Glial šūnu veidi, funkcijas un slimības

The glielu šūnas tie ir atbalsta šūnas, kas aizsargā neironus un tur kopā. Mūsu smadzenēs ir vairāk glialu šūnu nekā neironi.

Glial šūnu kopu sauc par gliju vai gliju. Termins "glia" nāk no grieķu valodas un nozīmē "līmi". Tāpēc laiki tiek runāti par "nervu līmi".

Glial šūnas turpina augt pēc dzimšanas. Tā kā mēs kļūstam vecāki, to skaits samazinās. Faktiski, glial šūnas iet cauri vairāk izmaiņu nekā neironiem.

Konkrētāk, dažas gliela šūnas pārveido gēnu ekspresijas modeļus ar vecumu. Piemēram, kādi gēni tiek aktivizēti vai deaktivizēti, kad tie sasniedz 80 gadus. Tās galvenokārt mainās tādās smadzeņu zonās kā hipokamps (atmiņa) un materiāla nigra (kustība). Pat gēnu šūnu daudzums katrā personā var tikt izmantots, lai secinātu viņu vecumu.

Galvenās atšķirības starp neironiem un glielu šūnām ir tās, ka tās tieši nepiedalās sinapsēs un elektriskajos signālos. Tie ir arī mazāki par neironiem un tiem nav aksonu vai dendritu.

Neironiem ir ļoti augsts metabolisms, bet tie nevar uzglabāt uzturvielas. Tāpēc viņiem ir nepieciešama pastāvīga skābekļa un barības vielu piegāde. Šī ir viena no funkcijām, ko veic glielu šūnas. Bez viņiem, mūsu neironi mirs.

Pētījumi visā vēsturē ir vērsti uz praktiski tikai neironiem. Tomēr glial šūnām ir daudz svarīgu funkciju, kas iepriekš nebija zināmas. Piemēram, nesen tika atklāts, ka viņi piedalās saziņā starp smadzeņu šūnām, asins plūsmu un inteliģenci.

Tomēr ir daudz ko atklāt glielu šūnas, jo tās atbrīvo daudzas vielas, kuru funkcijas vēl nav zināmas un, šķiet, ir saistītas ar dažādām neiroloģiskām patoloģijām..

Īss glialu šūnu vēsture

1858.gada 3.aprīlī Berlīnes Universitātes Patoloģijas institūtā notikušajā konferencē Rudolfs Virchovs paziņoja par neirogijas koncepciju. Šī konference bija nosaukta par "muguras vadu un smadzenēm". Virchow runāja par gliju kā smadzeņu saistaudu vai "nervu cementu"..

Šī konference tika publicēta grāmatā ar nosaukumu "Šūnu patoloģija". Tā kļuva par vienu no ietekmīgākajām medicīnas publikācijām 19. gadsimtā. Pateicoties šai grāmatai, neiroglia jēdziens izplatījās visā pasaulē.

1955. gadā, kad Albert Einstein nomira, viņa smadzenes tika noņemtas, lai to rūpīgi izpētītu. Šim nolūkam to uzglabāja traukā, kas bija pilns ar formaldehīdu. Zinātnieki pētīja smadzeņu izcirtņus, cenšoties atbildēt uz viņa izņēmuma spēju iemesliem.

Tautas uzskats ir tāds, ka smadzenes bija lielākas nekā parasti, bet tas nebija. Viņi arī neatrada vairāk konta neironu, ne arī lielāki.

Pēc daudziem pētījumiem 1980. gadu beigās viņi konstatēja, ka Einšteina smadzenēm bija lielāks gliemeņu šūnu skaits. Pirmām kārtām, struktūrā, ko sauc par asociatīvo garozu. Tas ir atbildīgs par informācijas interpretāciju. Piedalieties sarežģītās funkcijās, piemēram, atmiņā vai valodā.

Tas pārsteidza zinātniekus, jo viņi vienmēr bija domājuši, ka gliela šūnas kalpoja tikai neironu uzturēšanai kopā.

Pētnieki ilgu laiku bija ignorējuši gliela šūnas, jo starp tām nebija sakaru. Tā vietā, neironi sazinās caur sinapsi, izmantojot darbības potenciālus. Tas ir, elektriskie impulsi, kas tiek pārraidīti starp neironiem, lai nosūtītu ziņas.

