Миелинови характеристики, функции, производство и болести

на миелиновата, или миелинови обвивки, е мастно вещество, което обгражда нервните влакна и има функция за увеличаване на скоростта на нервните импулси, улесняваща комуникацията между невроните. Той също така позволява по-голяма енергоспестяване на нервната система.

Миелинът се състои от 80% липиди и 20% протеини. В централната нервна система, нервните клетки, които го произвеждат, са глиални клетки, наречени олигодендроцити. Докато в периферната нервна система те се появяват чрез клетки на Schwann.

Двата основни протеина на миелина, продуцирани от олигодендроцити, са PLP (протеолипиден протеин) и MBP (миелинов основен протеин).

Когато миелинът не се развива правилно или е пострадал по някаква причина, нервните импулси забавят или стават блокирани. Това се случва при демиелинизиращи заболявания, пораждащи симптоми като скованост, липса на координация, парализа, зрителни и когнитивни проблеми..

Откриване на миелин

Това вещество е открито в средата на 18-ти век, но е било почти половин век, преди да бъде разкрита неговата важна функция като изолатор..

В средата на XIX век учените открили нещо странно в нервните влакна, които се разклонили от гръбначния стълб. Те забелязали, че те са покрити с блестящо бяло мазно вещество.

Германският патолог Рудолф Вирхов е първият, който използва концепцията за "миелин". Той идва от гръцката дума "myelós", което означава "мозък", което се отнася до нещо централно или вътрешно.

Това беше, защото мислеше, че миелинът е вътре в нервните влакна. Неправилно я сравниха с костния мозък.

По-късно беше установено, че това вещество обгръща аксоните на невроните, образувайки шушулки. Независимо от това къде се намират миелиновите обвивки, функцията е една и съща: ефективно предава електрически сигнали.

През 1870 г. френският лекар Луи-Антоан Ранвиер отбелязва, че миелиновата обвивка е прекъсната. Това означава, че има интервали по аксона, които нямат миелин. Те са възприели името на ранвиевите възли и служат за увеличаване на скоростта на нервната проводимост.

Как е структурирана миелина?

Миелин обгражда аксона или удължението на нервите, образувайки тръба. Тръбата не образува непрекъснато покритие, а се състои от поредица от сегменти. Всяка от тях е с размери приблизително 1 мм.

Между сегментите има малки парчета непокрит аксон, наречени възелчета Ranvier. Те измерват от 1 до 2 микрометра.

Така аксионът, покрит с миелин, прилича на огърлица от удължени перли. Това улеснява соларизационното провеждане на нервния импулс, т.е. сигналите "прескачат" от един възел към друг. Това позволява скоростта на проводимост да бъде по-бърза в миелинизирания неврон, отколкото в друга без миелин.

Миелин служи и като електрохимичен изолатор, така че съобщенията да не се разширяват в съседни клетки и да увеличават съпротивлението на аксона.

Под мозъчната кора има милиони аксони, които свързват кортикалните неврони с тези, открити в други части на мозъка. В тази тъкан има висока концентрация на миелин, която му придава непрозрачен бял цвят. Затова тя се нарича бяла материя или бяла материя.

Как се произвежда?

Един олигодендроцит може да произведе до 50 части миелин. Когато централната нервна система се развива, тези клетки произвеждат удължения, които приличат на греблата на кану.

След това, всеки от тях се търкаля няколко пъти около парче от аксон, създавайки слоеве от миелин. Следователно, благодарение на всяко гребло се получава сегмент от миелиновата обвивка на аксон.

В периферната нервна система има и миелин, но се произвежда от тип нервни клетки, наречени клетки на Шван..

Повечето от аксоните на периферната нервна система са покрити с миелин. Миелиновите обвивки също са сегментирани както в централната нервна система. Всяка миелинизирана област съответства на единична клетка на Schwann, която е обвита няколко пъти около аксона.

Химичният състав на миелина, продуциран от олигодендроцити и клетки на Шван, е различен.

Следователно, при множествена склероза имунната система на тези пациенти атакува само миелиновия протеин, произведен от олигодендроцитите, но не и този, генериран от клетките на Шван. По този начин периферната нервна система не се уврежда.

функции

Всички аксони на нервната система на почти всички бозайници са покрити с миелинови обвивки. Те са отделени един от друг с възли от Ранвие.

Потенциали на действие се движат различно от аксони с миелин, отколкото от тези, които не са миелинизирани (липсва това вещество).

Миелинът се обвива около аксона, без да позволява навлизането на извънклетъчната течност между тях. Единственото място на аксон, което контактува с извънклетъчната течност, е в възли Ранвие, между всяка миелинова обвивка.

По този начин потенциалът на действие се произвежда и преминава през миелинизирания аксон. Докато пресича зоната, пълна с миелина, потенциалът намалява, но все пак има сила да разгърне друг потенциал на действие в следния нодул. Потенциалите се повтарят във всеки нодул на Ранвие, който се нарича "соларна" проводимост..

Този тип шофиране, улеснен от структурирането на миелина, позволява на импулсите да пътуват много по-бързо през нашия мозък.

По този начин можем да реагираме навреме на възможните опасности или да развием познавателни задачи за секунди. В допълнение, това води до големи икономии на енергия за нашия мозък.

Развитие на миелин и нервна система

Процесът на миелинизация е бавен и започва приблизително 3 месеца след оплождането.

Развива се в различно време в зависимост от зоната на нервната система, която се формира. Например, префронталният регион е последната област, която е миелинизирана и отговаря за сложни функции като планиране, инхибиране, мотивация, саморегулиране и др..

При раждането, само някои области на мозъка са напълно миелинизирани. Като региони на мозъчния ствол, които насочват рефлекси. След като аксоните са миелинирани, невроните постигат оптимално функциониране и по-бързо и по-ефективно шофиране.

Въпреки че процесът на миелинизация започва в темпорален следродилен период, аксоните на невроните на мозъчните полукълба извършват този процес малко по-късно..

От четвъртия месец от живота невроните се миелират до второто детство (между 6 и 12 години). След това продължава в юношеска възраст (от 12 до 18 години) до ранна зряла възраст, което е свързано с развитието на комплексни когнитивни функции..

Първичните сензорни и двигателни зони на мозъчната кора започват да миелинизират пред фронталните и теменни асоциативни зони. Последните са напълно развити в продължение на 15 години.

Commissural, проекция и асоцииране влакна са myelinated по-късно от първичните зони. Всъщност структурата, която обединява двете мозъчни полукълба (наречена corpus callosum), се развива след раждането и завършва миелинизацията си на 5 години. По-голямото миелинизиране на тялото е свързано с по-добро когнитивно функциониране.

Доказано е, че процесът на миелинизация върви ръка за ръка с когнитивното развитие на човека. Невроналните връзки на мозъчната кора стават сложни и тяхната миелинизация е свързана с постигането на все по-сложно поведение..

Например, наблюдава се, че работната памет се подобрява, когато се развие фронталният лоб и миелинатите. Докато същото се случва с визуално пространствени умения и миелинизация на теменната област.

По-сложните двигателни умения, като седене или ходене, се развиват малко по малко паралелно с мозъчната миелинизация.

His et al. (2008) установиха, че районите на Broca и Wernicke преминават през пик на бърза миелинизация в същото време преди 18-месечна възраст. След тази възраст се наблюдава забавяне на процеса на миелинизация. Авторите съпоставят този факт с бързото развитие на речника около 2 години.

От друга страна, дъгообразният fasciculus, структурата, която се свързва с областта на Broca и Wernicke, продължава процеса на бърза миелинизация след тази възраст. Със сигурност това е свързано с придобиването на по-сложен език.

Всъщност, невропсихологичната оценка на децата се основава на идеята, че развитието на детските когнитивни функции е еквивалентно на тяхното мозъчно съзряване. Този процес се осъществява в две различни оси: вертикалната ос и хоризонталната ос.

Процесът на мозъчно съзряване следва вертикална ос, започвайки от субкортикални структури към кортикални структури (от мозъчния ствол нагоре). Освен това, веднъж вътре в кората, тя поддържа хоризонтална посока. Започвайки от първичните зони и продължавайки до регионите на асоцииране.

Това хоризонтално съзряване води до прогресивни промени в едно и също полукълбо на мозъка. Освен това се установяват структурни и функционални различия между двете полукълба.

Заболявания, свързани с миелина

Дефектната миелинизация е основната причина за неврологични заболявания. Когато аксоните загубят миелина, който е известен като демиелинизация, електрическите нервни сигнали се променят.

Демиелинизация може да възникне поради възпаления, метаболитни или генетични проблеми. Въпреки че, каквато и да е причината, загубата на миелин причинява значителна дисфункция на нервните влакна. По-специално, тя намалява или блокира нервните импулси между мозъка и останалата част от тялото.

