Del:
Glialceller Typer, funktioner og sygdomme
den glialceller de er støtteceller, der beskytter neuroner og holder dem sammen. Der er flere glialceller end neuroner i vores hjerne.
Sættet med glialceller hedder glia eller glia. Udtrykket "glia" kommer fra græsk og betyder "lim". Derfor tales tider om som "nervøs lim".
Glialceller fortsætter med at vokse efter fødslen. Når vi bliver ældre, falder deres antal. Faktisk går glialceller gennem flere ændringer end neuroner.
Specifikt transformerer nogle glialceller deres genekspression mønstre med alderen. Hvilke gener aktiveres eller deaktiveres f.eks. Når det når 80 år. De ændrer sig hovedsageligt i hjerneområder som hippocampus (hukommelse) og substantia nigra (bevægelse). Selv mængden af glialceller i hver person kan bruges til at udlede deres alder.
De vigtigste forskelle mellem neuroner og glialceller er, at sidstnævnte ikke deltager direkte i synaps og elektriske signaler. De er også mindre end neuroner og har ingen axoner eller dendritter.
Neuroner har et meget højt stofskifte, men kan ikke opbevare næringsstoffer. Derfor har de brug for en konstant tilførsel af ilt og næringsstoffer. Dette er en af de funktioner, der udføres af glialceller. Uden dem ville vores neuroner dø.
Studier gennem historien har fokuseret, næsten udelukkende på neuroner. Glialceller har imidlertid mange vigtige funktioner, der tidligere var ukendte. For eksempel er det for nylig blevet opdaget, at de deltager i kommunikation mellem hjerneceller, blodgennemstrømning og intelligens.
Der er imidlertid meget at opdage glialcellerne, da de frigiver mange stoffer, hvis funktioner endnu ikke er kendt og synes at være relateret til forskellige neurologiske patologier.
Kort historie af glialceller
Den 3. april 1858 meddelte Rudolf Virchow begrebet neuroglia på en konference ved Patologinstitutet ved Berlin Universitet. Denne konference havde titlen "rygmarv og hjerne". Virchow talte om glia som bindevæv i hjernen eller "nervecement".
Denne konference blev offentliggjort i en bog kaldet "Cell Patology". Det blev en af de mest indflydelsesrige medicinske publikationer fra det nittende århundrede. Takket være denne bog spredes begrebet neuroglia overalt i verden.
I 1955, da Albert Einstein døde, blev hans hjerne fjernet for at studere den tæt. Til dette lagrede de den i en beholder fyldt med formaldehyd. Forskerne undersøgte nedskæringer i hans hjerne og forsøgte at besvare årsagen til hans ekstraordinære evner.
Den populære tro er, at hjernen var større end normalt, men det var det ikke. Hverken de fandt flere neuroner af kontoen, heller ikke disse var større.
Efter mange studier fandt de i slutningen af 1980'erne, at Einsteins hjerne havde et højere antal glialceller. Frem for alt i en struktur kaldet associative cortex. Dette er ansvarlig for tolkningen af oplysningerne. Deltag i komplekse funktioner som hukommelse eller sprog.
Dette overraskede forskerne, da de altid havde troet, at glialceller kun tjente til at holde neuronerne sammen.
Forskerne havde ignoreret glialcellerne i lang tid på grund af manglen på kommunikation mellem dem. I stedet kommunikerer neuroner gennem synapset ved hjælp af handlingspotentialer. Det vil sige elektriske impulser, der overføres mellem neuroner for at sende meddelelser.
Glialceller producerer imidlertid ikke handlingspotentialer. Selvom de seneste fund viser, at disse celler udveksler information ikke med elektriske midler, men kemiske.
Derudover kommunikerer ikke kun med hinanden, men også med neuroner, der forbedrer de oplysninger, som sidstnævnte sender.
funktioner
Hovedfunktionerne i glialceller er følgende:
- Hold fast ved centralnervesystemet. Disse celler er placeret omkring neuronerne og holder dem fast på plads.
- Glialceller dæmpe de fysiske og kemiske virkninger, som resten af organismen kan have på neuroner.
- De kontrollerer strømmen af næringsstoffer og andre kemikalier, der er nødvendige for neuroner at udveksle signaler med hinanden.
- De isolerer neuroner fra andre og forhindrer neurale meddelelser fra at blande.
- Eliminere og neutralisere spildet af neuroner, der er døde.
- De forbedrer neuronale synapser (forbindelser). Nogle undersøgelser har vist, at hvis der ikke er glialceller neuroner og deres forbindelser fejler. For eksempel blev i en undersøgelse med gnavere observeret, at neuroner i sig selv lavede meget få synaps.
Men da de tilføjede en klasse af glialceller kaldet astrocytter, steg mængden af synapser markant, og den synaptiske aktivitet steg 10 gange mere.
De har også opdaget, at astrocytter frigiver et stof kendt som thrombospondin, hvilket letter dannelsen af neuronale synapser.