Tomēr glial šūnas nerada darbības potenciālu. Lai gan jaunākie atklājumi liecina, ka šīs šūnas apmainās ar informāciju nevis ar elektriskiem līdzekļiem, bet gan ķīmiskām vielām.

Turklāt ne tikai sazināties viens ar otru, bet arī ar neironiem, uzlabojot informāciju, ko tā pārraida.

Funkcijas

Glial šūnu galvenās funkcijas ir šādas:

- Turiet piestiprināto pie centrālās nervu sistēmas. Šīs šūnas atrodas ap neironiem un uztur tās fiksētas.

- Glial šūnas mazina fizisko un ķīmisko ietekmi, ko pārējie organismi var atstāt uz neironiem.

- Tās kontrolē uzturvielu un citu ķīmisko vielu plūsmu, kas nepieciešamas, lai neironi savstarpēji apmainītos ar signāliem.

- Tie izolē neironus no citiem, novēršot neironu ziņojumu sajaukšanos.

- Novērst un neitralizēt mirušo neironu atkritumus.

- Tie uzlabo neironu sinapses (savienojumi). Daži pētījumi ir parādījuši, ka, ja nav glialu šūnu neironu un to savienojumi neizdodas. Piemēram, pētījumā ar grauzējiem tika konstatēts, ka neironi paši radīja ļoti maz sinapses.

Tomēr, kad viņi pievienoja glialu šūnu klasi, ko sauc par astrocītiem, sinapšu daudzums ievērojami palielinājās un sinaptiskā aktivitāte palielinājās 10 reizes.

Viņi ir arī atklājuši, ka astrocīti atbrīvo vielu, kas pazīstama kā trombospondīns, kas atvieglo neironu sinapšu veidošanos..

- Tie veicina neironu atzarošanu. Attīstoties mūsu nervu sistēmai, tiek izveidoti neironi un savienojumi (sinapses).

Vēlākā attīstības stadijā tiek izgriezti neironu pārpalikumi un savienojumi, ko sauc par neironu atzarošanu. Šķiet, ka glialšūnas stimulē šo uzdevumu kopā ar imūnsistēmu.

Ir taisnība, ka dažās neirodeģeneratīvās slimībās ir patoloģiska atzarošana, kas saistīta ar glia neparastajām funkcijām. Tas notiek, piemēram, Alcheimera slimības gadījumā.

- Viņi piedalās mācībās, jo daži glielu šūnas pārklā axonus, veidojot vielu, ko sauc par mielīnu. Myelin ir izolators, kas izraisa nervu impulsus, lai pārvietotos ar lielāku ātrumu.

Vidē, kur tiek stimulēta mācīšanās, palielinās neironu mielinizācijas līmenis. Tāpēc var teikt, ka glielu šūnas veicina mācīšanos.

Glialu šūnu veidi

Pieaugušo centrālajā nervu sistēmā ir trīs veidu glielu šūnas. Tie ir: astrocīti, oligodendrocīti un mikroglikālās šūnas. Tālāk katrs no tiem ir aprakstīts.

Astrocīti

Astrocīts nozīmē "šūnu zvaigzne". Tie ir atrodami smadzenēs un muguras smadzenēs. Tās galvenā funkcija ir uzturēt dažādos veidos piemērotu ķīmisko vidi neironiem informācijas apmaiņai.

Turklāt astrocīti (ko sauc arī par astrogliocītiem) atbalsta neironus un novērš smadzeņu izšķērdēšanu. Tās arī kalpo, lai regulētu šķidruma ķīmisko sastāvu, kas apņem neironus (ekstracelulāro šķidrumu), absorbē vai atbrīvo vielas..

Vēl viena astrocītu funkcija ir barot neironus. Daži astrocītu pagarinājumi (ko mēs varam atsaukties uz zvaigznes rokām) tiek apvīti ap asinsvadiem, bet citi - ap dažām neironu zonām..

Šī struktūra pievērsa slavenā itāļu histologa Camillo Golgi uzmanību. Viņš domāja, ka tas bija tāpēc, ka astrocīti ievadīja neironiem barības vielas un atdalījās no asins kapilāru atkritumiem..

