Apabila kita merujuk kepada otak manusia, kita secara umum berpendapat bahawa ia terdiri daripada neuron yang menentukan otak kita pemikiran dan kepintaran. Ini benar hanya dalam peratusan yang kecil.
Otak manusia terdiri daripada lebih daripada 80.000 bilion neuronTetapi angka ini hanya mewakili kira-kira 15% daripada jumlah sel dalam organ yang membentuknya.
Sel-sel sistem saraf dan fungsinya dalam tubuh manusia
85% lagi terdiri daripada sel mikroskopik lain yang dipanggil sel glialbertanggungjawab untuk membentuk bahan yang dipanggil glia yang meluas ke setiap sudut sistem saraf.
Sel glial, juga dikenali sebagai neuroglia atau ringkasnya glia, tidak terlibat secara langsung dalam sambungan sinaptik seperti neuron, tetapi fungsinya yang betul membolehkannya Isyarat antara neuron dihantar dengan cekap dan stabil. Dalam erti kata lain, ia bertindak sebagai "gam saraf" yang menyokong rangkaian saraf.
Sel glial bertanggungjawab membantu neuron dalam prosesnya penghantaran impuls elektrokimia melalui sistem saraf. Sel-sel ini bertanggungjawab untuk menyediakan nutrien, simpan strukturmempercepatkan pengaliran saraf itu sendiri, membaiki kerosakan, dan menyediakan tenaga kepada neuronserta mengawal selia persekitaran kimia yang mengelilinginya (ion, glukosa, asid amino, dll.).
Antara bahan utama yang dibantu oleh sel glial untuk mengangkut atau mengawal selia ialah glukosa (sumber tenaga asas untuk otak), pelbagai asid amino terlibat dalam sintesis neurotransmiter dan pelbagai ion (seperti natrium, kalium atau kalsium) penting untuk kebolehujaan neuron.
Di antara banyak sel glial yang terdapat di otak, yang disebut oligodendrocytes kerana keupayaannya untuk membentuk sarung mielin pelindung daripada akson sistem saraf pusat.
- Myelin adalah lipoprotein penebat Ini membolehkan penguatan potensi tindakan dalam masa dan jarak. Ia melindungi akson daripada impuls elektrik, menjadikan tindak balasnya lebih pantas. laluan dan menghalang penyebarannya merentasi membran neuron. Terima kasih kepada mielin, apa yang dipanggil pengaliran garamImpuls "melompat" dari satu nod Ranvier ke nod yang lain, yang meningkatkan kelajuan penghantaran dengan ketara.
- Oligodendrocytes, sel Schwann, astrosit dan microglia Ini adalah empat jenis sel glial yang paling penting. Bersama-sama, ia menyokong, menyuburkan, melindungi dan mengawal selia neuron.
Sel Schwann
Mereka adalah satu-satunya sel glial yang terdapat dalam saraf yang berjalan di seluruh badan, iaitu, dalam sistem saraf periferi (PNS)Ia adalah sejenis polong mikroskopik yang menyerupai "mutiara" yang terdiri daripada myelin yang mengelilingi akson periferi.
Setiap sel Schwann membalut sitoplasmanya di sekeliling satu akson, menghasilkan segmen sarung mielin. Tidak seperti oligodendrosit, yang boleh bermielin secara serentak, sel Schwann tidak membalut sitoplasmanya di sekeliling satu akson. berpuluh-puluh akson dalam sistem saraf pusatSel Schwann bertanggungjawab untuk satu akson, yang menandakan perbezaan struktur dan fungsi utama antara SSP dan PNS.
Mereka dapat memisahkan "Faktor pertumbuhan saraf" (NCF), molekul yang berfungsi untuk merangsang pertumbuhan neuron semasa perkembangan dan turut mengambil bahagian dalam proses pembaikan selepas kecederaan saraf periferi.
Sel Schwann secara aktif mengambil bahagian dalam penjanaan semula saraf periferalApabila saraf cedera, sel-sel ini membantu membersihkan serpihan mielin dan akson yang rosak (dengan kerjasama makrofaj) dan membentuk "terowong" tisu yang dipanggil jalur Büngner yang membimbing pertumbuhan akson baharu ke destinasi mereka.
Oleh itu, sel Schwann bertanggungjawab untuk pembentukan mielin dalam sistem saraf periferi, untuk menyokong struktur saraf dan memudahkan penyelenggaraan dan pemulihan fungsi periferi.
Astrosit
Ini adalah sel-sel yang terdapat berhampiran neuron, berbentuk bintang dan bersaiz lebih besar berbanding neuron; ia terletak di sistem saraf pusat (SSP) dan melalui saraf optik.