- De bidrager til neuronskæring. Når vores nervesystem udvikler sig, skabes neuroner og forbindelser (synapser) for at spare.
I et senere udviklingsstadium skæres overskydende neuroner og forbindelser ud, som er kendt som neuronskæring. Det ser ud til, at glialceller stimulerer denne opgave sammen med immunsystemet.
Det er rigtigt, at der i nogle neurodegenerative sygdomme er en patologisk beskæring på grund af glias unormale funktioner. Dette sker for eksempel i Alzheimers sygdom.
- De deltager i læring, da nogle glialceller dækker axonerne, der danner et stof kaldet myelin. Myelin er en isolator, der forårsager nerveimpulser til at rejse med en højere hastighed.
I et miljø, hvor læring stimuleres, øges niveauet af myelinering af neuroner. Derfor kan det siges, at glialceller fremmer læring.
Typer af gliaceller
Der er tre typer glialceller i det centrale nervesystem hos voksne. Disse er: astrocytter, oligodendrocytter og mikroglialceller. Dernæst beskrives hver af dem.
astrocytter
Astrocyt betyder "celle i form af en stjerne". De findes i hjernen og rygmarven. Hovedfunktionen er at opretholde på forskellige måder et egnet kemisk miljø for neuroner at udveksle information.
Desuden understøtter astrocytter (også kaldet astrogliocytter) neuroner og eliminerer hjerneaffald. De tjener også til at regulere den kemiske sammensætning af væsken omkring neuronerne (ekstracellulær væske), absorbere eller frigive stoffer.
En anden funktion af astrocytter er at fodre neuronerne. Nogle forlængelser af astrocyterne (som vi kan betegne som stjernens arme) er pakket rundt om blodkarrene, mens andre strækker sig omkring bestemte områder af neuronerne.
Denne struktur blev opmærksom på den berømte italienske histolog Camillo Golgi. Han troede det var fordi astrocyterne administrerede næringsstoffer til neuronerne og løsnet fra affaldet fra blodkapillærerne.
Golgi foreslog i 1903, at næringsstofferne rejste fra blodkarrene til astrocytternes cytoplasma og derefter passere til neuronerne. I øjeblikket er Golgi-hypotesen blevet bekræftet. Dette er blevet integreret med ny viden.
For eksempel er det blevet fundet, at astrocytter modtager glucose fra kapillærer og omdanner det til lactat. Dette er det kemikalie, der produceres i den første fase af glukosemetabolismen.
Lactat frigives i det ekstracellulære væske, der omgiver neuronerne til absorption. Dette stof leverer neuroner med et brændstof, som de kan metabolisere hurtigere end glucose.
Disse celler kan bevæge sig gennem centralnervesystemet, idet de udvider og trækker deres forlængelser op, kendt som pseudopodier ("falske fødder"). De rejser på samme måde som amoebas gør. Når de finder noget spild af en neuron, gobler de op og fordøjer det. Denne proces kaldes fagocytose.
Når en stor mængde beskadiget væv skal ødelægges, vil disse celler formere sig og producere nok nye celler til at nå målet. Når vævet er blevet renset, vil astrocyterne optage det tomme rum dannet af en ramme. Desuden vil en bestemt klasse af astrocytter danne et arvæv, der forsegler området.
oligodendrocytter
Denne type glialcelle understøtter forlængelsen af neuroner (axoner) og producerer myelin. Myelin er et stof, der dækker axoner ved at isolere dem. Dette forhindrer informationen i at sprede sig til nærliggende neuroner.
Myelin hjælper nerveimpulserne hurtigere gennem axonen. Ikke alle axoner er dækket af myelin.
En myelineret axon ligner en halskæde med aflange perler, da myelin ikke distribueres kontinuerligt. Det distribueres snarere i en serie af segmenter, herunder uafdækkede dele..
En enkelt oligodendrocyt kan producere op til 50 segmenter myelin. Når vores centralnervesystem udvikler sig, producerer oligodendrocytter forlængelser, der efterfølgende rulles gentagne gange omkring et stykke axon, hvorved der produceres lag myelin.
De dele, der ikke myelineres fra en axon, kaldes Ranvier noduler, af deres opdager.
Mikroglialceller eller mikroglyocytter
De er de mindste glialceller. De kan også fungere som fagocytter, det vil sige at indtage og ødelægge neuronalt affald. En anden funktion, som de udvikler, er beskyttelsen af hjernen og forsvarer den fra eksterne mikroorganismer.
Det spiller således en vigtig rolle som en del af immunsystemet. Disse er ansvarlige for de inflammationsreaktioner, der opstår som reaktion på hjerneskade.
Sygdomme, der påvirker glialceller
Der er flere neurologiske sygdomme, der manifesterer skade i disse celler. Glia har været forbundet med sygdomme som dysleksi, stamceller, autisme, epilepsi, søvnproblemer eller kronisk smerte. Ud over neurodegenerative sygdomme såsom Alzheimers sygdom eller multipel sklerose.
Her er nogle af dem:
- Multipel sklerose: det er en neurodegenerativ sygdom, hvor patientens immunsystem fejlagtigt angriber myelinskederne i et bestemt område.
- Amyotrofisk lateral sklerose (ALS): i denne sygdom er der en progressiv ødelæggelse af motorneuronerne, der forårsager muskelsvaghed, talproblemer, indtagelse og vejrtrækning, der fremmer.
Det ser ud til at en af de faktorer, der er involveret i oprindelsen af denne sygdom, er ødelæggelsen af glialceller, som omgiver motorneuronerne. Dette kan forklare årsagen til, at degenerationen begynder i et bestemt område og strækker sig til tilstødende områder.
- Alzheimers sygdom: er en neurodegenerativ lidelse karakteriseret ved generel kognitiv svækkelse, hovedsagelig på grund af hukommelsessvigt. Flere undersøgelser tyder på, at glialceller kan spille en vigtig rolle i oprindelsen af denne sygdom.
Det ser ud som om der er ændringer i glialcellernes morfologi og funktioner. Astrocytter og microglia undlader at opfylde deres neuroprotection funktioner. Således forbliver neuroner udsat for oxidativ stress og excitotoxicitet.
- Parkinsons sygdom: denne sygdom er karakteriseret ved motoriske problemer på grund af en degenerering af neuroner, der overfører dopamin til motorstyringsområder som substantia nigra.
Det ser ud til, at dette tab er forbundet med et glialrespons, især astrocyternes microglia.
- Autismespektrumforstyrrelser: Det ser ud til, at hjernen hos børn med autisme har mere volumen end hos sunde børn. Det har vist sig, at disse børn har flere neuroner i nogle områder af hjernen. De har også flere glialceller, som kan afspejles i de typiske symptomer på disse lidelser.
Desuden er der tilsyneladende en fejl i microgliaen. Som følge heraf lider disse patienter af neuroinflammation i forskellige dele af hjernen. Dette medfører tab af synaptiske forbindelser og neuronal død. Måske af denne grund er der mindre tilslutningsmuligheder end normalt hos disse patienter.
- Affektive lidelser: I andre undersøgelser er der konstateret fald i antallet af gliaceller forbundet med forskellige lidelser. For eksempel viste Öngur, Drevets og Price (1998), at der var en 24% reduktion af glialceller i hjernen hos patienter, der havde lidt affektive lidelser.
Specielt i den præfrontale cortex, hos patienter med større depression, er dette tab mere markant hos dem, der lider af bipolar lidelse. Disse forfattere antyder, at tabet af glialceller kan være årsagen til reduktionen i aktivitet set i dette område.
Der er mange andre forhold, hvor glialceller er involveret. Mere forskning er ved at blive udviklet for at bestemme sin nøjagtige rolle i flere sygdomme, hovedsagelig neurodegenerative lidelser.
referencer
- Barres, B.A. (2008). Glias mysterium og magi: et perspektiv på deres roller i sundhed og sygdom. Neuron, 60 (3), 430-440.
- Carlson, N.R. (2006). Opførselens fysiologi 8. Ed. Madrid: Pearson.
- Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., & Anderova, M. (2016). Glialceller-de vigtigste elementer af Alzheimers sygdom. Nuværende Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
- Glia: de andre hjerneceller. (15. september 2010). Hentet fra Brainfacts: brainfacts.org.
- Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: De 150 år efter. Trends i neurovidenskab, 31 (12), 653.
- Óngür, D., Drevets, W.C., og Price, J. L. Glial reduktion i den subgenuelle præfrontale cortex i humørsygdomme. Forsøg af National Academy of Science, USA, 1998, 95, 13290-13295.
- Purves D, Augustine G.J., Fitzpatrick D., et al., Editors (2001). Neuroscience. 2. udgave. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
- Rodriguez, J. I., & Kern, J. K. (2011). Bevis for mikroglial aktivering i autisme og dens mulige rolle i hjernens underkonnektivitet. Neuron glia biology, 7 (2-4), 205-213.
- Soreq, L., Rose, J., Soreq, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M.R., ... & UK Brain Expression Consortium. (2017). Store skift i Glial Regional Identity er et transkriptionelt hallmark for human brain aging. Cell Reports, 18 (2), 557-570.
- Vila, M., Jackson-Lewis, V., Guégan, C., Teismann, P., Choi, D. K., Tieu, K., & Przedborski, S. (2001). Rollecellernes rolle i Parkinsons sygdom. Nuværende mening i neurologi, 14 (4), 483-489.
- Zeidán-Chuliá, F., Salmina, A. B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J. C. F. (2014). Det glidende perspektiv af autismespektrumforstyrrelser. Neurovidenskab & Biobehavioral Anmeldelser, 38, 160-172.