Typy, funkce a nemoci gliových buněk

gliových buněk jsou to podpůrné buňky, které chrání neurony a drží je pohromadě. V našem mozku je více gliových buněk než neuronů.

Soubor gliových buněk se nazývá glia nebo glia. Termín "glia" pochází z řečtiny a znamená "lepidlo". To je důvod, proč se mluví o „nervovém lepidle“.

Po narození rostou gliové buňky. Jak stárneme, jejich počet klesá. Ve skutečnosti gliové buňky procházejí více změnami než neurony.

Konkrétně, některé gliové buňky transformují své vzory genové exprese s věkem. Například, jaké geny jsou aktivovány nebo deaktivovány, když dosáhne 80 let. Mění se hlavně v oblastech mozku, jako je hipokampus (paměť) a substantia nigra (pohyb). Dokonce i množství gliových buněk v každé osobě může být použito k odvození jejich věku.

Hlavní rozdíly mezi neurony a gliovými buňkami jsou ty, které se neúčastní přímo v synapsech a elektrických signálech. Jsou také menší než neurony a nemají žádné axony ani dendrity.

Neurony mají velmi vysoký metabolismus, ale nemohou ukládat živiny. Proto potřebují neustálý přísun kyslíku a živin. To je jedna z funkcí gliových buněk. Bez nich by naše neurony zemřely.

Studie v dějinách se prakticky zaměřily výhradně na neurony. Nicméně, gliové buňky mají mnoho důležitých funkcí, které byly dříve neznámé. Nedávno bylo například zjištěno, že se podílejí na komunikaci mezi mozkovými buňkami, průtokem krve a inteligencí.

Existuje však mnoho poznatků o gliových buňkách, protože uvolňují mnoho látek, jejichž funkce dosud nejsou známy a zdá se, že souvisejí s různými neurologickými patologiemi..

Stručná historie gliových buněk

3. dubna 1858 Rudolf Virchow oznámil koncept neuroglia na konferenci v Patologickém ústavu Univerzity v Berlíně. Tato konference byla nazvaná "Mícha a mozek". Virchow mluvil o glii jako pojivové tkáni mozku nebo „nervovém cementu“.

Tato konference byla publikována v knize "Cell Pathology". To se stalo jedním z nejvlivnějších lékařských publikací devatenáctého století. Díky této knize se koncept neuroglia šířil po celém světě.

V roce 1955, když zemřel Albert Einstein, byl jeho mozek odstraněn, aby ho studoval. Za tímto účelem je uložili v nádobě plné formaldehydu. Vědci zkoumali škrty v jeho mozku a snažili se odpovědět na důvod jeho výjimečných schopností.

Populární přesvědčení je, že mozek byl větší než obvykle, ale nebyl. Ani oni našli více neurons účtu, ani tito byli větší.

Po mnoha studiích na konci 80. let zjistili, že Einsteinův mozek má vyšší počet gliových buněk. Především ve struktuře zvané asociativní kortex. To odpovídá za interpretaci informací. Zúčastněte se složitých funkcí, jako je paměť nebo jazyk.

To vědce překvapilo, protože si vždy mysleli, že gliové buňky slouží pouze k udržení neuronů pohromadě.

Výzkumníci dlouhou dobu ignorovali gliové buňky kvůli nedostatku komunikace mezi nimi. Místo toho, neurons komunikovat přes synapse používat akční potenciály. To znamená, že elektrické impulsy, které jsou přenášeny mezi neurony, posílají zprávy.

Gliální buňky však nevytvářejí akční potenciál. Ačkoli nejnovější zjištění ukazují, že tyto buňky si vyměňují informace ne elektrickými prostředky, ale chemickými.

Kromě toho, že nejen komunikovat mezi sebou, ale také s neurony, zvyšování informací, které tento druhý přenášet.

Funkce

Hlavní funkce gliových buněk jsou následující:

- Udržujte připojený k centrálnímu nervovému systému. Tyto buňky jsou umístěny kolem neuronů a udržují je na místě.

- Gliální buňky zmírňují fyzikální a chemické účinky, které může zbytek organismu na neurony mít.

- Řídí tok živin a dalších chemikálií potřebných pro výměnu signálů mezi neurony.

- Izolace neuronů od ostatních zabraňuje míchání nervových zpráv.

- Eliminovat a neutralizovat odpad neuronů, které zemřely.

- Zlepšují neuronální synapsy (spojení). Některé studie ukázaly, že pokud neexistují neurony gliových buněk a jejich spojení selhává. Například, ve studii s hlodavci, to bylo pozoroval, že neurons sám dělal velmi nemnoho synapses.

Když však přidali třídu gliálních buněk zvaných astrocyty, množství synapsí se značně zvýšilo a synaptická aktivita se zvýšila desetkrát více..