Astrosit ialah sejenis "askar" yang merupakan sebahagian daripada Penghalang Darah-Otak (BBB)Endothelium ialah membran pelindung sistem saraf pusat (SSP) yang berfungsi untuk menghalang darah daripada mengalir terus ke dalamnya. Ini menghalang kemasukan toksin, patogen dan molekul yang berpotensi berbahaya yang tidak terkawal.
Astrosit bertanggungjawab untuk tapis apa yang boleh atau tidak boleh sampai ke SSPMereka membenarkan kemasukan ke oksigen dan glukosaIa merupakan "makanan" utama untuk neuron dan membantu menyingkirkan sisa metabolik. Tambahan pula, ia mengawal kepekatan ion dalam ruang ekstraselular, memodulasi aktiviti sinaptik dan menyumbang kepada kitar semula neurotransmiter seperti glutamat.
Bersama-sama dengan oligodendrosit, astrosit membentuk sebahagian daripada apa yang dipanggil makroglia, sekumpulan sel glial yang lebih besar yang melaksanakan fungsi struktur dan metabolik penting untuk rangkaian neuron.
Microglia
Ia merupakan kumpulan sel yang membentuk asas sistem imun otakOleh kerana penghalang darah-otak tidak membenarkan laluan bebas sel daripada sistem imun periferi, otak mempunyai sistem pertahanannya sendiri, dan sel-sel ini adalah askar pelindungnya.
Fungsi asas sel-sel ini ialah mempertahankan dan membaiki otak kecederaan yang disebabkan oleh mikroorganisma invasif, serpihan selular dan pelbagai penyakit.
Mikroglia sentiasa mengimbas SSP untuk plak yang rosak, neuron yang diubah, dan agen berjangkitIa sangat sensitif terhadap persekitaran dan mampu mengesan perubahan terkecil dalam komposisi biologi tisu otak.
Sel-sel ini mencari dan meneutralkan sebarang plak, serpihan asid deoksiribonukleik (DNA)kusut saraf, sel mati, sel rosak dan bahan asing. Atas sebab ini, ia boleh dianggap sebagai "suri rumah" otak, bertanggungjawab untuk membersihkan serpihan selular dan menyingkirkan unsur-unsur yang berpotensi toksik.
Oligodendrosit secara terperinci
Oligodendrosit adalah sejenis sel glial yang terdapat secara eksklusif dalam sistem saraf pusatIaitu, di otak dan saraf tunjang. Ciri utama mereka ialah mereka bertanggungjawab untuk membentuk sarung mielin yang mengelilingi akson neuron dalam SSP.
Mereka mempunyai banyak sambungan yang melilit akson beberapa neuron, supaya satu oligodendrosit boleh mielinate pelbagai akson sekaligus, tidak seperti sel Schwann.
Sarung mielin yang terbentuk di sekeliling akson neuron mempunyai tujuan untuk melindungi gentian saraf secara elektrik dan meningkatkan kelajuan penghantaran impuls elektrokimiaDisebabkan oleh struktur ini, potensi tindakan boleh merambat dengan pantas dalam jarak jauh tanpa kehilangan keamatan.
Dalam sesetengah akson, sarung mielin tidak membentuk lapisan berterusan, tetapi terganggu pada selang masa yang tetap, lalu menimbulkan apa yang dipanggil saluran akson. nod RanvierJurang kecil tanpa mielin ini membolehkan pengaliran garam berlaku: impuls dijana semula pada setiap nod, seterusnya mempercepatkan penyebaran isyarat.
Mielinasi bermula semasa kehidupan intrauterin: ia bermula sekitar Minggu ke-16 kehamilan dalam saraf tunjang dan berkembang selepas kelahiran sehingga banyak gentian saraf utama bermielin apabila kanak-kanak mula berjalan. Mielin terus membentuk dan memperhalusi dirinya sepanjang zaman kanak-kanak, remaja, dan juga dewasa, yang dikaitkan dengan perkembangan kemahiran kognitif yang kompleks dan keplastikan otak.
Walaupun pada usia dewasa, oligodendrosit terus dihasilkan daripada sel progenitor khusus (sel progenitor oligodendrosit atau OPC). Progenitor ini boleh membezakan diri menjadi oligodendrosit matang yang mampu membentuk mielin baharu atau membaiki kawasan terdemielin selepas kecederaan atau penyakit.
