Myelinové charakteristiky, funkce, produkce a nemoci

myelin, nebo myelinové pochvy, je tukovou látkou, která obklopuje nervová vlákna a má stejnou funkci jako zvýšení rychlosti nervových impulzů, což usnadňuje komunikaci mezi neurony. To také umožňuje větší úspory energie nervového systému.

Myelin se skládá z 80% lipidů a 20% proteinů. V centrálním nervovém systému, nervové buňky, které produkují to glial buňky volaly oligodendrocytes. Zatímco v periferním nervovém systému se vyskytují prostřednictvím Schwannových buněk.

Dva hlavní proteiny myelinu produkované oligodendrocyty jsou PLP (proteolipidový protein) a MBP (myelinový bazický protein)..

Když se myelin nevyvíjí správně nebo je z nějakého důvodu zraněn, naše nervové impulsy zpomalují nebo jsou blokovány. To je to, co se děje při demyelinizačních onemocněních, což vede k příznakům, jako je necitlivost, nedostatek koordinace, paralýza, vidění a kognitivní problémy..

Objev myelinu

Tato látka byla objevena v polovině 19. století, ale bylo to téměř půl století, než byla odhalena její důležitá funkce jako izolátor..

V polovině devatenáctého století našli vědci v nervových vláknech něco, co se rozvětvilo od míchy. Pozorovali, že jsou pokryty lesklou bílou mastnou látkou.

Německý patolog Rudolf Virchow jako první použil koncept "myelin". Pochází z řeckého slova "myelós", což znamená "dřeně", které odkazuje na něco ústředního nebo vnitřního.

To proto, že si myslel, že myelin je uvnitř nervových vláken. Nesprávně srovnávali s kostní dřeň.

Později bylo zjištěno, že tato látka obklopuje axony neuronů, tvořících lusky. Bez ohledu na to, kde se nacházejí myelinové pláště, je funkce stejná: efektivně přenáší elektrické signály.

V 1870s, francouzský lékař Louis-Antoine Ranvier poznamenal, že myelin pochva je nespojitá. To znamená, že podél axonu jsou intervaly, které nemají myelin. Tito přijali jméno Ranvier uzlíků, a sloužit ke zvýšení rychlosti nervového vedení.

Jak je strukturován myelin?

Myelin obklopuje axon nebo prodloužení nervu tvořící tubu. Trubka netvoří spojitý povlak, ale sestává ze série segmentů. Každý z nich měří přibližně 1 mm.

Mezi segmenty jsou malé kousky nekrytého axonu zvaného Ranvierovy uzliny. Měří se od 1 do 2 mikrometry.

Myelinem potažený axon se tedy podobá náhrdelníku z prodloužených perel. To usnadňuje slané vedení nervového impulsu, tj. Signálů "skočí" z jednoho uzlu do druhého. To umožňuje, aby rychlost vedení byla rychlejší v myelinovaném neuronu než v jiném bez myelinu.

Myelin také slouží jako elektrochemický izolátor, takže se zprávy nerozšiřují do sousedních buněk a zvyšují odolnost axonu..

Pod mozkovou kůrou jsou miliony axonů, které spojují kortikální neurony s těmi, které se nacházejí v jiných částech mozku. V této tkáni je vysoká koncentrace myelinu, která mu dodává neprůhlednou bílou barvu. Proto se nazývá bílá hmota nebo bílá hmota.

Jak se vyrábí?

Oligodendrocyty mohou produkovat až 50 částí myelinu. Když se vyvíjí centrální nervový systém, tyto buňky produkují prodloužení, která se podobají veslům kánoe.

Pak je každý z nich několikrát válcován kolem kusu axonu a vytváří vrstvy myelinu. Díky každé lopatce se tedy získá segment myelinového pláště axonu.

V periferním nervovém systému je také myelin, ale je produkován typem nervových buněk zvaných Schwannovy buňky.

Většina axonů periferního nervového systému je pokryta myelinem. Myelinové pochvy jsou také segmentovány jako v centrálním nervovém systému. Každá myelinizovaná oblast odpovídá jediné Schwannově buňce, která je několikrát ovinuta kolem axonu.

Chemické složení myelinu produkovaného oligodendrocyty a Schwannovými buňkami je odlišné.

Proto u roztroušené sklerózy imunitní systém těchto pacientů napadá pouze myelinový protein produkovaný oligodendrocyty, ale ne ten, který je generován Schwannovými buňkami. Periferní nervový systém tedy není poškozen.

Vlastnosti

Všechny axony nervového systému téměř všech savců jsou pokryty myelinovými pochvy. Ty jsou od sebe odděleny uzly Ranviera.

Akční potenciály se pohybují odlišně axony s myelinem než u nemyelinovaných (postrádajících tuto látku).

