Kad se referiramo na ljudski mozak, općenito mislimo da ga čine neuroni koji određuju naš razmišljanja i inteligencije. Pa to je istina samo u malom postotku.
Ljudski mozak sastoji se od više od 80.000 milijardi neuronaAli ta brojka predstavlja samo oko 15% ukupnog broja stanica u organima koji ga čine.
Stanice živčanog sustava i njihova funkcija u ljudskom tijelu
Preostalih 85% čine druge mikroskopske stanice, tzv. glija staniceodgovoran za stvaranje tvari zvane glija koja se proteže do svakog kutka živčanog sustava.
Glija stanice, poznate i kao neuroglija ili jednostavno glija, ne sudjeluju izravno u sinaptičkim vezama kao neuroni, ali njihovo pravilno funkcioniranje im to omogućuje signali između neurona se učinkovito prenose i stabilni. Drugim riječima, djeluju kao „ljepilo živaca“ na kojem se temelje neuronske mreže.
Glija stanice su odgovorne za pomaganje neuronima u njihovom procesu prijenos elektrokemijskih impulsa kroz živčani sustav. Ove stanice su odgovorne za pružanje hranjive tvari, zadrži strukturaubrzati samu neuronsku vodljivost, popraviti oštećenje i osigurati energija za neuronekao i regulaciju kemijskog okruženja koje ih okružuje (ioni, glukoza, aminokiseline itd.).
Među glavnim tvarima koje glija stanice pomažu u transportu ili regulaciji su glukoza (osnovni izvor energije za mozak), razne aminokiseline uključen u sintezu neurotransmitera i različitih ioni (kao što su natrij, kalij ili kalcij) bitni za neuronsku podražljivost.
Među tim brojnim glijalnim stanicama koje se nalaze u mozgu, tzv oligodendrociti zbog svoje sposobnosti da formira zaštitne mijelinske ovojnice aksona središnjeg živčanog sustava.
- Mijelin je izolacijski lipoprotein To omogućuje pojačanje akcijskog potencijala u vremenu i udaljenosti. Štiti akson od električnog impulsa, čineći njegov odgovor bržim. putovati i sprječava njegovo širenje preko neuronske membrane. Zahvaljujući mijelinu, tzv. saltatorna kondukcijaImpuls "skače" s jednog Ranvierovog čvora na drugi, što uvelike povećava brzinu prijenosa.
- Oligodendrociti, Schwannove stanice, astrociti i mikroglije Ovo su četiri najvažnije vrste glijalnih stanica. Zajedno podržavaju, hrane, štite i reguliraju neurone.
Schwannove stanice
To su jedine glija stanice koje se nalaze u živcima koji prolaze kroz tijelo, tj. u periferni živčani sustav (PNS)To su vrsta mikroskopske mahune koja nalikuje "biserima" sastavljenim od mijelin koji okružuju periferne aksone.
Svaka Schwannova stanica omotava svoju citoplazmu oko jednog aksona, stvarajući segment mijelinske ovojnice. Za razliku od oligodendrocita, koji mogu istovremeno mijelinizirati, Schwannove stanice ne omotavaju svoju citoplazmu oko jednog aksona. desetke aksona u središnjem živčanom sustavuSchwannove stanice su odgovorne za jedan akson, što označava ključnu strukturnu i funkcionalnu razliku između CNS-a i PNS-a.
Oni su u stanju razdvojiti "Faktor rasta živaca" (NCF), molekula koja služi za stimulaciju rast neurona tijekom razvoja, a također sudjeluje u procesima popravka nakon ozljede perifernog živca.
Schwannove stanice aktivno sudjeluju u regeneracija perifernih živacaKada je živac ozlijeđen, ove stanice pomažu u uklanjanju ostataka mijelina i oštećenih aksona (u suradnji s makrofagima) te formiraju "tunele" tkiva zvane Büngnerove vrpce koje vode rast novih aksona do njihovog odredišta.
Schwannove stanice su, dakle, odgovorne za stvaranje mijelina u perifernom živčanom sustavu, za potporu strukturi živaca i olakšavanje održavanja i oporavka periferne funkcije.
Astrociti
To su stanice koje se nalaze u blizini neurona, zvjezdastog su oblika i veće su veličine u usporedbi s neuronima; nalaze se u središnji živčani sustav (SŽS) i kroz očni živac.