Také zjistili, že astrocyty uvolňují látku známou jako thrombospondin, která usnadňuje tvorbu neuronálních synapsí.

- Přispívají k prořezávání neuronů. Když se vyvíjí náš nervový systém, vytvářejí se neurony a spojení (synapsy).

V pozdějším stadiu vývoje jsou přebytečné neurony a spojení vyříznuty, což je známé jako prořezávání neuronů. Zdá se, že gliové buňky stimulují tento úkol spolu s imunitním systémem.

Je pravda, že u některých neurodegenerativních onemocnění dochází k patologickému prořezávání v důsledku abnormálních funkcí glia. K tomu dochází například u Alzheimerovy choroby.

- Podílí se na učení, protože některé gliové buňky pokrývají axony, tvořící látku zvanou myelin. Myelin je izolátor, který způsobuje, že nervové impulsy se pohybují vyšší rychlostí.

V prostředí, kde je učení stimulováno, se zvyšuje úroveň myelinizace neuronů. Proto lze říci, že gliové buňky podporují učení.

Typy gliových buněk

V centrálním nervovém systému dospělých jsou tři typy gliových buněk. Jedná se o astrocyty, oligodendrocyty a mikrogliální buňky. Dále je popsán každý z nich.

Astrocyty

Astrocyty znamenají "buňku ve formě hvězdy". Nacházejí se v mozku a míše. Jeho hlavní funkcí je udržovat různými způsoby vhodné chemické prostředí pro výměnu informací o neuronech.

Navíc astrocyty (také nazývané astrogliocyty) podporují neurony a eliminují odpad mozku. Slouží také k regulaci chemického složení tekutiny obklopující neurony (extracelulární tekutina), absorbující nebo uvolňující látky.

Další funkcí astrocytů je krmení neuronů. Některá prodloužení astrocytů (které můžeme označit jako ramena hvězdy) jsou obalena kolem krevních cév, zatímco jiná se rozkládají kolem určitých oblastí neuronů..

Tato stavba upoutala pozornost slavného italského histologa Camillo Golgiho. Myslel si, že je to proto, že astrocyty podávaly živiny neuronům a oddělily se od odpadu z krevních kapilár..

Golgi navrhl v 1903, že živiny cestovaly z krevních cév do cytoplazmy astrocytů, a pak přecházely do neuronů. V současné době byla potvrzena Golgiho hypotéza. To bylo integrováno s novými poznatky.

Bylo například zjištěno, že astrocyty přijímají glukózu z kapilár a přeměňují ji na laktát. Jedná se o chemickou látku, která vzniká v první fázi metabolismu glukózy.

Laktát se uvolňuje do extracelulární tekutiny, která obklopuje neurony pro absorpci. Tato látka dodává neuronům palivo, které dokáže rychleji metabolizovat než glukóza.

Tyto buňky se mohou pohybovat v centrálním nervovém systému, rozšiřovat a stahovat jejich rozšíření, známé jako pseudopodie ("falešné nohy"). Cestují podobně jako améby. Když najdou nějaký odpad z neuronu, pohltí ho a stráví. Tento proces se nazývá fagocytóza.

Když musí být zničeno velké množství poškozené tkáně, tyto buňky se množí a produkují dostatek nových buněk pro dosažení cíle. Jakmile byla tkáň vyčištěna, astrocyty zabírají prázdný prostor tvořený kostrou. Specifická třída astrocytů navíc vytvoří jizevní tkáň, která oblast uzavře.

Oligodendrocyty

Tento typ gliových buněk podporuje rozšíření neuronů (axonů) a produkuje myelin. Myelin je látka, která pokrývá axony jejich izolací. To zabraňuje šíření informací do okolních neuronů.

Myelin pomáhá nervovým impulzům rychleji cestovat přes axon. Ne všechny axony jsou pokryty myelinem.

Myelinovaný axon se podobá náhrdelníku s prodlouženými perličkami, protože myelin není distribuován kontinuálně. Spíše je distribuován v sérii segmentů, včetně nekrytých částí..

Jeden oligodendrocyt může produkovat až 50 segmentů myelinu. Když se náš centrální nervový systém vyvíjí, oligodendrocyty produkují prodloužení, která jsou následně opakovaně ovinuta kolem kusu axonu, čímž vznikají vrstvy myelinu..

Části, které nejsou myelinizovány z axonu, jsou jejich objevitelem nazývány Ranvierovy uzliny.

Mikrogliální buňky nebo mikrogliocyty

Jsou to nejmenší gliové buňky. Mohou také působit jako fagocyty, tj. Požívání a ničení neuronálního odpadu. Další funkcí, kterou vyvíjejí, je ochrana mozku, bránící ho před vnějšími mikroorganismy.

Tak hraje důležitou roli jako součást imunitního systému. Ty jsou zodpovědné za zánětlivé reakce, které se objevují v reakci na poškození mozku.

