po rojstvu še naprej rastejo. S staranjem se njihovo število zmanjšuje. V bistvu glijalne celice gredo skozi več sprememb kot nevroni.

Natančneje, nekatere celice glij preoblikujejo vzorce genske ekspresije s starostjo. Na primer, kateri geni se aktivirajo ali deaktivirajo, ko doseže 80 let. Večinoma se spreminjajo v možganskih področjih, kot so hipokampus (spomin) in substantia nigra (gibanje). Tudi količina glialnih celic v vsaki osebi se lahko uporabi za sklepanje o njihovi starosti.

Glavne razlike med nevroni in celicami glije so, da slednje ne sodelujejo neposredno v sinapsah in električnih signalih. Prav tako so manjši od nevronov in nimajo aksonov ali dendritov.

Nevroni imajo zelo visok metabolizem, vendar ne morejo hraniti hranil. Zato potrebujejo stalno oskrbo s kisikom in hranili. To je ena od funkcij, ki jih izvajajo glijalne celice. Brez njih bi naši nevroni umrli.

Študije so skozi zgodovino praktično izključno osredotočene na nevrone. Vendar pa imajo glijalne celice veliko pomembnih funkcij, ki prej niso bile znane. Na primer, pred kratkim je bilo odkrito, da sodelujejo pri komunikaciji med možganskimi celicami, pretokom krvi in ​​inteligenco.

Vendar pa je veliko za odkrivanje glialnih celic, saj sproščajo veliko snovi, katerih funkcije še niso znane in se zdi, da so povezane z različnimi nevrološkimi boleznimi..

Kratka zgodovina glialnih celic

3. aprila 1858 je Rudolf Virchow na konferenci na Inštitutu za patologijo Univerze v Berlinu napovedal koncept nevrogle. Ta konferenca je bila naslovljena "Hrbtenjača in možgani". Virchow je govoril o gliji kot veznem tkivu možganov ali o "živčnem cementu"..

Ta konferenca je bila objavljena v knjigi z naslovom "Celična patologija". Postala je ena najbolj vplivnih medicinskih publikacij 19. stoletja. Zahvaljujoč tej knjigi se je pojem nevrogli razširil po vsem svetu.

Leta 1955, ko je Albert Einstein umrl, so mu odstranili možgane, da bi ga natančno preučili. Za to so ga shranili v posodo, polno formaldehida. Znanstveniki so preučevali kose v možganih, da bi odgovorili na razlog za njegove izjemne sposobnosti.

Splošno prepričanje je, da so bili možgani večji od običajnega, vendar ni bilo. Niti niso našli več nevronov računa, niti niso bili večji.

Po mnogih študijah so v poznih 1980-ih ugotovili, da je Einsteinov možgani imel večje število glialnih celic. Predvsem v strukturi, imenovani asociativni korteks. To je odgovorno za razlago informacij. Sodelujte v kompleksnih funkcijah, kot so spomin ali jezik.

To je presenetilo znanstvenike, saj so vedno mislili, da glijalne celice služijo samo za ohranjanje nevronov skupaj.

Raziskovalci so prezrli glijalne celice dolgo časa zaradi pomanjkanja komunikacije med njimi. Namesto tega nevroni komunicirajo preko sinapse z uporabo akcijskih potencialov. To so električni impulzi, ki se prenašajo med nevroni za pošiljanje sporočil.

Vendar glijalne celice ne proizvajajo akcijskih potencialov. Čeprav zadnje ugotovitve kažejo, da te celice izmenjujejo informacije ne z električnimi sredstvi, temveč s kemičnimi.

Poleg tega ne komunicirajo le med seboj, ampak tudi z nevroni, izboljšujejo informacije, ki jih slednji posredujejo.

Funkcije

Glavne funkcije glialnih celic so naslednje: \ t

- Ostanite pritrjeni na centralni živčni sistem. Te celice se nahajajo okoli nevronov in jih držijo na mestu.

- Glijalne celice ublažijo fizikalne in kemične učinke, ki jih lahko ima preostanek organizma na nevrone.

- Nadzorujejo pretok hranil in drugih kemikalij, potrebnih za izmenjavo signalov med nevroni.

- Nevrone izolirajo od drugih, kar preprečuje mešanje nevronskih sporočil.

- Odstranite in nevtralizirajte odpadke nevronov, ki so umrli.

- Povečujejo nevronske sinapse (povezave). Nekatere študije so pokazale, da če ni glialnih celic, nevroni in njihove povezave ne uspejo. Na primer, v študiji z glodalci je bilo ugotovljeno, da so nevroni sami naredili zelo malo sinaps.

Ko pa so dodali razred glialnih celic, imenovanih astrociti, se je količina sinaps močno povečala in sinaptična aktivnost se je povečala 10-krat več..

Prav tako so odkrili, da astrociti sproščajo snov, znano kot trombospondin, ki olajša nastanek nevronskih sinaps..