1903. Gadā Golgi ierosināja, ka barības vielas ceļo no asinsvadiem uz astrocītu citoplazmu, lai pārietu uz neironiem. Pašlaik Golgi hipotēze ir apstiprināta. Tas ir integrēts ar jaunām zināšanām.

Piemēram, ir konstatēts, ka astrocīti saņem kapilāros glikozi un pārvērš to par laktātu. Šī ir ķīmiskā viela, kas tiek ražota glikozes metabolisma pirmajā fāzē.

Laktāts izdalās ekstracelulārā šķidrumā, kas ieskauj neironus absorbcijai. Šī viela piegādā neironus ar degvielu, ko tie var metabolizēt ātrāk nekā glikoze.

Šīs šūnas var pārvietoties visā centrālajā nervu sistēmā, paplašinot un paceļot paplašinājumus, kas pazīstami kā pseudopodijas ("viltus kājas"). Viņi ceļo līdzīgi kā amoebas. Kad viņi atrod kādu neirona izšķērdēšanu, viņi to uzmodina un sagremo. Šo procesu sauc par fagocitozi.

Ja jāiznīcina liels daudzums bojātu audu, šīs šūnas vairojas, radot pietiekami daudz jaunu šūnu, lai sasniegtu mērķi. Kad audi ir iztīrīti, astrocīti aizņems tukšo telpu, ko veido ietvars. Turklāt īpaša astrocītu klase veidos rētaudi, kas noslēdz zonu.

Oligodendrocīti

Šāda veida šūnu šūnas atbalsta neironu (axons) paplašinājumus un ražo mielīnu. Myelin ir viela, kas aptver axonus, izolējot tos. Tas neļauj izplatīties uz tuvējiem neironiem.

Myelin palīdz nervu impulsiem ātrāk ceļot caur aksonu. Ne visi aksoni ir pārklāti ar mielīnu.

Myelinizēts axon atgādina kaklarotu ar garenām pērlēm, jo ​​mielīns nepārtraukti izplatās. Drīzāk tā tiek izplatīta vairākos segmentos, ieskaitot nesegtas daļas..

Viens oligodendrocīts var radīt līdz pat 50 mielīna segmentus. Kad attīstās mūsu centrālā nervu sistēma, oligodendrocīti rada pagarinājumus, kas pēc tam tiek atkārtoti velmēti ap akonas gabalu, tādējādi radot mielīna slāņus..

Daļas, kas nav mizelētas no aksona, to atklājējs sauc par Ranvier mezgliem.

Mikrogliālas šūnas vai mikrogliocīti

Tās ir mazākās glielu šūnas. Tās var darboties arī kā fagocīti, tas ir, neironu atkritumu uzņemšana un iznīcināšana. Vēl viena funkcija, ko tās attīsta, ir smadzeņu aizsardzība, aizstāvot to no ārējiem mikroorganismiem.

Tādējādi tam ir svarīga loma kā imūnsistēmas sastāvdaļai. Tie ir atbildīgi par iekaisuma reakcijām, kas rodas, reaģējot uz smadzeņu traumu.

Slimības, kas ietekmē glielu šūnas

Pastāv vairākas neiroloģiskas slimības, kas šajās šūnās ir bojātas. Glia ir saistīta ar tādiem traucējumiem kā disleksija, stostīšanās, autisms, epilepsija, miega traucējumi vai hroniskas sāpes. Papildus neirodeģeneratīvām slimībām, piemēram, Alcheimera slimībai vai multiplā sklerozei.

Šeit ir daži no tiem:

- Multiplā skleroze: tā ir neirodeģeneratīva slimība, kurā pacienta imūnsistēma kļūdaini uzbrūk noteikta apgabala mielīna apvalkiem.

- Amyotrofiska laterālā skleroze (ALS): šajā slimībā ir progresējoša motoro neironu iznīcināšana, kas izraisa muskuļu vājuma runas problēmas, rīšanas un elpošanas ceļus.

Šķiet, ka viens no faktoriem, kas ir saistīts ar šīs slimības izcelsmi, ir glielu šūnu iznīcināšana, kas ieskauj motoros neironus. Tas var izskaidrot iemeslu, kāpēc degenerācija sākas noteiktā apgabalā un iet uz blakus esošām teritorijām.

