ГЛИАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ: ФУНКЦИИ, ТИПЫ И ЗАБОЛЕВАНИЯ - ГЕОГРАФИЯ - 2024

В глиальные клетки поддерживают клетки , которые защищают нейроны и держать их вместе. Набор глиальных клеток называется глия или нейроглия. Термин «глия» происходит от греческого языка и означает «клей», поэтому их иногда называют «нервным клеем».

Глиальные клетки продолжают расти после рождения, и с возрастом их количество уменьшается. Фактически, глиальные клетки претерпевают больше изменений, чем нейроны. В нашем мозгу больше глиальных клеток, чем нейронов.

В частности, некоторые глиальные клетки с возрастом трансформируют свои паттерны экспрессии генов. Например, какие гены включаются или выключаются, когда вам исполняется 80 лет. В основном они изменяются в таких областях мозга, как гиппокамп (память) и черная субстанция (движение). Даже количество глиальных клеток у каждого человека можно использовать для определения их возраста.

Основное различие между нейронами и глиальными клетками заключается в том, что последние не участвуют напрямую в синапсах и электрических сигналах. Они также меньше нейронов и не имеют аксонов или дендритов.

У нейронов очень высокий метаболизм, но они не могут накапливать питательные вещества. Вот почему им необходимо постоянное поступление кислорода и питательных веществ. Это одна из функций, выполняемых глиальными клетками; без них наши нейроны умрут.

На протяжении всей истории исследования были сосредоточены практически исключительно на нейронах. Однако глиальные клетки выполняют многие важные функции, которые ранее были неизвестны. Например, недавно было обнаружено, что они участвуют в коммуникации между клетками мозга, кровотоком и интеллектом.

Однако о глиальных клетках можно многое узнать, поскольку они выделяют много веществ, функции которых еще не известны и, по-видимому, связаны с различными неврологическими патологиями.

Характеристики

Основные функции глиальных клеток:

Они усиливают нейронные синапсы (связи)

Некоторые исследования показали, что при отсутствии глиальных клеток нейроны и их связи выходят из строя. Например, в исследовании на грызунах было обнаружено, что одни нейроны производят очень мало синапсов.

Однако, когда они добавили класс глиальных клеток, называемых астроцитами, количество синапсов резко увеличилось, а синаптическая активность увеличилась в 10 раз.

Они также обнаружили, что астроциты выделяют вещество, известное как тромбоспондин, которое облегчает образование синапсов нейронов.

Они способствуют нервной обрезке

Когда наша нервная система развивается, создаются лишние нейроны и связи (синапсы). На более поздней стадии развития оставшиеся нейроны и соединения обрезаются, что называется отсечкой нейронов.

Кажется, что глиальные клетки стимулируют эту задачу вместе с иммунной системой. Это правда, что при некоторых нейродегенеративных заболеваниях наблюдается патологическая обрезка из-за аномальных функций глии. Это происходит, например, при болезни Альцгеймера.

Они участвуют в обучении

Некоторые глиальные клетки покрывают аксоны, образуя вещество, называемое миелином. Миелин - изолятор, который заставляет нервные импульсы перемещаться быстрее.

В среде, в которой стимулируется обучение, увеличивается уровень миелинизации нейронов. Таким образом, можно сказать, что глиальные клетки способствуют обучению.

Прочие функции

- Держите центральную нервную систему прикрепленной. Эти клетки находятся вокруг нейронов и удерживают их на месте.

- Глиальные клетки ослабляют физическое и химическое воздействие, которое остальное тело может оказывать на нейроны.

- Они контролируют поток питательных веществ и других химических веществ, необходимых нейронам для обмена сигналами друг с другом.

- Они изолируют одни нейроны от других, предотвращая смешивание нейронных сообщений.

- Они устраняют и нейтрализуют отходы погибших нейронов.

Типы глиальных клеток

Четыре различных типа глиальных клеток, обнаруженных в центральной нервной системе: эпендимные клетки (светло-розовые), астроциты (зеленые), микроглиальные клетки (красные) и олигодендроциты (голубые). Источник: Иллюстрация Холли Фишер / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

В центральной нервной системе взрослого человека есть три типа глиальных клеток. Это: астроциты, олигодендроциты и клетки микроглии. Каждый из них описан ниже.

астроциты

Фиброзные астроциты

Астроцит означает «звездчатая клетка». Они находятся в головном и спинном мозге. Его основная функция - поддерживать различными способами подходящую химическую среду для нейронов для обмена информацией.

Кроме того, астроциты (также называемые астроглиоцитами) поддерживают нейроны и удаляют отходы из мозга. Они также служат для регулирования химического состава жидкости, окружающей нейроны (внеклеточная жидкость), абсорбируя или выделяя вещества.

Другая функция астроцитов - питание нейронов. Некоторые отростки астроцитов (которые мы можем назвать руками звезды) охватывают кровеносные сосуды, а другие - определенные области нейронов.

Эти клетки могут перемещаться по центральной нервной системе, расширяя и втягивая ее отростки, известные как псевдоподы («ложные ноги»). Они путешествуют почти так же, как амебы. Когда они находят обломки нейрона, они их проглатывают и переваривают. Этот процесс называется фагоцитозом.

Когда необходимо уничтожить большое количество поврежденной ткани, эти клетки будут размножаться, производя достаточно новых клеток для достижения цели. Как только эта ткань будет очищена, астроциты займут пустое пространство, образованное решеткой. Кроме того, определенный класс астроцитов образует рубцовую ткань, закрывающую область.