Astrociti su vrsta "vojnika" koji su dio Krvno-moždana barijera (KMB)Endotel je zaštitna membrana središnjeg živčanog sustava (SŽS) čija je funkcija spriječiti izravan protok krvi u nju. To sprječava nekontrolirani ulazak toksina, patogena i potencijalno štetnih molekula.
Astrociti su odgovorni za filtrirati što može ili ne može proći u CNSOmogućuju im ulaz kisik i glukozaOni su primarna "hrana" za neurone i pomažu u uklanjanju metaboličkog otpada. Nadalje, reguliraju koncentraciju iona u izvanstaničnom prostoru, moduliraju sinaptičku aktivnost i doprinose recikliranju neurotransmitera poput glutamata.
Zajedno s oligodendrocitima, astrociti čine dio onoga što se naziva makroglija, skupina većih glijalnih stanica koja obavlja bitne strukturne i metaboličke funkcije za neuronsku mrežu.
mikroglije
To je skupina stanica koja tvori bazu imunološki sustav mozgaBudući da krvno-moždana barijera ne dopušta slobodan prolaz stanica iz perifernog imunološkog sustava, mozak ima vlastiti obrambeni sustav, a te stanice su njegovi zaštitni vojnici.
Osnovna funkcija ovih stanica je braniti i popravljati mozak ozljeda uzrokovanih invazivnim mikroorganizmima, staničnim ostacima i raznim bolestima.
Mikroglija neprestano skenira CNS za oštećeni plakovi, promijenjeni neuroni i infektivni agensiVrlo je osjetljiv na okolinu i sposoban je otkriti i najmanje promjene u biološkom sastavu moždanog tkiva.
Ove stanice lociraju i neutraliziraju bilo koji plak, fragmente deoksiribonukleinska kiselina (DNK)neuronske spletke, mrtve stanice, oštećene stanice i strane materijale. Zbog toga se mogu smatrati "domaćice" mozga, odgovoran za čišćenje staničnih ostataka i uklanjanje potencijalno toksičnih elemenata.
Detaljan opis oligodendrocita
Oligodendrociti su vrsta glialnih stanica koje se nalaze isključivo u središnjem živčanom sustavuTo jest, u mozgu i leđnoj moždini. Njihova glavna karakteristika je da su odgovorni za formiranje mijelinske ovojnice koji okružuju aksone neurona u CNS-u.
Imaju mnogo nastavaka koji se omotavaju oko aksona nekoliko neurona, tako da jedan oligodendrocit može mijeliniziraju brojne aksone odjednom, za razliku od Schwannovih stanica.
Mijelinske ovojnice stvorene oko aksona neurona imaju svrhu električno izolirati živčana vlakna i povećati brzina prijenosa elektrokemijskih impulsaZahvaljujući toj strukturi, akcijski potencijali mogu se brzo širiti na velike udaljenosti bez gubitka intenziteta.
U nekim aksonima, mijelinske ovojnice ne tvore kontinuirani omotač, već su prekidane u pravilnim intervalima, što dovodi do onoga što se naziva aksonskim putevima. Ranvierovi čvoroviOve male praznine bez mijelina omogućuju saltatorno provođenje: impuls se regenerira u svakom čvoru, što dodatno ubrzava širenje signala.
Mijelinacija počinje tijekom intrauterinog života: počinje oko 16. tjedan trudnoće u leđnoj moždini i napreduje nakon rođenja sve dok mnoga glavna živčana vlakna ne budu mijelinizirana do trenutka kada dijete počne hodati. Mijelin se nastavlja formirati i usavršavati tijekom djetinjstva, adolescencije, pa čak i odrasle dobi, što je povezano s razvojem složenih kognitivnih vještina i plastičnost mozga.
Čak i u odrasloj dobi, oligodendrociti se nastavljaju proizvoditi iz progenitorske stanice specijalizirane (oligodendrocitne progenitorske stanice ili OPC). Ove progenitorske stanice mogu se diferencirati u zrele oligodendrocite sposobne za stvaranje novog mijelina ili popravak demijeliniziranih područja nakon ozljede ili bolesti.
