Zelo pogosto se, ko govorimo o inteligenci osebe, posebej nanašamo na zelo specifično vrsto celic: nevroni. Tako je normalno, da imenujemo mononevrokal, kateremu pripisujemo nizko inteligenco, s podcenjevanjem. Vendar pa, ideja, da so možgani v bistvu niz nevronov, je vse bolj zastarela.

Človeški možgani vsebujejo več kot 80 milijard nevronov, vendar to predstavlja samo 15% celokupnih celic v tem nizu organov.

Preostalih 85% zaseda druga vrsta mikroskopskega telesa: tako imenovane glijalne celice. Kot celota te celice tvorijo snov, imenovano glija ali nevroglija, ki sega skozi vse kotičke in robove živčnega sistema.

Trenutno je glija eno od področij študij z največjim napredkom v nevroznanosti, v iskanju razkrivanja vseh njegovih nalog in interakcije, ki jih ustvarijo, tako da živčni sistem deluje tako kot ga ima. In to, da možganov trenutno ni mogoče razumeti brez razumevanja posledic glije.

Odkritje glialnih celic

Termin nevroglija je leta 1856 skoval nemški patolog Rudolf Virchow. To je beseda, ki v grščini pomeni "lepilo (glia) nevronov (nevrolo)", saj je v času njegovega odkritja mislili so, da so nevroni povezani med seboj in tvorijo živce in, poleg tega, da je bil akson celica namesto dela nevrona. Zaradi tega je bilo predpostavljeno, da so te celice, ki so bile najdene blizu nevronov, pomagale strukturirati živce in olajšati združevanje med njimi in nič drugega. Precej pasivna in pomožna vloga, skratka.

Leta 1887 je slavni raziskovalec Santiago Ramón y Cajal prišel do zaključka, da so nevroni neodvisne enote in da so bili ločeni od drugih z majhnim prostorom, ki je bil pozneje znan kot sinaptični prostor. To je ovrglo idejo, da so aksoni več kot le deli neodvisnih živčnih celic. Vendar pa je ideja o glialni pasivnosti ostala. Danes pa danes, ugotavlja se, da je njegov pomen veliko večji od tistega, kar naj bi bilo.

Na nek način je ironično, da je ime, ki je bilo dano nevrogliji to. Res je, da pomaga pri strukturi, vendar ne samo, da opravlja to funkcijo, temveč tudi za njihovo zaščito, popravilo poškodb, izboljšanje živčnega impulza, ponudbo energije in celo nadzor nad pretokom informacij, med veliko več odkritih funkcij. So močno orodje za živčni sistem.

Vrste glialnih celic

Nevroglija je vrsta različnih vrst celic, ki imajo skupno to, da so v živčnem sistemu in niso nevroni.

Obstaja kar nekaj različnih tipov glialnih celic, vendar se bom osredotočil na pogovore o štirih razredih, ki se štejejo za najpomembnejše, in pojasnjujem najpomembnejše funkcije, odkrite do danes. Kot sem že povedal, to področje nevroznanosti vsak dan napreduje vse bolj, v prihodnosti pa se bodo pojavile nove podrobnosti, ki jih danes ne poznamo..

1. Schwannove celice

Ime te celice glia je v čast njenemu odkritelju, Theodore Schwann, bolj znan kot eden od očetov celične teorije. Ta vrsta glijalnih celic je edina najdena v perifernem živčnem sistemu (SNP), torej v živcih, ki tečejo po telesu..

Med preučevanjem anatomije živčnih vlaken pri živalih je Schwann opazoval celice, ki so bile povezane vzdolž aksona in ki je dala občutek, da so nekaj podobnega majhnim "biserom"; poleg tega jim ni dal večjega pomena. V prihodnjih študijah so odkrili, da so ti mikroskopski elementi v obliki kroglic v bistvu mielinski ovoji, pomemben izdelek, ki generira to vrsto celic..

Mielin je lipoprotein nudi izolacijo proti električnemu impulzu na akson, to pomeni, da omogoča, da se akcijski potencial ohrani dlje in dlje, zaradi česar električno pečenje gre hitreje in se ne razprši skozi nevronsko membrano. To pomeni, da delujejo kot guma, ki pokriva kabel.

Schwannove celice sposobnost izločanja več nevrotrofnih komponent, vključno z "živčnim rastnim faktorjem" (FCN), prvi rastni faktor v živčnem sistemu. Ta molekula služi za spodbujanje rasti nevronov med razvojem. Tudi ker ta tip glije obdaja akson, kot da bi bil cev, ima tudi vpliv na označevanje smeri, v katero naj raste..

Poleg tega je bilo razvidno, da je, ko je poškodovan živc v SNP, FCN se izloča, tako da lahko nevron naraste nazaj in obnovi svojo funkcionalnost. To pojasnjuje postopek, s katerim začasna paraliza, ki trpi mišice po trpljenju, izgine.

Tri različne celice Schwann

Pri prvih anatomih ni bilo razlik v Schwannovih celicah, z napredkom v mikroskopiji pa je bilo mogoče razlikovati do tri različne tipe, z dobro diferenciranimi strukturami in funkcijami. Tiste, ki sem jih opisal, so "mielinske", saj proizvajajo mielin in so najpogostejše.

Vendar pa, v nevronih s kratkimi aksoni obstaja še ena vrsta Schwannove celice, imenovane "neimelinirana", ker ne proizvaja mielinskih ovojnic. Ti so večji od prejšnjih, v notranjosti pa je več kot en akson naenkrat. Očitno ne proizvajajo mielinskih ovojnic, saj z lastno membrano že služi kot izolacija za te manjše aksone.

Zadnja vrsta te oblike nevroglije najdemo v sinapsi med nevroni in mišicami. Znane so kot Schwann-ove terminalne ali perisinaptične celice (med sinapsami). Funkcija, ki mu je bila podeljena v tem trenutku, je bila razkrita po zaslugi eksperimenta, ki ga je realiziral Richard Robitaille, nevrobiolog Univerze v Montrealu. Test je bil sestavljen iz dodajanja lažnih sporočil tem celicam, da bi videli, kaj se je zgodilo. Rezultat je bil, da je bil odziv, ki ga je izrazila mišica, spremenjen. V nekaterih primerih se je krčenje povečalo, v drugih primerih pa se je zmanjšalo. Sklep je bil ta Ta tip glije uravnava pretok informacij med nevronom in mišico.

2. Oligodendrociti

Znotraj centralnega živčnega sistema (CNS) ni Schwannovih celic, vendar imajo nevroni še eno obliko mielinske obloge zaradi alternativnega tipa glialnih celic. Ta funkcija se izvaja zadnji od velikih tipov odkritih nevrogelij: tistega, ki ga tvorijo oligodendrociti.

Njegovo ime se nanaša na to, kako so jih opisali prvi anatomi, ki so jih našli; celico z veliko majhnimi razširitvami. Toda resnica je, da z njimi ime ne gre veliko, saj je nekaj časa pozneje učenec Ramóna y Cajala, Pío del Río-Hortega, oblikoval izboljšave v takrat uporabljenem barvanju, ki so razkrile pravo morfologijo: celico z nekaj dolgimi podaljšanji, kot da so roke.

Mielin v CNS

Razlika med oligodendrociti in mieliniziranimi Schwannovimi celicami je, da prvi ne ovijejo aksona s svojim telesom, to počnejo s svojimi dolgimi podaljški, kot da so lovke hobotnice, in skozi njih se izloča mielin. Poleg tega mielin v CNS ni le izolacija nevrona.

Kot je leta 1988 pokazal Martin Schwab, odlaganje mielina na akson v nevronih v kulturi ovira njegovo rast. V iskanju pojasnila je Schwab in njegova ekipa uspelo očistiti več mielinskih proteinov, ki povzročajo to zaviranje: Nogo, MAG in OMgp. Zanimivo je, da je bilo v zgodnjih fazah razvoja možganov MAG protein mielina spodbujal rast nevrona, tako da je pri nevronu pri inverzni funkciji pri odraslih.. Razlog za to zaviranje je skrivnost, vendar znanstveniki upajo, da bo njegova vloga kmalu znana.

Drugi protein, ki ga najdemo v devetdesetih, najdemo v mielinu, tokrat s Stanleyjem B. Prusinerjem: Prionskim beljakovinam (PrP). Njegova funkcija v normalnem stanju je neznana, vendar v mutiranem stanju postane Prion in ustvari varianto Creutzfeldt-Jakobove bolezni, splošno znane kot bolezen norih krav.. Prion je beljakovina, ki pridobi avtonomijo in okuži vse celice glije, kar povzroči nevrodegeneracijo..

3. Astrociti

Ta tip glijalne celice je opisal Ramón y Cajal. Med opazovanjem nevronov je opazil, da ob nevronih obstajajo druge celice zvezdne oblike; od tod tudi njegovo ime. Nahaja se v osrednjem živčevju in optičnem živcu in po možnosti v gliji, ki opravlja večje število funkcij. Njena velikost je dva do desetkrat večja od velikosti nevrona in ima zelo različne funkcije

Krvno-možganska pregrada

Kri ne teče neposredno v CNS. Ta sistem je zaščiten s krvno-možgansko pregrado (BHE), zelo selektivno prepustno membrano. Astrociti so aktivno vključeni v to zdravljenje, odgovorna za filtriranje, kaj se lahko zgodi na drugi strani in kaj ne. Predvsem omogočajo vstop kisika in glukoze, da bi lahko nahranili nevrone.

Toda kaj se zgodi, če je ta ovira poškodovana? Poleg težav, ki jih povzroča imunski sistem, se skupine astrocitov premaknejo na poškodovano območje in se združijo, da tvorijo začasno oviro in ustavijo krvavitev..

Astrociti lahko sintetizirajo vlaknasto beljakovino, znano kot GFAP, s katero pridobijo robustnost, poleg tega, da izločijo drugo, ki mu sledijo beljakovine, ki jim omogočajo, da pridobijo vodotesnost.. Vzporedno s tem astrociti izločajo nevrotrofe, da bi spodbudili regeneracijo na tem območju.