Myelin se obalí kolem axonu, aniž by mezi nimi mohl vstupovat extracelulární tekutina. Jediné axonové místo, které kontaktuje extracelulární tekutinu, je v Ranvierových uzlinách, mezi každým myelinovým pláštěm.

Tak vzniká akční potenciál a putuje myelinizovaným axonem. Zatímco protíná zónu plnou mieliny, potenciál se zmenšuje, ale přesto má sílu uvolnit další potenciál akce v následujícím uzlu. Potenciály jsou opakovány v každém uzlu Ranvier, který je volán “saltatory” vedení..

Tento způsob řízení usnadněný strukturováním myelinu umožňuje, aby impulsy putovaly mnohem rychleji přes náš mozek.

Můžeme tedy včas reagovat na možná nebezpečí nebo během několika vteřin rozvíjet kognitivní úkoly. Navíc to vede k velkým úsporám energie pro náš mozek.

Vývoj myelinu a nervového systému

Proces myelinizace je pomalý a začíná přibližně 3 měsíce po oplodnění.

To se vyvíjí v různých časech se spoléhat na oblast nervového systému, který je tvořen. Například prefrontální oblast je poslední oblast, která je myelinizována, a je zodpovědná za komplexní funkce, jako je plánování, inhibice, motivace, samoregulace atd..

Při narození jsou pouze některé oblasti mozku zcela myelinizovány. Stejně jako oblasti mozkových kmenů, které řídí reflexy. Jakmile jsou vaše axony myelinizovány, neurony dosahují optimálního fungování a rychlejší a účinnější jízdy.

I když myelinační proces začíná v tempánním postnatálním období, axony neuronů mozkových hemisfér provádějí tento proces o něco později..

Od čtvrtého měsíce života jsou neurony myelinizovány až do druhého dětství (mezi 6 a 12 lety). Poté pokračuje v adolescenci (od 12 do 18 let) až do rané dospělosti, což souvisí s rozvojem komplexních kognitivních funkcí.

Primární smyslové a motorické oblasti mozkové kůry mozku začínají svou myelinaci před frontální a parietální asociační zónou. Ty jsou plně rozvinuty v průběhu 15 let.

Kompenzační, projekční a asociační vlákna jsou myelinována později než primární zóny. Ve skutečnosti, struktura, která spojuje obě mozkové hemisféry (zvané corpus callosum), se vyvíjí po narození a dokončí svou myelinaci na 5 let. Větší myelinizace corpus callosum je spojena s lepší kognitivní funkcí.

Bylo prokázáno, že proces myelinizace jde ruku v ruce s kognitivním vývojem lidské bytosti. Neuronální spojení mozkové kůry mozku se stává komplexním a jejich myelinizace souvisí s výkonem stále komplikovanějšího chování..

Bylo například pozorováno, že pracovní paměť se zlepšuje, když se frontální lalok vyvíjí a myelinuje. Totéž se děje s vizuospatial dovednostmi a myelinaci parietální oblasti.

Komplikovanější motorické dovednosti, jako je sezení nebo chůze, se vyvíjejí postupně po sobě paralelně s myelinizací mozku.

Jeho et al. (2008) zjistili, že oblasti Broca a Wernicke procházejí vrcholem rychlé myelinace ve stejnou dobu před 18 měsíci věku. Po tomto věku dochází ke zpomalení myelinačního procesu. Autoři korelují tuto skutečnost s rychlým vývojem slovní zásoby asi 2 roky.

Na druhé straně, obloukovitý fasciculus, struktura, která se připojí k oblasti Broca a Wernicke, pokračuje v procesu rychlé myelination po tomto věku. Jistě je to spojeno s pořízením propracovanějšího jazyka.

Ve skutečnosti je neuropsychologické hodnocení dětí založeno na myšlence, že vývoj kognitivních funkcí dětí je ekvivalentní jejich mozkovému zrání. Tento proces probíhá ve dvou různých osách: vertikální osa a horizontální osa.

Proces mozkového dozrávání sleduje vertikální osu, která začíná v subkortikálních strukturách směrem k kortikálním strukturám (z mozkového kmene nahoru). Kromě toho, jednou uvnitř kortex, udržuje horizontální směr. Začátek v primárních zónách a pokračování do asociačních regionů.

Toto horizontální zrání vede k postupným změnám uvnitř stejné hemisféry mozku. Navíc stanoví strukturní a funkční rozdíly mezi oběma hemisférami.

Nemoci související s myelinem

Vadná myelinizace je hlavním důvodem neurologických onemocnění. Když axony ztratí myelin, který je známý jako demyelination, elektrické nervové signály jsou měněny.

Demyelinizace může nastat v důsledku zánětů, metabolických nebo genetických problémů. Ačkoli, bez ohledu na příčinu, ztráta myelinu způsobuje významnou dysfunkci nervových vláken. Zejména snižuje nebo blokuje nervové impulsy mezi mozkem a zbytkem těla.