Nemoci, které postihují gliové buňky

Existuje mnoho neurologických onemocnění, která vykazují poškození v těchto buňkách. Glia je spojena s poruchami, jako je dyslexie, koktání, autismus, epilepsie, problémy se spánkem nebo chronická bolest. Kromě neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba nebo roztroušená skleróza.

Zde jsou některé z nich:

- Skleróza multiplex: je to neurodegenerativní onemocnění, při kterém imunitní systém pacienta omylem napadá myelinové pochvy určité oblasti.

- Amyotrofická laterální skleróza (ALS): u tohoto onemocnění dochází k progresivní destrukci motorických neuronů, což způsobuje problémy se svalovou slabostí, polykání a postupující dýchání.

Zdá se, že jedním z faktorů podílejících se na vzniku tohoto onemocnění je zničení gliálních buněk, které obklopují motorické neurony. To může vysvětlit důvod, proč degenerace začíná v určité oblasti a zasahuje do přilehlých oblastí.

- Alzheimerova choroba: je neurodegenerativní porucha charakterizovaná všeobecným kognitivním poškozením, zejména v důsledku nedostatku paměti. Mnohonásobné vyšetřování naznačuje, že gliové buňky mohou hrát důležitou roli při vzniku tohoto onemocnění.

Zdá se, že dochází ke změnám v morfologii a funkcích gliových buněk. Astrocyty a mikroglie nesplňují své funkce neuroprotekce. Tak neurony zůstávají předmětem oxidačního stresu a excitotoxicity.

- Parkinsonova choroba: toto onemocnění je charakterizováno motorickými problémy způsobenými degenerací neuronů, které přenášejí dopamin do oblastí motorické kontroly, jako je substantia nigra.

Zdá se, že tato ztráta je spojena s gliální odpovědí, zejména mikrogliemi astrocytů.

- Poruchy autistického spektra: Zdá se, že mozek dětí s autismem má větší objem než u zdravých dětí. Bylo zjištěno, že tyto děti mají v některých oblastech mozku více neuronů. Mají také více gliových buněk, což se může projevit v typických příznacích těchto poruch.

Kromě toho zjevně dochází k poruše mikroglií. V důsledku toho tito pacienti trpí neurozářením v různých částech mozku. To způsobuje ztrátu synaptických spojení a smrt neuronů. Snad z tohoto důvodu je u těchto pacientů menší konektivita než obvykle.

- Afektivní poruchy: V jiných studiích bylo zjištěno snížení počtu gliálních buněk spojených s různými poruchami. Například Öngur, Drevets and Price (1998) ukázali, že došlo k 24% snížení počtu gliálních buněk v mozku pacientů trpících afektivními poruchami.

Konkrétně v prefrontálním kortexu u pacientů s velkou depresí je tato ztráta výraznější u těch, kteří trpěli bipolární poruchou. Tito autoři naznačují, že ztráta gliových buněk může být důvodem snížení aktivity pozorované v této oblasti.

Existuje mnoho dalších stavů, ve kterých jsou gliové buňky zapojeny. V současné době se vyvíjí další výzkum, jehož cílem je zjistit jeho přesnou úlohu při mnoha onemocněních, zejména neurodegenerativních poruchách.

Odkazy

1. Barres, B. A. (2008). Tajemství a kouzlo glia: pohled na jejich role ve zdraví a nemoci. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006). Fyziologie chování 8. Ed Madrid: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., & Anderova, M. (2016). Gliální buňky - klíčové prvky Alzheimerovy choroby. Aktuální Alzheimerův výzkum, 13 (8), 894-911.
4. Glia: Další mozkové buňky. (15. září 2010). Zdroj: Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: 150 let. Trendy v neurovědách, 31 (12), 653.
6. Óngür, D., Drevets, W. C., a Price, J. L. Gliální redukce subgenálního prefrontálního kortexu při poruchách nálady. Sborník Národní akademie věd, USA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine G. J., Fitzpatrick D. a kol., Editors (2001). Neurověda. 2. vydání. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I., & Kern, J. K. (2011). Důkaz mikrogliální aktivace v autismu a jeho možná role v mozku. Biologie Neuron glia, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L., Rose, J., Soreq, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M. R., ... & UK Brain Expression Consortium. (2017). Hlavní posuny v gliové regionální identitě jsou transkripční punc stárnutí lidského mozku. Cell Reports, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M., Jackson-Lewis, V., Guégan, C., Teismann, P., Choi, D. K., Tieu, K., & Przedborski, S. (2001). Úloha gliálních buněk při Parkinsonově chorobě. Aktuální stanovisko v neurologii, 14 (4), 483-489.
11. Zeidán-Chuliá, F., Salmina, A.B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J.C. F. (2014). Gliální perspektiva poruch autistického spektra. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 38, 160-172.