Глиални клетки: видове, функции и болести

Глиалните клетки са поддържащи клетки, които защитават невроните и ги задържат заедно. Има повече глиални клетки от невроните в нашия мозък.

Наборът от глиални клетки се нарича глия или глия. Терминът "глия" идва от гръцки и означава "лепило". Ето защо времената се говорят за "нервно лепило".

Глиалните клетки продължават да растат след раждането. С напредването на броя им намалява броят им. Всъщност глиалните клетки преминават през повече промени, отколкото невроните.

По-специално, някои глиални клетки трансформират моделите на генна експресия с възрастта. Например, кои гени се активират или деактивират, когато достигнат 80 години. Те се променят главно в мозъчните области като хипокампуса (паметта) и субстанцията нигра (движение). Дори количеството глиални клетки във всеки човек може да се използва, за да се изведе тяхната възраст.

Основните разлики между невроните и глиалните клетки са, че последните не участват пряко в синапсите и електрическите сигнали. Те също са по-малки от невроните и нямат аксони или дендрити.

Невроните имат много висок метаболизъм, но не могат да съхраняват хранителни вещества. Ето защо те се нуждаят от постоянно снабдяване с кислород и хранителни вещества. Това е една от функциите, изпълнявани от глиални клетки. Без тях нашите неврони ще умрат.

Проучванията през цялата история са фокусирани практически на изключително неврони. Въпреки това, глиалните клетки имат много важни функции, които досега не са били известни. Например, наскоро беше открито, че те участват в комуникацията между мозъчните клетки, кръвния поток и интелигентността.

Въпреки това, има много какво да се открие от глиалните клетки, тъй като те освобождават много вещества, чиито функции все още не са известни и изглежда са свързани с различни неврологични патологии.

Кратка история на глиалните клетки

На 3 април 1858 г. Рудолф Вирхов обяви концепцията за невроглията на конференция в Института по патология на Университета в Берлин. Тази конференция беше озаглавена "Гръбначен мозък и мозък". Вирхов говори за глията като съединителната тъкан на мозъка или "нервния цимент".

Тази конференция беше публикувана в книга, наречена "Клетъчна патология". Тя се превърна в една от най-влиятелните медицински издания от деветнадесети век. Благодарение на тази книга, концепцията за невроглия се разпространява по целия свят.

През 1955 г., когато Алберт Айнщайн починал, мозъкът му бил премахнат, за да го изучи отблизо. За тази цел те я съхраняват в контейнер, пълен с формалдехид. Учените изследвали разфасовките в мозъка му, опитвайки се да отговорят на причината за неговите изключителни способности.

Популярното схващане е, че мозъкът е по-голям от нормалния, но не е бил. Нито намериха повече неврони на сметката, нито бяха по-големи.

След много изследвания, в края на 80-те години те установяват, че мозъкът на Айнщайн има по-голям брой глиални клетки. Преди всичко, в структура, наречена асоциативна кора. Това е отговорно за тълкуването на информацията. Участва в сложни функции като памет или език.

Това учуди учените, тъй като те винаги са смятали, че глиалните клетки служат само за поддържане на невроните заедно.

Изследователите отдавна са пренебрегнали глиалните клетки поради липсата на комуникация между тях. Вместо това, невроните комуникират през синапса, използвайки потенциали на действие. Това са електрически импулси, които се предават между невроните, за да изпращат съобщения.

Въпреки това, глиалните клетки не произвеждат потенциал за действие. Въпреки че последните открития показват, че тези клетки обменят информация не с електрически средства, а с химикали.

В допълнение, не само общуват помежду си, но и с неврони, повишавайки информацията, която предават.

функции

Основните функции на глиалните клетки са следните:

- Придържайте се към централната нервна система. Тези клетки се намират около невроните и ги държат фиксирани на място.

- Глиалните клетки намаляват физическите и химичните ефекти, които останалата част от организма може да има върху невроните.

- Контролирайте потока от хранителни вещества и други химикали, необходими на невроните за обмен на сигнали помежду си.

- Изолират невроните от другите, като предотвратяват смесването на невронни съобщения.

