Видове, функции и болести на глиалните клетки

на глиални клетки те са поддържащи клетки, които защитават невроните и ги задържат заедно. Има повече глиални клетки от невроните в нашия мозък.

Наборът от глиални клетки се нарича глия или глия. Терминът "глия" идва от гръцки и означава "лепило". Ето защо за време се говори за "нервно лепило".

Глиалните клетки продължават да растат след раждането. С напредването на броя им намалява броят им. Всъщност глиалните клетки преминават през повече промени, отколкото невроните.

По-специално, някои глиални клетки трансформират моделите на генна експресия с възрастта. Например, кои гени се активират или деактивират, когато достигнат 80 години. Те се променят главно в мозъчните области като хипокампуса (паметта) и субстанцията нигра (движение). Дори количеството глиални клетки във всеки човек може да се използва, за да се изведе тяхната възраст.

Основните разлики между невроните и глиалните клетки са, че последните не участват пряко в синапсите и електрическите сигнали. Те също са по-малки от невроните и нямат аксони или дендрити.

Невроните имат много висок метаболизъм, но не могат да съхраняват хранителни вещества. Ето защо те се нуждаят от постоянно снабдяване с кислород и хранителни вещества. Това е една от функциите, изпълнявани от глиални клетки. Без тях нашите неврони ще умрат.

Проучванията през цялата история са фокусирани практически на изключително неврони. Обаче, глиалните клетки имат много важни функции, които досега не са били известни. Например, наскоро е открито, че те участват в комуникацията между мозъчните клетки, кръвния поток и интелигентността.

Въпреки това, има много какво да се открие от глиалните клетки, тъй като те освобождават много вещества, чиито функции все още не са известни и изглежда са свързани с различни неврологични патологии.

Кратка история на глиалните клетки

На 3 април 1858 г. Рудолф Вирхов обяви концепцията за невроглията на конференция в Института по патология на Университета в Берлин. Тази конференция беше озаглавена "Гръбначен мозък и мозък". Вирхов говори за глията като съединителна тъкан на мозъка или "нервен цимент".

Тази конференция беше публикувана в книга, наречена "Клетъчна патология". Тя се превърна в една от най-влиятелните медицински издания от деветнадесети век. Благодарение на тази книга, концепцията за невроглия се разпространява по целия свят.

През 1955 г., когато Алберт Айнщайн починал, мозъкът му бил премахнат, за да го изучи отблизо. За тази цел те я съхраняват в контейнер, пълен с формалдехид. Учените изследвали разфасовките в мозъка му, опитвайки се да отговорят на причината за неговите изключителни способности.

Популярното схващане е, че мозъкът е по-голям от нормалния, но не е бил. Нито намериха повече неврони на сметката, нито бяха по-големи.

След много изследвания, в края на 80-те години те установяват, че мозъкът на Айнщайн има по-голям брой глиални клетки. Преди всичко, в структура, наречена асоциативна кора. Това е отговорно за тълкуването на информацията. Участвайте в сложни функции като памет или език.

Това учуди учените, тъй като те винаги са смятали, че глиалните клетки служат само за поддържане на невроните заедно.

Изследователите отдавна са пренебрегнали глиалните клетки поради липсата на комуникация между тях. Вместо това, невроните комуникират през синапса, използвайки потенциали на действие. Това са електрически импулси, които се предават между невроните за изпращане на съобщения.

Въпреки това, глиалните клетки не произвеждат потенциал за действие. Въпреки че последните открития показват, че тези клетки обменят информация не чрез електрически средства, а с химически.

В допълнение, не само да общуват помежду си, но и с неврони, повишавайки информацията, която последните предават.

функции

Основните функции на глиалните клетки са следните:

- Придържайте се към централната нервна система. Тези клетки са разположени около невроните и ги държат фиксирани на място.

- Глиалните клетки отслабват физическите и химичните ефекти, които останалата част от организма може да има върху невроните.

- Те контролират потока от хранителни вещества и други химикали, необходими на невроните за обмен на сигнали помежду си.

- Те изолират невроните от другите, предотвратявайки невронните съобщения от смесване.

- Елиминирайте и неутрализирайте отпадъците на умрели неврони.

- Те усилват невроналните синапси (връзки). Някои проучвания показват, че ако не съществуват неврони на глиалните клетки и връзките им се провалят. Например, в едно проучване с гризачи е наблюдавано, че сами неврони правят много малко синапси.

Въпреки това, когато добавят клас глиални клетки, наречени астроцити, количеството на синапсите се увеличава значително и синаптичната активност се увеличава 10 пъти повече.