- Prispevajo k obrezovanju nevronov. Ko se razvija naš živčni sistem, so ustvarjeni nevroni in povezave (sinapse), ki jih je treba prihraniti.

V poznejši fazi razvoja so presežni nevroni in povezave izrezani, kar je znano kot nevronsko obrezovanje. Zdi se, da glijalne celice spodbujajo to nalogo skupaj z imunskim sistemom.

Res je, da pri nekaterih nevrodegenerativnih boleznih pride do patološkega obrezovanja zaradi nenormalnih funkcij glije. To se zgodi na primer pri Alzheimerjevi bolezni.

- Sodelujejo pri učenju, saj nekatere glialne celice prekrivajo aksone in tvorijo substanco, imenovano mielin. Mielin je izolator, ki povzroči, da živčni impulzi potujejo z večjo hitrostjo.

V okolju, kjer se učenje spodbuja, se raven mielinacije nevronov poveča. Zato lahko rečemo, da glijalne celice spodbujajo učenje.

Vrste glialnih celic

V osrednjem živčnem sistemu odraslih so tri vrste glialnih celic. To so: astrociti, oligodendrociti in mikroglijalne celice. Nato je opisan vsak od njih.

Astrociti

Astrocit pomeni "celico v obliki zvezde". Najdemo jih v možganih in hrbtenjači. Njegova glavna naloga je vzdrževanje, na različne načine, primernega kemičnega okolja za izmenjavo informacij.

Poleg tega astrociti (imenovani tudi astrogliociti) podpirajo nevrone in odstranjujejo možganske odpadke. Prav tako služijo za uravnavanje kemične sestave tekočine, ki obdaja nevrone (zunajcelične tekočine), absorbirajoče ali sproščajoče snovi.

Druga funkcija astrocitov je, da nahranijo nevrone. Nekatera podaljšanja astrocitov (ki jih lahko imenujemo roke zvezde) so ovita okoli krvnih žil, medtem ko se drugi raztezajo okoli določenih območij nevronov..

Ta struktura je pritegnila pozornost slavnega italijanskega histologa Camilla Golgija. Mislil je, da so astrociti nevroni dali hranila in se ločili od odpadkov iz krvnih kapilarjev..

Golgi je leta 1903 predlagal, da so hranila prešla iz krvnih žil v citoplazmo astrocitov, da bi nato prešla na nevrone. Trenutno je bila potrjena Golgijeva hipoteza. To je bilo povezano z novim znanjem.

Ugotovljeno je bilo, da astrociti prejmejo glukozo iz kapilar in jo pretvorijo v laktat. To je kemikalija, ki se proizvaja v prvi fazi metabolizma glukoze.

Laktat se sprosti v zunajcelično tekočino, ki obdaja nevrone za absorpcijo. Ta snov oskrbuje nevrone z gorivom, ki ga lahko metabolizirajo hitreje kot glukoza.

Te celice se lahko premikajo po osrednjem živčnem sistemu, razširijo in umaknejo svoje podaljške, znane kot pseudopodija ("lažne noge"). Potujejo na podoben način kot amoebas. Ko najdejo nekaj odpadkov nevrona, ga pogoltnejo in prebavijo. Ta proces se imenuje fagocitoza.

Ko je treba uničiti veliko količino poškodovanega tkiva, se bodo te celice pomnožile in proizvedle dovolj novih celic za dosego cilja. Ko se tkivo očisti, bodo astrociti zasedli prazen prostor, ki ga tvori okvir. Poleg tega bo določen razred astrocitov tvoril brazgotino, ki bo zapečatila območje.

Oligodendrociti

Ta vrsta glialne celice podpira podaljšanje nevronov (aksonov) in proizvaja mielin. Myelin je snov, ki pokriva aksone z njihovo izolacijo. To preprečuje širjenje informacij na bližnje nevrone.

Mielin pomaga živčnim impulzom hitreje potovati skozi akson. Vse aksoni niso prekriti z mielinom.

Mieliniziran akson je podoben ogrlici z podolgovatimi kroglicami, ker mielin ni neprekinjeno porazdeljen. Namesto tega je razdeljen v vrsto segmentov, vključno z nepokritimi deli..

Posamezen oligodendrocit lahko proizvede do 50 segmentov mielina. Ko se razvije naš centralni živčni sistem, oligodendrociti producirajo podaljšanja, ki se nato večkrat prevrnejo okoli kosa aksona in tako tvorijo plasti mielina..

Deli, ki niso bili mielinirani iz aksona, se po njihovem odkritelju imenujejo Ranvierjevi noduli.

Mikroglijalne celice ali mikrogliociti

So najmanjše glijalne celice. Delujejo lahko tudi kot fagociti, to je zaužitje in uničevanje nevronskih odpadkov. Druga funkcija, ki jo razvijejo, je zaščita možganov, ki jo branijo pred zunanjimi mikroorganizmi.

Tako ima pomembno vlogo kot sestavni del imunskega sistema. Ti so odgovorni za vnetne reakcije, ki se pojavijo kot odgovor na možgansko poškodbo.