S razvojnog gledišta, oligodendrociti nastaju u specifičnim regijama blizu moždanih ventrikula i neuralne cijevi, odakle migriraju do svojih konačnih odredišta u bijeloj i sivoj tvari. Tijekom tog putovanja prolaze kroz nekoliko faza: progenitorske stanice, nezreli oligodendrociti i potpuno diferencirani oligodendrociti koji formiraju mijelin.
Vrste oligodendrocita
Oligodendrociti se mogu klasificirati uglavnom prema njihovim funkcijama, iako su strukturno i molekularno vrlo slični. Evo dva glavna tipa: interfascikularni y satelitNadalje, prepoznaju se sljedeći: progenitorski oligodendrociti kao ključna stanična populacija za popravak i plastičnost CNS-a.
- The interfašikularni oligodendrociti Oni su ti koji su zaduženi za stvaranje mijelinskih ovojnica i oni čine dio bijele tvari mozga. Oni su "klasični" tip oligodendrocita koji se proučava kada se raspravlja o mijelinaciji.
- The satelitski oligodendrociti Oni su dio sive tvari, nisu proizvođači mijelinaNe prianjaju uz neurone tvoreći ovojnice niti služe kao električni izolatori. Njihove funkcije nisu u potpunosti razjašnjene, iako se smatra da sudjeluju u održavanje izvanstanične kemijske ravnoteže i u regulaciji sinapsijskog okruženja.
- The progenske stanice oligodendrocita (OP) Smatraju se „matičnim stanicama“ zrelih oligodendrocita. Imaju sposobnost diobe i diferencijacije kako bi stvarale nove mijelinizirajuće stanice, posebno nakon ozljeda ili procesa demijelinizacije. Njihova je uloga bitna u regeneracija i popravak mijelina u središnjem živčanom sustavu.
Funkcije oligodendrocita
Budući da točne funkcije satelitskih oligodendrocita nisu poznate, opisat ćemo samo funkcije interfašikularni oligodendrociti i o općim funkcijama koje obavlja skup oligodendrocita i njihovih progenitora u središnjem živčanom sustavu.
Ubrzanje neuronskog prijenosa
Brzina akcijskih potencijala povećava se kada su aksoni mijelinizirani. U aksonima s mijelinskim ovojnicama odvojenim Ranvierovim čvorovima, električni impuls ne putuje kontinuirano, već "skače" s čvora na čvor. To omogućuje signalu da putuje Previše brže nego u nemijeliniziranim vlaknima.
El ispravan rad sustava Hormonska i mišićna funkcija poboljšana je adekvatnom brzinom živčanog provođenja. Motorna koordinacija, refleksi, senzorna percepcija i velik dio kognitivne aktivnosti ovise o preciznosti i brzini ovog provođenja.
La inteligencia Oligodendrociti su također povezani s integritetom i količinom mijelina u određenim područjima mozga. Studije su pronašle pozitivne korelacije između gustoće mijelina u bijeloj tvari i uspješnosti u kognitivnim zadacima, što sugerira da oligodendrociti neizravno doprinose sposobnostima poput učenja i rasuđivanja.
Izolacija stanične membrane
Izolacija neuronskih aksona od vanjske okoline stanica sprječava ionska filtracija kroz staničnu membranu. Mijelin djeluje kao izolacijski premaz sličan plastici koja prekriva električne žice, sprječavajući kratke spojeve i gubitak signala.
Zahvaljujući toj izolaciji, oligodendrociti osiguravaju izmjenu iona (posebno natrij i kalijAkcijski potencijali koncentrirani su u vrlo specifičnim regijama, Ranvierovim čvorovima, gdje se regeneriraju. To čini prijenos učinkovitijim. energetski učinkovit i jeftiniji za neuron.
Strukturiranje živčanog sustava
Budući da neuroni nisu sposobni samostalno obavljaju svoju funkcijuGlija stanice, a posebno interfascikularni oligodendrociti, odgovorni su za potporu mrežna struktura neuronaOni pružaju fizičku potporu koja održava vlaknaste trakte bijele tvari organiziranima i doprinose trodimenzionalnoj arhitekturi mozga.
Nadalje, raspodjela mijelina djelomično definira područja bijela tvar y sive tvari živčanog sustava. Bijela tvar bogata je mijeliniziranim aksonima, dok siva tvar sadrži uglavnom neuronske some (stanična tijela) i sinapse. Bez oligodendrocita, ova anatomska organizacija bila bi radikalno promijenjena.
