Дуже поширеним є те, що, говорячи про розум людини, ми називаємо конкретно до дуже специфічного типу клітин: нейронів. Таким чином, нормально називати мононевроном, якому ми приписуємо низький інтелект принижуючим чином. Однак,, Ідея про те, що мозок по суті є набором нейронів, все більш застаріла.

Мозок людини містить більше 80 мільярдів нейронів, але це становить лише 15% від загальної кількості клітин у цьому наборі органів.

Решта 85% займає інший тип мікроскопічного тіла: так звані гліальні клітини. В цілому ці клітини вони утворюють речовину, що називається глією або нейроглією, що проходить через всі куточки та розтяжки нервової системи.

В даний час глія є однією з областей дослідження з найбільшою прогресією в нейронауках, у пошуках виявлення всіх його завдань і взаємодії, які вони роблять, щоб нервова система працювала так само, як і вона. І полягає в тому, що мозок в даний час не можна зрозуміти без розуміння наслідків глії.

Відкриття гліальних клітин

Термін нейроглія був придуманий в 1856 році німецьким патологоанатомом Рудольфом Вірховим. Це слово, яке по-грецьки означає "клей (glia) нейронів (нейро)", оскільки в момент його відкриття вважалося, що нейрони пов'язані між собою, утворюючи нерви і, крім того, що аксон був набором клітин замість частини нейрона. Через це передбачалося, що ці клітини, знайдені поблизу нейронів, допомагають структурувати нерв і полегшують об'єднання між ними, і нічого іншого. Досить пасивна і допоміжна роль, коротко.

У 1887 році відомий дослідник Сантьяго Рамон у Кахаль прийшов до висновку, що нейрони є незалежними одиницями і що вони відокремлені від інших невеликим простором, який згодом був відомий як синаптичний простір. Це дало змогу спростувати ідею, що аксони були більше, ніж просто окремими нервовими клітинами. Однак ідея гліальної пасивності залишилася. Сьогодні, однак, виявляється, що його значення набагато більше, ніж передбачалося.

У певному сенсі, це іронічно, що назва, яку було надано нейроглії, це те. Правда, вона допомагає в структурі, але не тільки виконує цю функцію, але й служить для їх захисту, усунення шкоди, поліпшення нервового імпульсу, пропозиції енергії, і навіть контролю потоку інформації, серед багатьох інших виявлених функцій. Вони є потужним інструментом для нервової системи.

Типи гліальних клітин

Нейрогія являє собою набір різних типів клітин, що мають спільне, що знаходяться в нервовій системі і не є нейронами.

Існує досить багато різних типів гліальних клітин, але я зосереджуся на чотирьох класах, які вважаються найважливішими, а також на пояснення найважливіших функцій, виявлених до сьогодні. Як я вже сказав, ця сфера нейронауки прогресує все більше і більше з кожним днем, і в майбутньому з'являться нові деталі, які сьогодні невідомі..

1. Шваннові клітини

Ім'я цієї клітини глії повинне шанувати її першовідкривача, Теодор Шванн, більш відомий як один з батьків теорії клітин. Цей тип гліальних клітин є єдиним в периферичній нервовій системі (SNP), тобто в нервах, які протікають по всьому тілу..

Досліджуючи анатомію нервових волокон у тварин, Шванн спостерігав за клітинами, які були пов'язані уздовж аксона і давали відчуття, що вони є чимось на зразок маленьких «перлів»; Крім цього, він не надав їм більше значення. У майбутніх дослідженнях було виявлено, що ці мікроскопічні елементи у формі кульок були насправді мієліновими оболонками, важливим продуктом, який генерує цей тип клітин.

Мієлін - це ліпопротеїн пропонує ізоляцію від електричного імпульсу до аксона, тобто, вона дозволяє підтримувати потенціал дії протягом більш тривалого і тривалого часу, роблячи електричну стрільбу швидше і не диспергуючи через мембрану нейрона. Тобто вони діють, як гума, яка покриває кабель.

Шваннові клітини володіють здатністю секретувати кілька нейротрофічних компонентів, включаючи "фактор нервового росту" (FCN), перший фактор росту, виявлений в нервовій системі. Ця молекула служить для стимулювання росту нейронів під час розвитку. Крім того, оскільки цей тип глії оточує аксон так, як якщо б він був трубкою, він також має вплив, щоб позначити напрямок, до якого він повинен рости..

Крім цього, було видно, що при пошкодженні нерва в СНП, FCN секретується таким чином, що нейрон може вирости назад і відновити свою функціональність. Цим пояснюється процес, за допомогою якого тимчасовий параліч, який страждають м'язи після перенесеного розриву, зникає.