Те също така са открили, че астроцитите освобождават вещество, известно като тромбоспондин, което улеснява образуването на невронални синапси..

- Те допринасят за подрязването на нервите. Когато нашата нервна система се развива, невроните и връзките (синапсите) са създадени, за да ги спестят.

В по-късен етап на развитие се изрязват излишните неврони и връзки, което е известно като невронално подрязване. Изглежда, че глиалните клетки стимулират тази задача заедно с имунната система.

Вярно е, че при някои невродегенеративни заболявания има патологично подрязване, което се дължи на анормалните функции на глията. Това се случва например при болестта на Алцхаймер.

- Те участват в ученето, тъй като някои глиални клетки покриват аксоните, образувайки вещество, наречено миелин. Миелинът е изолатор, който причинява движение на нервните импулси с по-висока скорост.

В среда, в която се стимулира ученето, нивото на миелинизация на невроните се увеличава. Следователно може да се каже, че глиалните клетки насърчават ученето.

Видове глиални клетки

Има три вида глиални клетки в централната нервна система на възрастните. Това са: астроцити, олигодендроцити и микроглиални клетки. След това всеки от тях е описан.

астроцитите

Астроцит означава "клетка под формата на звезда". Те се срещат в мозъка и гръбначния мозък. Неговата основна функция е да поддържа, по различни начини, подходяща химическа среда за невроните да обменят информация.

Освен това астроцитите (наричани още астролиоцити) поддържат невроните и премахват мозъчните отпадъци. Те също така служат за регулиране на химичния състав на течността около невроните (извънклетъчната течност), абсорбиращи или освобождаващи вещества.

Друга функция на астроцитите е да захранват невроните. Някои удължения на астроцитите (които можем да наричаме ръцете на звездата) са увити около кръвоносните съдове, докато други се разпространяват около определени области на невроните..

Тази структура привлече вниманието на известния италиански хистолог Камило Голджи. Той си помисли, че астроцитите са внасяли хранителни вещества в невроните и са отделени от отпадъците от кръвоносните капиляри..

През 1903 г. Голджи предложил хранителните вещества да преминават от кръвоносните съдове към цитоплазмата на астроцитите, за да преминат към невроните. В момента хипотезата на Голджи е потвърдена. Това е интегрирано с нови знания.

Например, установено е, че астроцитите получават глюкоза от капилярите и я превръщат в лактат. Това е химичното вещество, което се произвежда през първата фаза на метаболизма на глюкозата.

Лактатът се освобождава в екстрацелуларната течност, която обгражда невроните за абсорбция. Това вещество доставя неврони с гориво, което те могат да метаболизират по-бързо от глюкозата.

Тези клетки могат да се движат в централната нервна система, като разширяват и оттеглят своите удължения, известни като псевдоподия ("лъжливи крака"). Те пътуват по подобен начин, както амебите. Когато открият някаква загуба на неврон, те я изяждат и усвояват. Този процес се нарича фагоцитоза.

Когато трябва да се унищожи голямо количество увредена тъкан, тези клетки ще се размножават, произвеждайки достатъчно нови клетки, за да достигнат целта. След като тъканта бъде почистена, астроцитите ще заемат празното пространство, образувано от рамка. В допълнение, специфичен клас астроцити ще образува тъкан, която запечатва площта.

олигодендроцити

Този тип глиални клетки поддържат разширенията на неврони (аксони) и произвежда миелин. Миелин е вещество, което покрива аксоните, като ги изолира. Това предотвратява разпространението на информацията до близките неврони.

Миелинът помага на нервните импулси да пътуват по-бързо през аксона. Не всички аксони са покрити с миелин.

Миелинизираният аксон наподобява огърлица с удължени зърна, тъй като миелинът не се разпределя непрекъснато. По-скоро тя се разпределя в поредица от сегменти, включително непокрити части..

Един олигодендроцит може да произведе до 50 сегмента на миелин. Когато нашата централна нервна система се развива, олигодендроцитите произвеждат удължения, които впоследствие се навиват многократно около парче от аксон, като по този начин произвеждат слоеве от миелин..

Частите, които не са миелинирани от аксон, се наричат ​​ранвиеви възли, от техния откривател.

Микроглиални клетки или микроглиоцити

Те са най-малките глиални клетки. Те могат да действат и като фагоцити, т.е. да поглъщат и унищожават невронните отпадъци. Друга функция, която те развиват, е защитата на мозъка, която я защитава от външни микроорганизми.

По този начин той играе важна роля като компонент на имунната система. Те са отговорни за възпалителните реакции, които възникват в отговор на мозъчна травма.