Výzkumníci v roce 1980 chemicky vyvolali ztrátu myelinu v míše koček. Zjistili, že nervové impulsy putují pomaleji podél nervových vláken. To způsobilo, že většinu času signály nedosáhly konce axonu.

Během tohoto období byly také identifikovány elementy myelinu, jako jsou proteiny, které ho tvoří, a geny, které je kódují. Pomocí myší změnili geny, které produkovaly tyto proteiny, což mělo za následek nedostatek myelinu.

Díky těmto modelům myší bylo možné se dozvědět více o demyelinizačních onemocněních.

Ztráta myelinu u lidí je spojena s několika poruchami centrálního nervového systému, jako je mrtvice, poranění míchy a roztroušená skleróza..

Mezi nejčastější onemocnění související s myelinem patří:

- Roztroušená skleróza: v tomto onemocnění imunitní systém, který je zodpovědný za ochranu těla bakterií a virů, omylem napadá myelinové pochvy. To způsobuje, že nervové buňky a mícha nemohou komunikovat mezi sebou nebo posílat zprávy do svalů.

Symptomy sahají od únavy, slabosti, bolesti a necitlivosti, až po paralýzu a dokonce ztrátu zraku. Zahrnuje také kognitivní poruchy a motorické potíže.

- Akutní diseminovaná encefalomyelitida: objevuje se v důsledku zánětu mozku a v krátké, ale intenzivní dřeni, která poškozuje myelin. Může se objevit ztráta zraku, slabost, ochrnutí a potíže s koordinací pohybů.

- Transverzní myelitida: zánět míchy, který v tomto místě způsobuje ztrátu bílé hmoty.

Další stavy jsou neuromyelitis optica, Guillain-Barré syndrom nebo demyelinizující polyneuropatie..

Co se týče dědičných onemocnění ovlivňujících myelin, lze zmínit leukodystrofii a Charcot-Marie-Toothovu chorobu. Vážnější stav, který silně poškozuje myelin, je Canavanova choroba.

Symptomy demyelinizace jsou velmi rozdílné v závislosti na funkcích zapojených nervových buněk. Tyto projevy se liší podle každého pacienta a nemoci a podle jednotlivých případů mají různé klinické prezentace. Nejběžnější příznaky jsou:

- Únava nebo únava.

- Problémy s viděním: například rozmazané vidění ve středu zorného pole, které postihuje pouze jedno oko. Bolest se může objevit i při pohybu očí. Dalším příznakem je dvojité vidění nebo snížené vidění.

- Ztráta sluchu.

- Tinnitus nebo tinnitus, což je vnímání zvuků nebo bzučení v uších bez vnějších zdrojů, které je produkují.

- Brnění nebo znecitlivění nohou, paží, obličeje nebo trupu. Toto je obecně známé jako neuropatie.

- Slabost končetin.

- Příznaky se zhoršují nebo se znovu objevují po vystavení teplu, například po horké sprše.

- Změna kognitivních funkcí, jako jsou problémy s pamětí nebo potíže s řečí.

- Problémy koordinace, rovnováhy nebo přesnosti.

V současné době probíhá výzkum myelinu k léčbě demyelinizačních onemocnění. Vědci se snaží regenerovat poškozený myelin a zabránit chemickým reakcím, které tyto škody způsobují.

Oni jsou také vyvíjet drogy zastavit nebo opravit roztroušenou sklerózu. Dále zkoumají, které protilátky jsou zvláště ty, které napadají myelin a zda by kmenové buňky mohly zvrátit poškození demyelinizace..

Odkazy

1. Carlson, N.R. (2006). Fyziologie chování 8. Ed Madrid: Pearson.
2. Akutní diseminovaná encefalomyelitida. (s.f.). Získáno 14. března 2017, z Národního institutu neurologických poruch a mrtvice: english.ninds.nih.gov.
3. Myelin. (s.f.). Citováno dne 14. března 2017, z Wikipedie: Wikipedia.org.
4. Myelinové pochvy a roztroušená skleróza (MS). (9. března 2017). Získané z Emedicinehealth: emedicinehealth.com.
5. Myelin: Přehled. (24. března 2015). Zdroj: BrainFacts: brainfacts.org.
6. Morell P., Quarles R.H. (1999). Myelin Sheath. V publikaci Siegel G. J., Agranoff B.W., Albers R.W., et al., Eds. Základní neurochemie: molekulární, buněčné a lékařské aspekty. 6. vydání. Philadelphia: Lippincott-Raven. K dispozici na adrese: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Robertson, S. (11. února 2015). Co je Myelin? Získané z News Medical Life Sciences: news-medical.net.
8. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsychologie vývoje dítěte. Mexiko, Bogotá: Redakce Moderní manuál.