Три різні клітини Шванна

Для перших анатомів не було відмінностей у клітинах Шванна, але з досягненнями в мікроскопії можна було диференціювати до трьох різних типів, з добре диференційованими структурами та функціями. Те, що я описував, це «мієлінові», оскільки вони виробляють мієлін і є найбільш поширеними.

Однак,, в нейронах з короткими аксонами є ще один тип шванновской клітини, що називається "немиелинизированним", оскільки вона не виробляє мієлінові оболонки. Вони більші, ніж попередні, і всередині вони містять більше одного аксона за один раз. Мабуть, вони не виробляють мієлінові оболонки, оскільки з власною мембраною вона вже служить ізоляцією для цих менших аксонів.

Останній тип цієї форми нейроглії знаходиться в синапсі між нейронами і м'язами. Вони відомі як термінали Шванна або перизинаптичні клітини (між синапсами). Функція, надана йому на даний момент, була виявлена ​​завдяки експерименту, який реалізував нейробіолог з Університету Монреаля Річард Робітакл. Випробування полягало в тому, щоб додати до цих клітин помилкового посланця, щоб побачити, що сталося. Результат полягав у тому, що відповідь, виражена м'язом, змінювалася. У деяких випадках скорочення збільшувалося, в інших - зменшувалося. Висновок був такий Цей тип глії регулює потік інформації між нейроном і м'язом.

2. Олігодендроцити

У центральній нервовій системі (ЦНС) відсутні шваннові клітини, але нейрони мають іншу форму мієлінового покриття завдяки альтернативному типу гліальних клітин. Ця функція виконується останній з великих типів відкритих нейроглій: той, що утворюється олігодендроцитами.

Її назва стосується того, як їх описали перші анатоми, які їх знайшли; клітинку з багатьма невеликими розширеннями. Але правда полягає в тому, що ім'я з ними не дуже багато, оскільки через деякий час учень Рамона і Кахала, Піо дель Ріо-Хортега, розробив поліпшення фарбування, яке використовувалося в той час, виявляючи справжню морфологію: клітина з парою довгих розтяжок, ніби вони були зброєю.

Мієлін в ЦНС

Різниця між олігодендроцитами і миелинизированними шваннськими клітинами полягає в тому, що перші не обволікають аксон своїм тілом, вони роблять це своїми довгими витяжками, ніби вони є щупальцями восьминога, саме через них виділяється мієлін. Крім того, мієлін в ЦНС не тільки ізолює нейрон.

Як показав у 1988 році Мартін Шваб, відкладення мієліну на аксоні в нейронах в культурі гальмує його зростання. Шукаючи пояснення, Schwab і його команда вдалося очистити кілька білків мієліну, які викликають таке інгібування: Nogo, MAG і OMgp. Цікаво, що на ранніх стадіях розвитку мозку білок МЕГ мієліну стимулює ріст нейронів, роблячи зворотну функцію нейрону у дорослих.. Причиною цього гальмування є таємниця, але вчені сподіваються, що його роль незабаром буде відома.

Інший білок, знайдений у 90-х роках, виявляється в мієліні, цього разу Стенлі Б. Прусінером: Prion Protein (PrP). Його функція в нормальному стані невідома, але в мутованому стані вона стає Prion і генерує варіант хвороби Крейцфельдта-Якоба, відомого як хвороба божевільних корів. Пріон є білком, який отримує автономність, інфікуючи всі клітини глії, що генерує нейродегенерацию.

3. Астроцити

Цей тип гліальних клітин описаний Ramón y Cajal. Під час спостережень за нейронами він помітив, що поблизу нейронів є інші клітини зоряної форми; звідси і його назва. Він розташований в ЦНС і зоровому нерві і, можливо, в одній з глії, що виконує більшу кількість функцій. Його розмір в два-десять разів більше, ніж у нейрона, і має дуже різноманітні функції

Гематоенцефалічний бар'єр

Кров не тече безпосередньо в ЦНС. Ця система захищена бар'єром у крові (BHE), дуже селективної проникною мембраною. Астроцити активно залучаються до нього, відповідальність за фільтрування того, що може статися з іншою стороною, а що ні. Головним чином, вони дозволяють вводити кисень і глюкозу, щоб вміти годувати нейрони.

Але що станеться, якщо цей бар'єр пошкоджено? На додаток до проблем, спричинених імунною системою, групи астроцитів переміщуються в пошкоджену ділянку і з'єднуються, утворюючи тимчасовий бар'єр і зупиняють кровотечу.

Астроцити мають здатність синтезувати волокнистий білок, відомий як GFAP, з яким вони набувають робастність, крім того, щоб секретувати інший, за яким слідують білки, що дозволяє їм отримати водонепроникність. Паралельно астроцити виділяють нейротрофи, щоб стимулювати регенерацію в області.

Перезарядка калієвої батареї

Іншою з описаних функцій астроцитів є їх активність для підтримки потенціалу дії. Коли нейрон генерує електричний імпульс, він збирає іони натрію (Na +), щоб стати більш позитивними ззовні. Цей процес, за допомогою якого електричні заряди маніпулюють ззовні і всередині нейронів, виробляє стан, відоме як деполяризація, що викликає електричні імпульси, що проходять через нейрон, в кінцевому підсумку в синаптичному просторі. Під час поїздки, клітинна середовище завжди шукає баланс в електричному заряді, тому він втрачає цей час іони калію (K +), у відповідності з позаклітинним середовищем.

Якби це завжди відбувалося, в кінцевому результаті генерувалося насичення іонів калію зовні, що означало б, що ці іони припинять виходити з нейрона, і це призведе до неможливості генерувати електричний імпульс. Саме тут астроцити виходять на сцену, вони поглинають ці іони всередині них для очищення позаклітинного простору і дозволяють продовжувати виділяти більше іонів калію. Астроцити не мають жодних проблем із зарядом, оскільки вони не зв'язуються за допомогою електричних імпульсів.

4. Мікроглія

Остання з чотирьох найважливіших форм нейроглії - мікроглія. Це було виявлено перед олігодендроцитами, але вважалося, що воно походить з кровоносних судин. Вона займає від 5 до 20 відсотків населення глії в SNC, і його значення ґрунтується на тому, що вона є основою імунної системи мозку. Маючи захист гематоенцефалічного бар'єру, вільний прохід клітин не допускається, і це включає імунну систему. З цієї причини, мозок потребує власної оборонної системи, і це формується цим типом глії.

Імунна система SNC

Ця глія клітина має велику рухливість, що дозволяє швидко реагувати на будь-яку проблему, виявлену в ЦНС. Мікроглія володіє здатністю пожирати пошкоджені клітини, бактерії і віруси, а також вивільнити одну, за якою йдуть хімічні агенти, з якими боротися з загарбниками. Але використання цих елементів може викликати побічний збиток, оскільки він також токсичний для нейронів. Тому після конфронтації доводиться виробляти, як і астроцити, нейротрофічні для полегшення регенерації ураженої області \ t.

Раніше я говорив про пошкодження ВВВ, проблему, яка частково породжується побічними ефектами мікроглії, коли лейкоцити перетинають ВВВ і переходять у мозок. Інтер'єр ЦНС є новим світом для цих клітин, і вони реагують насамперед як невідомі, як якщо б це було загрозою, генеруючи імунну відповідь проти нього.. Мікроглія ініціює захист, провокуючи те, що ми можемо сказати "громадянською війною", що викликає багато пошкоджень нейронів.

Зв'язок між глією і нейронами

Як ви бачили, клітини глії виконують велику різноманітність завдань. Але розділ, який не був зрозумілим, це чи зв'язуються між собою нейрони і нейроглії. Перші дослідники вже сприймали, що глія, на відміну від нейронів, не генерує електричних імпульсів. Але це змінилося, коли Стівен Дж. Сміт перевірив, як вони спілкуються, як між собою, так і з нейронами.

Сміт мав інтуїцію, що нейроглія використовує іон кальцію (Ca2 +) для передачі інформації, оскільки цей елемент найчастіше використовується клітинами в цілому. Так чи інакше, він і його колеги кинулися в пул з цією вірою (адже "популярність" іона не говорить нам багато про його специфічних функціях), але вони були праві.

Ці дослідники розробили експеримент, що складався з культури астроцитів, до яких додавали флуоресцентний кальцій, який дозволяє флуоресцентній мікроскопії бачити своє положення. Крім того, додавали в середині дуже поширений нейротрансмітер, глутамат. Результат був негайним. За десять хвилин вони могли бачити, як флуоресценція входила всередину астроцитів і рухалася між клітинами, як ніби хвиля. За допомогою цього експерименту вони показали, що глія взаємодіє між ним і нейроном, оскільки без нейромедіатора хвиля не починається.

Останні відомі про гліальних клітинах

Через більш пізні дослідження, було виявлено, що глія виявляє всі типи нейромедіаторів. Більш того, як астроцити, так і мікроглії мають здатність виробляти і випускати нейротрансмітери (хоча ці елементи називаються гліотрансміттерами, оскільки вони походять з глії), таким чином впливаючи на синапси нейронів..

Нинішня сфера дослідження полягає в тому, щоб побачити де клітини глії впливають на загальне функціонування мозку і складні психічні процеси, як навчання, пам'ять або сон.