Bolezni, ki vplivajo na glijalne celice

Obstaja več nevroloških bolezni, ki očitno poškodujejo te celice. Glia je povezana z motnjami, kot so disleksija, mucanje, avtizem, epilepsija, težave s spanjem ali kronična bolečina. Poleg nevrodegenerativnih bolezni, kot je Alzheimerjeva bolezen ali multipla skleroza.

Tukaj je nekaj od njih:

- Multipla skleroza: je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri bolnikov imunski sistem napačno napade mielinske ovojnice na določenem območju.

- Amiotrofična lateralna skleroza (ALS): pri tej bolezni je postopno uničenje motornih nevronov, ki povzročajo težave z mišično šibkostjo govora, požiranje in dihanje, ki napredujejo.

Zdi se, da je eden od dejavnikov, ki sodelujejo pri nastanku te bolezni, uničenje glialnih celic, ki obkrožajo motorne nevrone. To lahko pojasni, zakaj se degeneracija začne na določenem območju in se razteza na sosednja območja.

- Alzheimerjeva bolezen: je nevrodegenerativna motnja, za katero so značilne splošne kognitivne motnje, predvsem zaradi pomanjkanja spomina. Večkratne raziskave kažejo, da lahko glijalne celice igrajo pomembno vlogo pri nastanku te bolezni.

Zdi se, da so spremembe v morfologiji in funkcijah glialnih celic. Astrociti in mikrogliji ne izpolnjujejo svojih funkcij nevrološke zaščite. Tako nevroni ostajajo podvrženi oksidativnemu stresu in ekscitotoksičnosti.

- Parkinsonova bolezen: za to bolezen so značilne motorične težave zaradi degeneracije nevronov, ki prenašajo dopamin na motorična kontrolna območja, kot je npr..

Zdi se, da je ta izguba povezana z glialnim odzivom, zlasti mikroglijo astrocitov.

- Bolezni avtizma: Zdi se, da imajo možgani otrok z avtizmom več volumna kot pri zdravih otrocih. Ugotovljeno je bilo, da imajo ti otroci v nekaterih delih možganov več nevronov. Imajo tudi več glialnih celic, kar se lahko odraža v značilnih simptomih teh motenj.

Poleg tega očitno pride do okvare mikroglije. Posledično imajo ti bolniki nevroupla v različnih delih možganov. To povzroča izgubo sinaptičnih povezav in smrt nevronov. Morda je zaradi tega manj povezanosti, kot je običajno pri teh bolnikih.

- Afektivne motnje: V drugih študijah so ugotovili zmanjšanje števila glialnih celic, povezanih z različnimi motnjami. Na primer, Öngur, Drevets in Price (1998) so pokazali, da je bilo v možganih bolnikov z afektivnimi motnjami 24-odstotno zmanjšanje celic glije..

Natančneje, v prefrontalnem korteksu, pri bolnikih z veliko depresijo, je ta izguba bolj izrazita pri tistih, ki so imeli bipolarno motnjo. Ti avtorji kažejo, da je lahko izguba glialnih celic razlog za zmanjšanje aktivnosti, ki se je pokazala na tem področju.

Obstajajo številni drugi pogoji, pri katerih so vključene celice glija. Trenutno se razvija več raziskav, da se določi njegova natančna vloga pri več boleznih, predvsem nevrodegenerativnih motnjah.

Reference

1. Barres, B. A. (2008). Skrivnost in magija glije: pogled na njihovo vlogo v zdravju in bolezni. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija vedenja 8. Ed Madrid: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O. & Anderova, M. (2016). Glijalne celice - ključni elementi Alzheimerjeve bolezni. Current Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
4. Glia: Druge možganske celice. (15. september 2010). Vzpostavljeno iz Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., in Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: 150 let pozneje. Trendi v nevroznanosti, 31 (12), 653.
6. ,Ngür, D., Drevets, W.C., in Price, J. L. Zmanjšanje gliv v subgenualnem prefrontalnem korteksu pri motnjah razpoloženja. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, ZDA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustin G.J., Fitzpatrick D., et al., Editors (2001). Nevroznanost. 2. izdaja. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I., & Kern, J.K. (2011). Dokazi o mikroglijski aktivaciji pri avtizmu in njeni možni vlogi v povezljivosti možganov. Neuron glia biology, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L., Rose, J., Soreq, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M.R., ... in UK Brain Expression Consortium. (2017). Večji premiki v glijalni regionalni identiteti so transkripcijski znak staranja ljudi. Cell Reports, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M., Jackson-Lewis, V., Guégan, C., Teismann, P., Choi, D.K., Tieu, K., in Przedborski, S. (2001). Vloga glialnih celic pri Parkinsonovi bolezni. Aktualno mnenje v nevrologiji, 14 (4), 483-489.
11. Zeidán-Chuliá, F., Salmina, A.B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J.C. F. (2014). Glijalna perspektiva motenj avtističnega spektra. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 38, 160-172.