Potpora razvoju i opstanku neurona
Oligodendrociti su proizvođači proteini i neurotrofični faktori koji, u svojoj interakciji s neuronima, održavaju ih aktivnima, čime sprječavaju programirana stanična smrt (apoptoza).
Ti čimbenici uključuju molekule koje potiču neuronska diferencijacijaOni vode rast aksona i dendrita i potiču sazrijevanje neuronskih krugova tijekom razvoja. Također reagiraju na električnu aktivnost neurona modificiranjem mijelina prema upotrebi, što izravno povezuje oligodendrocite s sinaptička plastičnost i učenje.
Homeostaza izvanstanične tekućine
Iako satelitski oligodendrociti nemaju jasnu funkciju potpuno definirani, smatraju se važnima za održavanje homeostatska ravnoteža vanjske okoline obližnjih neurona. Pomažu u regulaciji koncentracije iona, vode i metabolita u sivoj tvari, doprinoseći stabilnom okruženju za sinaptički prijenos.
Progenski oligodendrociti, sa svoje strane, omogućuju mozgu da ima rezerva stanica sposobnih za zamjenu oštećenih oligodendrocita i za remijelinizaciju aksona nakon ozljede, što je ključno za održavanje dugoročne funkcionalnosti središnjeg živčanog sustava.
Komunikacija između neurona i mijelinizirajućih glijalnih stanica
Dugo se smatralo da su neuroni jedine stanice s aktivnom ulogom u obradi informacija. Međutim, sve je više dokaza da... glija stanice, a posebno oligodendrociti i Schwannove staniceSudjeluju u složenoj dvosmjernoj komunikacijskoj mreži s aksonima koje mijeliniziraju.
Oslobađanje neuronske aktivnosti kemijski glasnici ne samo u klasičnim sinapsama, već i u ekstrasinaptičkim područjima aksona. Ovi glasnici, zajedno s lokalnim promjenama u koncentraciji iona, djeluju kao signali za glialne stanice, regulirajući procese kao što su proliferacija, diferencijacija i mijelinizacija.
Na primjer, u središnjem živčanom sustavu, aktivnost aksona može modulirati fosforilacija mijelinskog bazičnog proteina (MBP) U oligodendrocitima se to događa putem signalizacije posredovane dušikovim oksidom i puteva protein kinaze. Na taj način, ponovljena upotreba određenih krugova može dovesti do strukturnih promjena u mijelinu, pojačavajući najaktivnije veze.
U SNP-u, opstanak i sazrijevanje prekursori Schwannovih stanica Ovise o signalima dobivenim iz aksona, kao što su neuroregulin-1 ili određeni endoteliniOve molekule reguliraju kada i kako Schwannove stanice proliferiraju, diferenciraju se i počinju mijelinizirati, osiguravajući da postoji dovoljan broj mijelinizirajućih stanica samo tamo gdje su aksonima potrebne.
Ovaj stalni dijalog aksona i glije je ključan za normalan razvoj živčanog sustava, popravak nakon ozljede i održavanje učinkovitog prijenosa živčanih signala tijekom cijelog života.
Bolesti povezane s mijelinom
Budući da je mijelin neophodan za brzina i točnost prijenosa živčanih podatakaBilo kakva promjena u njihovoj strukturi, u oligodendrocitima ili u Schwannovim stanicama može uzrokovati bolesti koje se nazivaju demijelinizirajućiOve patologije utječu i na središnji živčani sustav (CNS) i na središnji živčani sustav (PNS) te mogu imati autoimune, genetske, metaboličke, upalne, infektivne ili toksične uzroke.
Miller Fisherov sindrom
To je varijanta Guillain-Barréov sindrom, autoimuna bolest karakterizirana stvaranjem antitijela protiv mijelina neurona perifernog živčanog sustava.
Kada je periferni mijelin oštećen, gubi se pravilna mijelinska ovojnica. provođenje signala između organizma i CNS-ašto dovodi do potencijalno ozbiljne paralize mišića i promijenjenog osjeta.
Simptomi povezani s Ova bolest uključuje oftalmoplegiju (paraliza očnih mišića), ataksija (gubitak koordinacije pokreta) i arefleksija (odsutnost refleksa). Ako se liječi na vrijeme, općenito ima dobre izglede za dugoročno poboljšanje, zahvaljujući sposobnosti remijelinizacije perifernog živčanog sustava.