- Alcheimera slimība: ir neirodeģeneratīvs traucējums, ko raksturo vispārēji kognitīvi traucējumi, galvenokārt atmiņas deficīta dēļ. Vairāki pētījumi liecina, ka glikozes šūnām var būt svarīga loma šīs slimības radīšanā.

Šķiet, ka ir izmaiņas glielu šūnu morfoloģijā un funkcijās. Astrocīti un microglia nespēj pildīt savas neiroprotekcijas funkcijas. Tādējādi neironiem joprojām ir oksidatīvs stress un eksitotoksicitāte.

- Parkinsona slimība: šai slimībai ir raksturīgas motoriskas problēmas, ko izraisa neironu deģenerācija, kas dopamīnu pārnes uz tādiem motoru kontroles apgabaliem kā..

Šķiet, ka šis zudums ir saistīts ar glialu reakciju, īpaši astrocītu mikrogliju.

- Autisma spektra traucējumi: šķiet, ka bērnu ar autismu smadzenēm ir lielāks apjoms nekā veseliem bērniem. Ir konstatēts, ka šiem bērniem dažos smadzeņu apgabalos ir vairāk neironu. Viņiem ir arī vairāk glielu šūnu, kas var atspoguļoties šo traucējumu tipiskajos simptomos.

Turklāt, acīmredzot, pastāv microglia darbības traucējumi. Tā rezultātā šie pacienti cieš no neiroinflammācijas dažādās smadzeņu daļās. Tas izraisa sinaptisko savienojumu un neironu nāves zudumu. Iespējams, tādēļ šiem pacientiem ir mazāk savienojumu nekā parasti.

- Afektīvi traucējumi: Citos pētījumos konstatēts ar dažādiem traucējumiem saistītu glielu šūnu skaita samazināšanās. Piemēram, Öngurs, Drevetss un Price (1998) parādīja, ka smadzeņu šūnu smadzeņu šūnu smadzeņu šūnās samazinājās par 24%..

Konkrētāk, prefrontālajā garozā, pacientiem ar smagu depresiju šis zaudējums ir izteiktāks tiem, kas cietuši bipolāriem traucējumiem. Šie autori norāda, ka glikozes šūnu zudums var būt iemesls aktivitātei, kas novērota šajā apgabalā.

Ir daudzi citi apstākļi, kuros ir iesaistītas gliela šūnas. Pašlaik tiek izstrādāti vairāki pētījumi, lai noteiktu precīzu lomu vairākās slimībās, galvenokārt neirodeģeneratīvos traucējumos.

Atsauces

1. Barres, B. A. (2008). Glia noslēpums un maģija: perspektīva par viņu lomu veselībā un slimībās. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006). Uzvedības fizioloģija 8. Ed. Madride: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., & Anderova, M. (2016). Glial šūnas - Alcheimera slimības galvenie elementi. Pašreizējais Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
4. Glia: citas smadzeņu šūnas. (2010. gada 15. septembris). Izgūti no Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., un Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: pēc 150 gadiem. Tendences neirozinātnēs, 31 (12), 653.
6. Óngur, D., Drevets, W. C. un Price, J. L. Glial samazinājums subgenual prefrontālās garozas garastāvokļa traucējumi. Nacionālās Zinātņu akadēmijas darbi, ASV, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustīns G.J., Fitzpatrick D., et al., Editors (2001). Neirozinātne. 2. izdevums. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I., un Kern, J. K. (2011). Pierādījumi par mikrogliju aktivāciju autismā un tā iespējamo lomu smadzeņu zemāka savienojamībā. Neuron glia bioloģija, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L., Rose, J., Soreq, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M.R., ... & UK Brain Expression Consortium. (2017). Galvenās pārmaiņas glialu reģionālajā identitātē ir cilvēka smadzeņu novecošanas transkripcijas iezīme. Cell Reports, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M., Džeksons-Lūiss, V., Guégans, C., Teismanns, P., Choi, D. K., Tieu, K., un Przedborski, S. (2001). Glialu šūnu loma Parkinsona slimībā. Pašreizējais viedoklis neiroloģijā, 14 (4), 483-489.
11. Zeidán-Chuliá, F., Salmina, A.B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., un Moreira, J. C. F. (2014). Autisma spektra traucējumu gliarskats. Neirozinātne un Bio-uzvedības apskati, 38, 160-172.