Заболявания, които засягат глиалните клетки

Има множество неврологични заболявания, които проявяват увреждане в тези клетки. Glia е свързан с нарушения като дислексия, заекване, аутизъм, епилепсия, проблеми със съня или хронична болка. В допълнение към невродегенеративните заболявания като болестта на Алцхаймер или множествена склероза.

Ето някои от тях:

- Множествена склероза: това е невродегенеративно заболяване, при което имунната система на пациента погрешно атакува миелиновите обвивки на определена област.

- Амиотрофична латерална склероза (ALS): при това заболяване има прогресивно разрушаване на моторните неврони, което води до проблеми с речта на мускулната слабост, поглъщане и дишане, които напредват.

Изглежда, че един от факторите, включени в произхода на това заболяване, е унищожаването на глиални клетки, които обграждат моторните неврони. Това може да обясни причината, поради която дегенерацията започва в определена област и се простира до съседни области.

- Болест на Алцхаймер: е невродегенеративно разстройство, характеризиращо се с общо когнитивно увреждане, главно поради дефицит на паметта. Многобройните изследвания показват, че глиалните клетки могат да играят важна роля в произхода на това заболяване.

Изглежда, че има промени в морфологията и функциите на глиалните клетки. Астроцитите и микроглия не успяват да изпълнят своите функции за невропротекция. По този начин невроните остават подложени на оксидативен стрес и възбудотоксичност.

- Паркинсонова болест: това заболяване се характеризира с двигателни проблеми, дължащи се на дегенерация на неврони, които предават допамин на зони на моторни контроли, като субстанция нигра.

Изглежда, че тази загуба е свързана с глиална реакция, особено микроглията на астроцитите.

- Нарушения на аутистичния спектър: изглежда, че мозъкът на децата с аутизъм има по-голям обем от този на здравите деца. Установено е, че тези деца имат повече неврони в някои области на мозъка. Те също така имат повече глиални клетки, които могат да бъдат отразени в типичните симптоми на тези нарушения.

В допълнение, очевидно има неизправност на микроглия. Като следствие от това, тези пациенти страдат от невро-възпаление в различни части на мозъка. Това причинява загуба на синаптични връзки и невронална смърт. Може би поради тази причина е по-малко свързаност от нормалните при тези пациенти.

- Афективни разстройства: В други проучвания е установено намаляване на броя на глиалните клетки, свързани с различни нарушения. Например, Öngur, Drevets и Price (1998) показват, че е имало 24% намаление на глиалните клетки в мозъка на пациенти, които са претърпели афективни разстройства..

По-специално, в префронталната кора, при пациенти с голяма депресия, тази загуба е по-изразена при тези, които страдат от биполярно разстройство. Тези автори предполагат, че загубата на глиални клетки може да е причина за намаляването на активността, наблюдавана в тази област.

Има много други състояния, при които участват глиални клетки. Понастоящем се разработват повече изследвания, за да се определи точната му роля при множество заболявания, главно невродегенеративни нарушения.

препратки

1. Barres, B.A. (2008). Мистерията и магията на глията: перспектива за техните роли в здравето и болестите. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006 г.). Физиология на поведението 8. Изд. Мадрид: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., & Anderova, M. (2016). Глиални клетки - ключовите елементи на болестта на Алцхаймер. Current Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
4. Glia: Другите мозъчни клетки. (15 септември 2010 г.). Извлечено от Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: 150 години след това. Тенденции в невронауките, 31 (12), 653.
6. ,Ngür, D., Drevets, W.C., и Price, J. Л. Глиална редукция в субгенната префронтална кора при разстройства на настроението. Изследвания на Националната академия на науките, САЩ, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine G.J., Fitzpatrick D., et al., Editors (2001). Neuroscience. 2-ро издание. Съндърланд (Масачузетс): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I., & Kern, J. K. (2011). Доказателства за микроглиална активация при аутизма и възможната му роля в мозъчната свързаност. Neuron glia biology, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L., Rose, J., Soreq, Е., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M.R. (2017). Основните промени в глиалната регионална идентичност са транскрипционно отличителен белег на стареене на човешки мозък. Cell Reports, 18 (2), 557-570.
10. Vila, М., Jackson-Lewis, V., Guégan, C., Teismann, P., Choi, D. K., Tieu, K., & Przedborski, S. (2001). Ролята на глиалните клетки при болестта на Паркинсон. Актуално становище в неврологията, 14 (4), 483-489.
11. Zeidán-Chuliá, F., Salmina, A.B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J.C.F (2014). Глиалната перспектива на разстройствата от аутистичния спектър. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 38, 160-172.