Изследователите от 1980 г. индуцират химически загубата на миелин в гръбначния мозък на котките. Те открили, че нервните импулси пътуват по-бавно по нервните влакна. Това причинява, че през повечето време сигналите не достигат края на аксона.

През този период бяха идентифицирани и елементите на миелина, като протеините, които го създават, и гените, които ги кодират. Използвайки мишки, те променят гените, които произвеждат тези протеини, което води до миелинов дефицит.

Благодарение на тези модели на мишки е възможно да се знае повече за демиелинизиращите заболявания.

Загубата на миелин при хората е свързана с няколко разстройства на централната нервна система като инсулт, увреждания на гръбначния мозък и множествена склероза..

Някои от най-честите заболявания, свързани с миелина, са:

- Множествена склероза: при това заболяване имунната система, отговорна за защита на организма от бактерии и вируси, погрешно атакува миелиновите обвивки. Това причинява нервните клетки и гръбначния мозък да не могат да комуникират помежду си или да изпращат съобщения до мускулите.

Симптомите варират от умора, слабост, болка и изтръпване, до парализа и дори до загуба на зрението. Той включва също когнитивно увреждане и двигателни затруднения.

- Остър дисеминиран енцефаломиелит: появява се поради възпаление на мозъка и в краткотрайното, но интензивно мозъчно вещество, което уврежда миелина. Може да настъпи загуба на зрение, слабост, парализа и затруднено координиране на движенията.

- Напречен миелит: възпаление на гръбначния мозък, което причинява загуба на бяла материя на това място.

Други състояния са невромиелитна оптика, синдром на Гилен-Баре или демиелинизиращи полиневропатии..

Що се отнася до наследствени заболявания, засягащи миелин, левкодистрофия и болест на Шарко-Мари-Зъб могат да бъдат споменати. По-сериозно състояние, което силно уврежда миелина, е болестта на Канаван.

Симптомите на демиелинизация са много различни в зависимост от функциите на участващите нервни клетки. Проявите варират в зависимост от всеки пациент и заболяване и имат различни клинични представяния според всеки отделен случай. Най-честите симптоми са:

- Умора или умора.

- Проблеми с зрението: като замъглено виждане в центъра на зрителното поле, което засяга само едното око. Болката може да се появи и когато очите се движат. Друг симптом е двойното виждане или намаленото зрение.

- Загуба на слуха.

- Шум в ушите или шум в ушите, което е възприятие на звуци или бръмчене в ушите без външни източници, които ги произвеждат..

- Изтръпване или изтръпване на краката, ръцете, лицето или тялото. Това обикновено е известно като невропатия.

- Слабост на крайниците.

- Симптомите се влошават или се появяват отново след излагане на топлина, например след горещ душ.

- Промяна на когнитивните функции като проблеми с паметта или реч.

- Проблеми на координация, баланс или прецизност.

В момента се провеждат изследвания върху миелин за лечение на демиелинизиращи заболявания. Учените се опитват да регенерират увредения миелин и да предотвратят химическите реакции, които причиняват тези щети.

Те също така разработват лекарства за спиране или коригиране на множествена склероза. Освен това те изследват кои антитела са по-специално тези, които атакуват миелина и дали стволовите клетки могат да обърнат увреждането на демиелинизацията.

препратки

1. Carlson, N.R. (2006 г.). Физиология на поведението 8. Изд. Мадрид: Pearson.
2. Остър дисеминиран енцефаломиелит. (Н.О.). Възстановен на 14 март 2017 г. от Националния институт по неврологични заболявания и инсулт: english.ninds.nih.gov.
3. Миелин. (Н.О.). Получено на 14 март 2017 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Миелинова обвивка и множествена склероза (MS). (9 март 2017 г.). Получава се от Emedicinehealth: emedicinehealth.com.
5. Миелин: Общ преглед. (24 март 2015 г.). Взето от BrainFacts: brainfacts.org.
6. Morell P., Quarles R.H. (1999 г.). Миелиновата обвивка. В: Siegel G.J., Agranoff B.W., Albers R.W., et al., Eds. Основна неврохимия: молекулярни, клетъчни и медицински аспекти. 6-то издание. Филаделфия: Липинкот-Рейвън. Предлага се от: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Robertson, S. (11 февруари 2015 г.). Какво представлява Myelin? Изтеглено от Новини Медицински науки за живота: news-medical.net.
8. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Невропсихология на детското развитие. Мексико, Богота: редакция Модерното ръководство.