- Елиминирайте и неутрализирайте отпадъците на починалите неврони.

- Те усилват невроналните синапси (връзки). Някои проучвания показват, че ако не съществуват неврони на глиалните клетки и връзките им се провалят. Например, в едно проучване с гризачи е наблюдавано, че само невроните правят много малко синапси.

Въпреки това, когато те добавят клас глиални клетки, наречени астроцити, броят на синапсите се увеличава значително и синаптичната активност се увеличава 10 пъти повече.

Те също така са открили, че астроцитите освобождават вещество, известно като тромбоспондин, което улеснява образуването на невронални синапси.

- Допринасяйте за подрязването на нервите. Когато нашата нервна система се развива, невроните и връзките (синапсите) се създават, за да се спести.

В по-късен етап от развитието, излишните неврони и връзките са отрязани, което е известно като невронално подрязване. Изглежда, че глиалните клетки стимулират тази задача заедно с имунната система.

Вярно е, че при някои невродегенеративни заболявания има патологично подрязване, което се дължи на анормалните функции на глията. Това се случва например при болестта на Алцхаймер.

- Те участват в обучението, тъй като някои глиални клетки покриват аксоните, образувайки вещество, наречено миелин. Миелинът е изолатор, който кара нервните импулси да пътуват по-бързо.

В среда, в която се стимулира ученето, нивото на миелинизация на невроните се увеличава. Следователно може да се каже, че глиалните клетки насърчават ученето.

Видове глиални клетки

Има три вида глиални клетки в централната нервна система на възрастните. Това са: астроцити, олигодендроцити и микроглиални клетки. След това всеки от тях е описан.

астроцитите

Астроцит означава "клетка под формата на звезда". Те се намират в мозъка и гръбначния мозък. Неговата основна функция е да поддържа, по различни начини, подходяща химическа среда за невроните за обмен на информация.

Освен това астроцитите (наричани още астролиоцити) поддържат невроните и премахват мозъчните отпадъци. Те също така служат за регулиране на химическия състав на флуида, който обгражда невроните (извънклетъчната течност), абсорбиращи или освобождаващи вещества.

Друга функция на астроцитите е да захранват невроните. Някои удължения на астроцитите (които могат да бъдат наричани ръцете на звездата) са увити около кръвоносните съдове, докато други се разпространяват около определени области на невроните.

Тази структура привлече вниманието на известния италиански хистолог Камило Голджи. Смяташе, че това е така, защото астроцитите въвеждат хранителни вещества на невроните и се отделят от отпадъците от кръвоносните капиляри.

През 1903 г. Голджи предложил хранителните вещества да преминават от кръвоносните съдове към цитоплазмата на астроцитите, за да преминат към невроните. В момента хипотезата на Голджи е потвърдена. Това е интегрирано с нови знания.

Например, установено е, че астроцитите получават глюкоза от капиляри и я превръщат в лактат. Това е химичното вещество, което се произвежда през първата фаза на метаболизма на глюкозата.

Лактатът се освобождава в екстрацелуларната течност, която обгражда невроните за абсорбция. Това вещество доставя неврони с гориво, което те могат да метаболизират по-бързо от глюкозата.

Тези клетки могат да се движат в централната нервна система, като разширяват и оттеглят своите удължения, известни като псевдоподия ("лъжливи крака"). Те пътуват по подобен начин, както амебите. Когато открият някаква загуба на неврон, те я изяждат и усвояват. Този процес се нарича фагоцитоза.

Когато голямо количество увредена тъкан трябва да бъде унищожено, тези клетки ще се умножат, произвеждайки достатъчно нови клетки, за да достигнат целта. След като тъканта бъде почистена, астроцитите ще заемат празното пространство, образувано от рамка. В допълнение, специфичен клас астроцити ще образуват тъкан, която запечатва площта.

олигодендроцити

Този тип глиални клетки поддържат разширенията на неврони (аксони) и произвежда миелин. Миелин е вещество, което покрива аксоните, като ги изолира. Това предотвратява разпространението на информацията до близките неврони.