Dari perspektif perkembangan, oligodendrosit berasal dari kawasan tertentu berhampiran ventrikel serebrum dan tiub saraf, dari mana ia berhijrah ke destinasi terakhirnya dalam jirim putih dan kelabu. Semasa perjalanan ini, ia melalui beberapa peringkat: sel progenitor, oligodendrosit yang tidak matang dan oligodendrosit pembentuk mielin yang terbeza sepenuhnya.
Jenis oligodendrocytes
Oligodendrocytes dapat dikelaskan terutamanya oleh fungsinya, walaupun secara struktur dan molekulnya sangat serupa. Terdapat dua jenis utama: antarafasikular y satelitTambahan pula, perkara berikut diiktiraf: oligodendrosit progenitor sebagai populasi sel utama untuk pembaikan dan keplastikan SSP.
- The oligodendrocytes interfaskular Merekalah yang bertanggungjawab ke atas pembentukan sarung mielin dan ia membentuk sebahagian daripada jirim putih otak. Ia adalah jenis oligodendrosit "klasik" yang dikaji apabila membincangkan mielinasi.
- The oligodendrosit satelit Mereka membentuk sebahagian daripada jirim kelabu, mereka bukan pengeluar mielinMereka tidak melekat pada neuron membentuk sarung dan juga tidak berfungsi sebagai penebat elektrik. Fungsi mereka tidak difahami sepenuhnya, walaupun mereka dianggap terlibat dalam penyelenggaraan keseimbangan kimia ekstraselular dan dalam pengawalaturan persekitaran sinaps.
- The sel progenitor oligodendrosit (OP) Mereka dianggap sebagai "sel stem" bagi oligodendrosit matang. Mereka mempunyai kapasiti untuk membahagi dan membezakan untuk menghasilkan sel-sel mielinasi baharu, terutamanya selepas kecederaan atau proses demielinasi. Peranan mereka adalah penting dalam regenerasi dan pembaikan mielin dalam sistem saraf pusat.
Fungsi oligodendrosit
Oleh kerana fungsi sebenar oligodendrosit satelit tidak diketahui, kami hanya akan menerangkan fungsi-fungsi oligodendrocytes interfaskular dan fungsi umum yang dilakukan oleh set oligodendrosit dan progenitornya dalam SSP.
Pecutan transmisi saraf
Kelajuan potensi tindakan meningkat apabila akson bermielin. Dalam akson dengan sarung mielin yang dipisahkan oleh nod Ranvier, impuls elektrik tidak bergerak secara berterusan tetapi sebaliknya "melompat" dari nod ke nod. Ini membolehkan isyarat bergerak lebih pantas berbanding pada gentian yang tidak bermielin.
El operasi sistem yang betul Fungsi hormon dan otot dipertingkatkan oleh kadar pengaliran saraf yang mencukupi. Koordinasi motor, refleks, persepsi deria dan sebahagian besar aktiviti kognitif bergantung pada ketepatan dan kelajuan pengaliran ini.
La inteligencia Oligodendrosit juga telah dikaitkan dengan integriti dan kuantiti mielin di kawasan otak tertentu. Kajian telah menemui korelasi positif antara ketumpatan mielin dalam jirim putih dan prestasi tugas kognitif, menunjukkan bahawa oligodendrosit menyumbang secara tidak langsung kepada kebolehan seperti pembelajaran dan penaakulan.
Pengasingan membran sel
Mengasingkan akson neuron daripada persekitaran luaran sel menghalang penapisan ion melalui membran sel. Mielin bertindak sebagai salutan penebat yang serupa dengan plastik yang menutupi wayar elektrik, mencegah litar pintas dan kehilangan isyarat.
Disebabkan oleh penebat ini, oligodendrosit memastikan pertukaran ion (terutamanya natrium dan kaliumPotensi tindakan tertumpu di kawasan yang sangat spesifik, iaitu nod Ranvier, di mana ia dijana semula. Ini menjadikan penghantaran lebih cekap. cekap tenaga dan lebih murah untuk neuron.
Menyusun sistem saraf
Oleh kerana neuron tidak mampu melaksanakan fungsi mereka sendiriSel glia, dan terutamanya oligodendrosit antara fasikular, bertanggungjawab untuk menyokong struktur rangkaian neuronMereka menyediakan sokongan fizikal yang memastikan saluran gentian jirim putih teratur dan menyumbang kepada seni bina tiga dimensi otak.
Tambahan pula, taburan mielin sebahagiannya menentukan kawasan jirim putih y jirim kelabu sistem saraf. Jirim putih kaya dengan akson bermielin, manakala jirim kelabu terutamanya mengandungi soma neuron (badan sel) dan sinaps. Tanpa oligodendrosit, organisasi anatomi ini akan berubah secara radikal.
Sokongan untuk perkembangan dan kelangsungan hidup neuron
Oligodendrosit merupakan pengeluar protein dan faktor neurotropik yang, dalam interaksinya dengan neuron, memastikan ia aktif, sekali gus mencegah kematian sel yang diprogramkan (apoptosis).
Faktor-faktor ini termasuk molekul yang menggalakkan pembezaan neuronMereka membimbing pertumbuhan akson dan dendrit, dan menggalakkan kematangan litar saraf semasa perkembangan. Mereka juga bertindak balas terhadap aktiviti elektrik neuron dengan mengubah suai mielin mengikut penggunaan, yang secara langsung menghubungkan oligodendrosit dengan keplastikan sinaptik dan pembelajaran.
Homeostasis cecair ekstraselular
Walaupun oligodendrocytes satelit tidak mempunyai fungsi yang jelas ditakrifkan sepenuhnya, dianggap penting untuk mengekalkan keseimbangan homeostatik persekitaran luaran neuron berdekatan. Ia membantu mengawal kepekatan ion, air dan metabolit dalam jirim kelabu, menyumbang kepada persekitaran yang stabil untuk penghantaran sinaptik.
Oligodendrosit progenitor, bagi bahagian mereka, membolehkan otak mempunyai rizab sel yang mampu menggantikan oligodendrosit yang rosak dan untuk memulihkan mielinasi akson selepas kecederaan, yang penting untuk mengekalkan fungsi jangka panjang sistem saraf pusat.
Komunikasi antara neuron dan sel glial yang bermielin
Untuk masa yang lama, neuron dianggap sebagai satu-satunya sel yang berperanan aktif dalam pemprosesan maklumat. Walau bagaimanapun, terdapat bukti yang semakin meningkat bahawa... sel glial, dan khususnya oligodendrosit dan sel SchwannMereka mengambil bahagian dalam rangkaian komunikasi dwiarah yang kompleks dengan akson yang mereka mielinate.
Pelepasan aktiviti neuron utusan kimia bukan sahaja dalam sinaps klasik, tetapi juga di kawasan ekstrasinaptik akson. Utusan ini, bersama-sama dengan perubahan tempatan dalam kepekatan ion, bertindak sebagai isyarat untuk sel glial, mengawal selia proses seperti percambahan, pembezaan, dan mielinasi.
Contohnya, dalam SSP, aktiviti akson boleh memodulasi fosforilasi protein asas mielin (MBP) Dalam oligodendrosit, ini berlaku melalui laluan isyarat yang dimediasi nitrik oksida dan protein kinase. Dengan cara ini, penggunaan litar tertentu secara berulang boleh menyebabkan perubahan struktur dalam mielin, sekali gus mengukuhkan sambungan yang paling aktif.
Dalam SNP, kemandirian dan kematangan prekursor sel Schwann Mereka bergantung pada isyarat yang diperoleh daripada akson, seperti neuroregulin-1 atau tertentu endotelinMolekul-molekul ini mengawal bila dan bagaimana sel Schwann membiak, membezakan dan mula bermielin, memastikan terdapat bilangan sel bermielin yang mencukupi hanya di tempat akson memerlukannya.
Dialog akson-glia yang berterusan ini penting untuk perkembangan normal sistem saraf, pembaikan selepas kecederaan, dan penyelenggaraan penghantaran saraf yang berkesan sepanjang hayat.
Penyakit yang berkaitan dengan myelin
Oleh kerana mielin adalah penting untuk kelajuan dan ketepatan penghantaran sarafSebarang perubahan dalam strukturnya, dalam oligodendrosit atau dalam sel Schwann boleh menimbulkan penyakit yang dipanggil demielinasiPatologi ini menjejaskan kedua-dua SSP dan PNS dan boleh disebabkan oleh autoimun, genetik, metabolik, keradangan, berjangkit atau toksik.
Sindrom Miller Fisher
Ia adalah varian dari Sindrom Guillain-Barré, sejenis penyakit autoimun yang dicirikan oleh penghasilan antibodi terhadap mielin daripada neuron sistem saraf periferi.
Apabila mielin periferal rosak, sarung mielin yang betul akan hilang. pengaliran isyarat antara organisma dan SSPyang membawa kepada lumpuh otot yang berpotensi serius dan perubahan sensasi.
Gejala yang berkaitan dengan Penyakit ini merangkumi oftalmoplegia (lumpuh otot mata), ataxia (kehilangan koordinasi pergerakan) dan areflexia (ketiadaan refleks). Jika dirawat tepat pada masanya, ia secara amnya mempunyai prospek yang baik untuk penambahbaikan jangka panjang, hasil daripada kapasiti remielinasi sistem saraf periferi.
Penyakit Charcot-Marie-Tooth (CMT)
Adalah penyakit keturunan yang menjejaskan saraf periferi dan dikenali sebagai neuropati periferalIa dikaitkan dengan mutasi dalam gen yang mengekod protein mielin periferi utama, seperti protein sifar (P0), protein mielin periferi 22 (PMP22), atau koneksin tertentu yang terlibat dalam komunikasi dalam sel Schwann.
Ia menyebabkan kerosakan progresif pada saraf periferi, dengan gejala seperti kelemahan otot distalKecacatan pada kaki dan tangan, gangguan deria, dan kehilangan refleks adalah simptom biasa. Walaupun sesetengah neuropati periferi boleh dikaitkan dengan diabetes dan punca metabolik lain, CMT adalah antara bentuk yang paling lazim. genetik kerosakan mielin periferi.
Sklerosis berbilang
Ia merupakan penyakit sistem saraf pusat yang menyekat atau memperlahankan komunikasi antara otak dan badanIni berlaku apabila sarung mielin yang melindungi sel saraf cedera, mempengaruhi otak dan sumsum tulang tulang belakang.
Dalam sklerosis berbilang, sistem imun secara tersilap menyerang mielin dan kadangkala oligodendrosit, menyebabkan keradangan dan pembentukan plak demielinasi di kawasan berbeza dalam SSP. Lama-kelamaan, akson juga boleh rosak, yang membawa kepada kecacatan neurologi yang lebih kekal.
Simptom yang paling kerap berlaku adalah disebabkan oleh kehilangan keseimbanganpergerakan otot luar kawal, masalah pergerakan, kesukaran koordinasi, gegaran, kelemahan, sembelit atau gangguan usus, serta keletihan dan, dalam beberapa kes, gangguan penglihatan dan kognitif.
Percubaan spontan diketahui wujud remielinasi oleh oligodendrosit progenitor, tetapi dalam kebanyakan orang yang menghidap sklerosis berbilang, proses ini tidak mencukupi atau menjadi berkurangan dari semasa ke semasa, menjadikan sel glial sebagai sasaran utama untuk perkembangan masa hadapan rawatan neuroprotektif dan regeneratif.
Sklerosis lateral amyotrophic (ALS)
Ia secara progresif menyerang neuron motoryang mengawal otot sukarela. Ia dicirikan oleh degenerasi neuron ini secara beransur-ansur sehingga mencapai kematian neuron dan organisma.
Walaupun ALS terutamanya dikaitkan dengan kemerosotan neuron, kajian terbaru menunjukkan bahawa sel glia dan mielin Mereka juga boleh memainkan peranan dalam perkembangan penyakit dengan mengubah persekitaran metabolik dan sokongan neuron motor.
Penyakit Baló atau sklerosis sepusat Baló
Ia biasanya menjejaskan kanak-kanak dan jarang sekali orang dewasa. Ia terdiri daripada kehilangan mielin di otak yang menggunakan corak ciri dalam bentuk cincin sepusat dalam imej otak.
Ia jarang berlaku dan punca sebenar tidak diketahui sepenuhnya. Ia menyebabkan lumpuh progresifpergerakan otot luar kawalan, sawan epilepsi dan masalah neurologi teruk yang lain, kerana ia berkaitan dengan pemusnahan mielin setempat tetapi kuat.
Leukodystrofi
Ia terdiri daripada perubahan pada penglihatan dan sistem motorantara gejala-gejala lain. Ia berasal dari pemusnahan mielin disebabkan oleh kecacatan enzimatik dalam pembentukan atau penyelenggaraan mielin, atau disebabkan oleh proses vaskular, berjangkit, autoimun, keradangan atau toksik.
Dalam leukodystrofi yang berasal dari genetik, perubahan dalam enzim yang diperlukan untuk mensintesis atau menguraikan lipid khusus mielin Ia menyebabkan pengumpulan atau kekurangan komponen penting, dengan akibat buruk terhadap integriti jirim putih otak.
Memahami fungsi oligodendrosit, sel Schwann dan mielin membolehkan kita menghargai sejauh mana struktur ini, yang selalunya tidak dapat dilihat oleh orang awam, adalah asas kepada kita. minda, pergerakan dan deria kita berfungsi secara normal, dan mengapa penyelidikan sel glial telah menjadi salah satu asas untuk menangani banyak penyakit neurologi.