Polnjenje kalijeve baterije

Druga od opisanih funkcij astrocitov je njihova aktivnost za ohranjanje akcijskega potenciala. Ko nevron generira električni impulz, zbere natrijeve ione (Na +), da z zunanjostjo postanejo bolj pozitivni. Ta proces, s katerim se električni naboji manipulirajo od zunaj in znotraj nevronov, povzroči stanje, znano kot depolarizacija, ki povzroči, da električni impulzi, ki tečejo skozi nevron, končajo v sinaptičnem prostoru. Med potovanjem, celični medij vedno išče ravnotežje v električnem naboju, zato izgublja kalijeve ione (K +)., se ujema z zunajceličnim medijem.

Če bi se to vedno zgodilo, bi na koncu ustvarili nasičenost kalijevih ionov na zunanji strani, kar bi pomenilo, da bi ti ioni prenehali prihajati iz nevrona, kar bi povzročilo nezmožnost generiranja električnega impulza. Tukaj vstopajo astrociti, absorbirajo te ione v njih, da očistijo zunajcelični prostor in mu omogočijo, da še naprej izloča več kalijevih ionov. Astrociti nimajo težav z nabojem, saj ne komunicirajo z električnimi impulzi.

4. Microglia

Zadnja izmed štirih najpomembnejših oblik nevrogelij je mikroglija. To so odkrili pred oligodendrociti, vendar so mislili, da izvirajo iz krvnih žil. Zaseda od 5 do 20 odstotkov populacije glije v SNV, in njegov pomen temelji na dejstvu, da je osnova imunskega sistema možganov. Z zaščito krvno-možganske pregrade, prosti prehod celic ni dovoljen, kar vključuje tudi delovanje imunskega sistema. Zato, možgani potrebujejo lasten obrambni sistem in to oblikuje ta tip glije.

Imunski sistem SNC

Ta glija celica ima veliko mobilnost, ki omogoča, da se hitro odzovemo na kakršenkoli problem, ki ga najdemo v CNS. Mikroglija ima sposobnost, da požrla poškodovane celice, bakterije in viruse, ter sprosti eno, ki ji sledijo kemična sredstva, s katerimi se bojujejo z vsiljivci. Toda uporaba teh elementov lahko povzroči stransko škodo, ker je tudi toksična za nevrone. Zato morajo po konfrontaciji, kot tudi astrociti, ustvariti nevrotrofne, da olajšajo regeneracijo prizadetega območja..

Prej sem govoril o poškodbi BBB, problemu, ki ga deloma povzročajo stranski učinki mikroglije, ko levkociti prečkajo BBB in preidejo v možgane. Notranjost CNS je za te celice nov svet in se odzivajo predvsem kot neznana, kot da bi bila grožnja, ki povzroča imunski odziv proti njemu.. Mikroglija sproži obrambo in izzove, kaj lahko rečemo "državljanska vojna"., povzroča veliko poškodb nevronov.

Komunikacija med glijo in nevroni

Kot ste videli, celice glije opravljajo veliko različnih nalog. Toda del, ki ni bil jasen, je, ali nevroni in nevrogli komunicirajo med seboj. Prvi raziskovalci so že zaznali, da glija, za razliko od nevronov, ne ustvarja električnih impulzov. Toda to se je spremenilo, ko je Stephen J. Smith preveril, kako komunicirajo, tako med seboj kot z nevroni.

Smith je imel intuicijo, da nevroglija uporablja kalcijev ion (Ca2 +) za prenos informacij, saj je ta element najpogosteje uporabljen v celicah. Nekako, on in njegovi kolegi so se s tem prepričanjem vrgli v bazen (navsezadnje nam "priljubljenost" iona ne pove veliko o njegovih posebnih funkcijah), vendar so imeli prav..

Ti raziskovalci so zasnovali eksperiment, ki je obsegal kulturo astrocitov, h kateri je bil dodan fluorescenčni kalcij, ki omogoča, da fluorescenčna mikroskopija vidi svoj položaj. Poleg tega je dodal v sredini zelo pogost nevrotransmiter, glutamat. Rezultat je bil takojšen. Deset minut videli so, kako je fluorescenca vstopila v astrocite in potovala med celicami, kot da bi bila val. S tem poskusom so pokazali, da glija komunicira med njo in nevronom, saj se brez nevrotransmiterja val ne zažene..

Zadnje znano o glialnih celicah

Z novimi raziskavami so odkrili, da glija zazna vse vrste nevrotransmiterjev. Poleg tega imajo tako astrociti kot mikroglija sposobnost izdelave in sproščanja nevrotransmiterjev (čeprav se ti elementi imenujejo gliotransmiterji, ker so izvorno iz glije) in tako vplivajo na sinapse nevronov..

Trenutno področje študija je videti kjer celice glij vplivajo na splošno delovanje možganov in kompleksne miselne procese, kot so učenje, spomin ali spanje.