Charcot-Marie-Toothova bolest (CMT)
Je nasljedna bolest koji utječe na periferne živce i poznat je kao periferna neuropatijaPovezan je s mutacijama u genima koji kodiraju ključne periferne mijelinske proteine, kao što su protein nula (P0), periferni mijelinski protein 22 (PMP22) ili određeni koneksini uključeni u komunikaciju unutar Schwannovih stanica.
Uzrokuje progresivno oštećenje perifernih živaca, sa simptomima kao što su distalna mišićna slabostDeformiteti stopala i ruku, senzorni poremećaji i gubitak refleksa uobičajeni su simptomi. Iako neke periferne neuropatije mogu biti povezane s dijabetesom i drugim metaboličkim uzrocima, karpometakarpalgija je među najčešćim oblicima. genetski perifernog oštećenja mijelina.
Multipla skleroza
To je bolest središnjeg živčanog sustava koja blokira ili usporava komunikaciju između mozga i tijelaTo se događa kada mijelinska ovojnica koja štiti živčane stanice su ozlijeđene, utječu na mozak i srž kičmeni.
Kod multiple skleroze, imunološki sustav pogrešno napada mijelin, a ponekad i oligodendrocite, uzrokujući upalu i stvaranje demijelinizirajući plakovi u različitim regijama središnjeg živčanog sustava. S vremenom se aksoni također mogu oštetiti, što dovodi do trajnijeg neurološkog invaliditeta.
Najčešći simptomi su posljedica gubitak ravnoteženevoljni pokreti mišića, problemi s kretanjem, poteškoće s koordinacijom, tremor, slabost, zatvor ili poremećaji crijeva, kao i umor i, u nekim slučajevima, vidna i kognitivna oštećenja.
Poznato je da postoje spontani pokušaji remijelinizacija progenitorskim oligodendrocitima, ali kod mnogih ljudi s multiplom sklerozom ti su procesi nedovoljni ili se s vremenom iscrpljuju, što glialne stanice čini ključnom metom za razvoj budućih neuroprotektivni i regenerativni tretmani.
Amiotrofična lateralna skleroza (ALS)
Progresivno napada motorički neuronikoji kontroliraju voljne mišiće. Karakterizira ga postupna degeneracija tih neurona sve dok se ne dosegne smrt neurona i organizma.
Iako je ALS prvenstveno povezan s propadanjem neurona, nedavna istraživanja pokazuju da glija stanice i mijelin Također bi mogli igrati ulogu u progresiji bolesti mijenjajući metaboličko i potporno okruženje motornih neurona.
Balóova bolest ili Balóova koncentrična skleroza
Općenito pogađa djecu, a rijetko odrasle. Sastoji se od gubitak mijelina u mozgu koji usvaja karakterističan uzorak u obliku koncentričnih prstenova na slikama mozga.
Rijetko je i njegovi točni uzroci su potpuno nepoznati. Uzrokuje progresivna paralizanevoljne pokrete mišića, epileptičke napadaje i druge teške neurološke probleme, budući da je to povezano s lokaliziranim, ali intenzivnim uništavanjem mijelina.
Leukodistrofije
Sastoje se od promjena u vid i motorički sustavmeđu ostalim simptomima. Oni potječu od uništavanje mijelina zbog enzimskih defekata u stvaranju ili održavanju mijelina ili zbog procesa vaskularnog, infektivnog, autoimunog, upalnog ili toksičnog podrijetla.
Kod leukodistrofija genetskog podrijetla, promjene u enzimima potrebnim za sintezu ili razgradnju mijelinski specifični lipidi Uzrokuju nakupljanje ili nedostatak esencijalnih komponenti, s razornim posljedicama za integritet bijele tvari mozga.
Razumijevanje funkcije oligodendrocita, Schwannovih stanica i mijelina omogućuje nam da shvatimo u kojoj mjeri su te strukture, često nevidljive široj javnosti, temeljne za naše um, naši pokreti i naša osjetila normalno funkcioniraju i zašto je istraživanje glijalnih stanica postalo jedan od temelja za rješavanje mnogih neuroloških bolesti.