Миелинът помага на нервните импулси да пътуват по-бързо през аксона. Не всички аксони са покрити с миелин.

Миелинизираният аксон прилича на огърлица с удължени зърна, тъй като миелинът не се разпределя непрекъснато. По-скоро тя се разпределя в поредица от сегменти, включително непокрити части.

Един олигодендроцит може да произведе до 50 сегмента на миелин. Когато нашата централна нервна система се развива, олигодендроцитите произвеждат удължения, които след това се навиват многократно около парче аксон, като по този начин произвеждат слоевете миелин.

Частите, които не са миелинизирани от аксон, се наричат ​​ранвиеви възли, от техния откривател.

Микроглиални клетки или микроглиоцити

Те са най-малките глиални клетки. Те могат да действат и като фагоцити, т.е. да поглъщат и унищожават невронните отпадъци. Друга функция, която те развиват, е защитата на мозъка, която я защитава от външни микроорганизми.

По този начин той играе важна роля като компонент на имунната система. Те са отговорни за възпалителни реакции, които възникват в отговор на мозъчна травма.

Заболявания, които засягат глиалните клетки

Има множество неврологични заболявания, които проявяват увреждане в тези клетки. Glia е свързан с нарушения като дислексия, заекване, аутизъм, епилепсия, проблеми със съня или хронична болка. В допълнение към невродегенеративните заболявания като болестта на Алцхаймер или множествена склероза.

Ето някои от тях:

- Множествена склероза: това е невродегенеративно заболяване, при което имунната система на пациента погрешно атакува миелиновите обвивки на определена област.

- Амиотрофична латерална склероза (ALS): при това заболяване се наблюдава прогресивно разрушаване на моторните неврони, което води до проблеми с речта на мускулната слабост, преглъщане и прогресиране на дишането.

Изглежда, че един от факторите, включени в произхода на това заболяване, е унищожаването на глиални клетки, които обграждат моторните неврони. Това може да обясни причината, поради която дегенерацията започва в определена област и се простира до съседни области.

- Болест на Алцхаймер: е невродегенеративно разстройство, характеризиращо се с общи когнитивни нарушения, главно поради дефицит на паметта. Многобройните изследвания показват, че глиалните клетки могат да играят важна роля в произхода на това заболяване.

Изглежда, че има промени в морфологията и функциите на глиалните клетки. Астроцитите и микроглия не успяват да изпълнят своите невропротективни функции. По този начин, невроните остават подложени на оксидативен стрес и възбудотоксичност.

- Болест на Паркинсон: това заболяване се характеризира с двигателни проблеми, дължащи се на дегенерация на невроните, които предават допамин на зони на моторни контроли, такива като substantia nigra.

Изглежда, че тази загуба е свързана с глиална реакция, особено микроглията на астроцитите.

- Разстройства от аутистичния спектър: изглежда, че мозъците на деца с аутизъм имат по-голям обем от този на здравите деца. Установено е, че тези деца имат повече неврони в някои области на мозъка. Те също така имат повече глиални клетки, които могат да бъдат отразени в типичните симптоми на тези нарушения.

В допълнение, очевидно има неизправност на микроглия. В резултат на това, тези пациенти страдат от невроинфламация в различни части на мозъка. Това причинява загуба на синаптични връзки и невронална смърт. Може би поради тази причина има по-малка свързаност от нормалните при тези пациенти.

- Афективни разстройства: Други проучвания са установили намаляване на броя на глиалните клетки, свързани с различни нарушения. Например, Öngur, Drevets и Price (1998) показват, че е имало 24% намаление на глиалните клетки в мозъка на пациенти, които са претърпели афективни разстройства.

По-специално, в префронталната кора, при пациенти с голяма депресия, тази загуба е по-изразена при тези, които страдат от биполярно разстройство. Тези автори предполагат, че загубата на глиални клетки може да е причина за намаляването на активността, наблюдавана в тази област.

Има много други състояния, при които участват глиални клетки. Понастоящем се провеждат повече изследвания за определяне на точната му роля при многобройни заболявания, главно невродегенеративни нарушения.