олигодендроциты

Диаграмма нейрональных клеток, показывающая олигодендроциты и миелиновую оболочку. Источник: Андрей c

Этот тип глиальных клеток поддерживает отростки нейронов (аксонов) и производит миелин. Миелин - это вещество, которое покрывает аксоны, изолируя их. Таким образом, он предотвращает распространение информации на соседние нейроны.

Миелин помогает нервным импульсам быстрее проходить через аксон. Не все аксоны покрыты миелином.

Миелинизированный аксон напоминает ожерелье из удлиненных бусинок, поскольку миелин не распределяется непрерывно. Скорее, он разделен на серию сегментов с непокрытыми частями между ними.

Один олигодендроцит может продуцировать до 50 миелиновых сегментов. Когда наша центральная нервная система развивается, олигодендроциты производят отростки, которые впоследствии многократно наматываются вокруг части аксона, производя таким образом слои миелина.

Немиелинизированные части аксона называются узелками Ранвье по имени их первооткрывателя.

Клетки микроглии или микроглиоциты

Клетки микроглии. Источник: Машиночитаемый автор не предоставлен. Предполагается, что GrzegorzWicher ~ commonswiki (на основании заявлений об авторских правах). / Всеобщее достояние

Это мельчайшие глиальные клетки. Они также могут действовать как фагоциты, то есть поглощать и уничтожать отходы нейронов. Еще одна функция, которую они развивают, - это защита мозга от внешних микроорганизмов.

Таким образом, он играет важную роль как компонент иммунной системы. Они несут ответственность за воспалительные реакции, возникающие в результате травмы головного мозга.

Эпендимные клетки

Это клетки, выстилающие желудочки головного мозга, заполненные спинномозговой жидкостью, и центральный канал спинного мозга. Они имеют цилиндрическую форму, похожую на форму эпителиальных клеток слизистой оболочки.

Заболевания, поражающие глиальные клетки

Есть несколько неврологических заболеваний, которые показывают повреждение этих клеток. Глия связана с такими расстройствами, как дислексия, заикание, аутизм, эпилепсия, проблемы со сном или хроническая боль. Помимо нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или рассеянный склероз.

Некоторые из них описаны ниже:

Рассеянный склероз

Это нейродегенеративное заболевание, при котором иммунная система пациента по ошибке атакует миелиновые оболочки в определенной области.

Боковой амиотрофический склероз (БАС)

При этом заболевании происходит прогрессирующее разрушение двигательных нейронов, вызывающее мышечную слабость, прогрессирующие проблемы с речью, глотанием и дыханием.

Похоже, что одним из факторов возникновения этого заболевания является разрушение глиальных клеток, окружающих мотонейроны. Это может объяснить, почему дегенерация начинается в одной области и распространяется на соседние области.

болезнь Альцгеймера

Это нейродегенеративное заболевание, характеризующееся общими когнитивными нарушениями, в основном дефицитом памяти. Многочисленные исследования показывают, что глиальные клетки могут играть важную роль в возникновении этого заболевания.

Похоже, что изменения происходят в морфологии и функциях глиальных клеток. Астроциты и микроглия перестают выполнять свои нейропротекторные функции. Таким образом, нейроны остаются подверженными окислительному стрессу и эксайтотоксичности.

болезнь Паркинсона

Это заболевание характеризуется моторными проблемами из-за дегенерации нейронов, которые передают дофамин в области контроля моторики, такие как черная субстанция.

Кажется, что эта потеря связана с глиальным ответом, особенно в микроглии астроцитов.

Расстройства аутистического спектра

Похоже, что мозг детей с аутизмом больше, чем у здоровых детей. У этих детей было обнаружено больше нейронов в некоторых областях мозга. У них также больше глиальных клеток, что может отражаться на типичных симптомах этих заболеваний.

Кроме того, похоже, что это нарушение работы микроглии. Как следствие, эти пациенты страдают нейровоспалением в разных частях мозга. Это вызывает потерю синаптических связей и гибель нейронов. Возможно, по этой причине у этих пациентов меньше возможностей подключения, чем обычно.

Аффективные расстройства

В других исследованиях уменьшение количества глиальных клеток было связано с различными заболеваниями. Например, Öngur, Drevets и Price (1998) показали, что у пациентов, страдающих аффективными расстройствами, наблюдалось снижение на 24% глиальных клеток в головном мозге.

В частности, в префронтальной коре головного мозга у пациентов с большой депрессией эта потеря более выражена у пациентов с биполярным расстройством. Эти авторы предполагают, что потеря глиальных клеток может быть причиной снижения активности в этой области.

Есть еще много состояний, в которых участвуют глиальные клетки. В настоящее время проводятся дополнительные исследования для определения его точной роли при множественных заболеваниях, в первую очередь нейродегенеративных расстройствах.

Ссылки

1. Баррес, Б.А. (2008). Тайна и магия глии: взгляд на их роль в здоровье и болезнях. Нейрон, 60 (3), 430-440.
2. Карлсон, Н.Р. (2006). Физиология поведения 8-е изд., Мадрид: Пирсон.
3. Дзамба Д., Гарантова Л., Бутенко О., Андерова М. (2016). Глиальные клетки - ключевые элементы болезни Альцгеймера. Текущее исследование болезни Альцгеймера, 13 (8), 894-911.
4. Глия: другие клетки мозга. (2010, 15 сентября). Получено с Brainfacts: brainfacts.org.
5. Кеттенманн, Х. и Верхратский, А. (2008). Нейроглия: 150 лет спустя. Тенденции в неврологии, 31 (12), 653.
6. Ngür, D., Drevets, WC, and Price, JL, Сокращение глиальных клеток в субгенуальной префронтальной коре при расстройствах настроения. Proceedings of the National Academy of Science, USA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D. и др., Editors (2001). Neuroscience. 2-е издание. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates.