Glialceller Typer, funktioner och sjukdomar

den glialceller de är stödceller som skyddar neuroner och håller dem ihop. Det finns mer glialceller än neuroner i vår hjärna.

Den uppsättning glialceller kallas glia eller glia. Termen "glia" kommer från grekiska och betyder "lim". Det är därför som tider talas om som "nervöst lim".

Glialceller fortsätter att växa efter födseln. När vi blir äldre minskar antalet. Faktum är att glialcellerna går igenom fler förändringar än neuroner.

Specifikt transformerar vissa glialceller sina genuttrycksmönster med ålder. Till exempel, vilka gener aktiveras eller avaktiveras när de når 80 år. De förändras huvudsakligen i hjärnområden som hippocampus (minne) och substantia nigra (rörelse). Även mängden glialceller i varje person kan användas för att avleda deras ålder.

De viktigaste skillnaderna mellan neuroner och glialceller är att de senare inte deltar direkt i synapserna och elektriska signalerna. De är också mindre än neuroner och har inga axoner eller dendriter.

Neuroner har en mycket hög ämnesomsättning, men kan inte lagra näringsämnen. Därför behöver de en stadig tillgång till syre och näringsämnen. Detta är en av de funktioner som utförs av glialceller. Utan dem skulle våra neuroner dö.

Studier genom historien har fokuserat, praktiskt taget, uteslutande på neuroner. Glialceller har dock många viktiga funktioner som tidigare var okända. Till exempel har det nyligen upptäckts att de deltar i kommunikation mellan hjärnceller, blodflöde och intelligens.

Det finns emellertid mycket att upptäcka av glialcellerna, eftersom de släpper ut många ämnen vars funktioner ännu inte är kända och verkar vara relaterade till olika neurologiska patologier.

Kort historia av glialceller

Den 3 april 1858 meddelade Rudolf Virchow begreppet neuroglia vid en konferens vid patologinstitutet vid universitetet i Berlin. Denna konferens hade titeln "ryggrad och hjärna". Virchow talade om glia som hjärnans bindväv eller "nervcement".

Denna konferens publicerades i en bok kallad "Cellpatologi". Det blev en av de mest inflytelserika medicinska publikationerna från nittonde århundradet. Tack vare denna bok sprids begreppet neuroglia över hela världen.

1955, när Albert Einstein dog, togs hans hjärna bort för att studera den noga. Därför lagrade de den i en behållare full av formaldehyd. Forskarna undersökte snitt i hans hjärna och försökte svara på orsaken till hans exceptionella förmågor.

Den populära tron ​​är att hjärnan var större än normalt, men det var det inte. Varken de hittade fler neuroner på kontot, inte heller dessa var större.

Efter många studier, i slutet av 1980-talet fann de att Einsteins hjärna hade ett högre antal glialceller. Framför allt, i en struktur som kallas associativ cortex. Detta ansvarar för att tolka informationen. Delta i komplexa funktioner som minne eller språk.

Detta överraskade forskarna eftersom de alltid hade tänkt att glialcellerna bara fungerade för att hålla neuronerna ihop.

Forskarna hade ignorerat glialcellerna under lång tid på grund av bristen på kommunikation mellan dem. Istället kommunicerar neuroner genom synapset med hjälp av åtgärdspotentialer. Det vill säga elektriska impulser som överförs mellan neuronerna för att skicka meddelanden.

Glialceller producerar dock inte åtgärdspotentialer. Även om de senaste resultaten visar att dessa celler utbyter information inte med elektriska medel men kemiska.

Dessutom kommunicerar inte bara med varandra utan även med neuroner, vilket förbättrar informationen som den senare sänder.

funktioner

Huvudfunktionerna hos glialceller är följande:

- Håll fast vid centrala nervsystemet. Dessa celler ligger runt neuronerna och håller dem fasta på plats.

- Glialceller dämpar de fysiska och kemiska effekter som resten av organismen kan ha på neuroner.

- De kontrollerar flödet av näringsämnen och andra kemikalier som behövs för neuroner att utbyta signaler med varandra.

- De isolerar neuroner från andra, förhindrar neurala meddelanden från att blandas.

- Eliminera och neutralisera avfallet av neuroner som har dött.

- De förbättrar neuronal synapser (anslutningar). Vissa studier har visat att om det inte finns några glialceller neuroner och deras anslutningar misslyckas. Till exempel i en studie med gnagare observerades att neuroner i sig gjorde mycket få synapser.

Men när de tillsatte en klass av glialceller som kallades astrocyter ökade synapserna markant och den synaptiska aktiviteten ökade 10 gånger mer.

De har också upptäckt att astrocyter frisätter ett ämne som kallas trombospondin, vilket underlättar bildandet av neuronala synapser.

- De bidrar till neuronal beskärning. När vårt nervsystem utvecklas skapas neuroner och anslutningar (synapser) för att spara.

I ett senare utvecklingsstadium skärs överskottsneuroner och anslutningar, vilket är känt som neuronal beskärning. Det verkar som glialceller stimulerar denna uppgift tillsammans med immunsystemet.

Det är sant att det i vissa neurodegenerativa sjukdomar finns en patologisk beskärning, på grund av glias abnormala funktioner. Detta sker exempelvis i Alzheimers sjukdom.

- De deltar i att lära sig, eftersom vissa glialceller täcker axonerna och bildar en substans som kallas myelin. Myelin är en isolator som orsakar nervimpulser att resa med högre hastighet.

I en miljö där lärande stimuleras, ökar nivån av myelinering av neuroner. Därför kan man säga att glialceller främjar inlärning.

Typer av glialceller

Det finns tre typer glialceller i vuxnas centrala nervsystem. Dessa är: astrocyter, oligodendrocyter och mikroglialceller. Därefter beskrivs var och en av dem.

astrocyter

Astrocyt betyder "cell i form av en stjärna". De finns i hjärnan och ryggmärgen. Dess huvudsakliga funktion är att på olika sätt upprätthålla en lämplig kemisk miljö för neuroner att utbyta information.

Dessutom stöder astrocyter (även kallade astrogliocyter) neuroner och eliminerar hjärnavfall. De tjänar också till att reglera den kemiska sammansättningen av vätskan som omger neuronerna (extracellulär vätska), absorberande eller frigörande substanser.

En annan funktion av astrocyter är att mata neuronerna. Några förlängningar av astrocyterna (som vi kan referera till som stjärnens armar) är inslagna runt blodkärlen, medan andra sträcker sig runt vissa delar av neuronerna.

Denna struktur uppmärksammades av den kända italienska histologen Camillo Golgi. Han trodde det berodde på att astrocyterna administrerade näringsämnen till neuronerna och lossnade från avfallet från blodkapillärerna.

Golgi föreslog 1903 att näringsämnenna reste från blodkärlen till astrocyternas cytoplasma, för att sedan passera till neuronerna. För närvarande har Golgi-hypotesen bekräftats. Detta har integrerats med ny kunskap.

Till exempel har det visat sig att astrocyter får glukos från kapillärer och omvandlar den till laktat. Detta är den kemikalie som produceras i den första fasen av glukosmetabolism.

Laktat frisätts i extracellulär vätska som omger neuronerna för absorption. Detta ämne levererar neuroner med ett bränsle som de kan metabolisera snabbare än glukos.

Dessa celler kan röra sig i hela centrala nervsystemet, förlänga och dra tillbaka sina förlängningar, kända som pseudopodier ("falska fötter"). De reser på samma sätt som amöbor gör. När de hittar lite slöseri med en neuron, slår de upp och smälter det. Denna process kallas fagocytos.

När en stor mängd skadad vävnad måste förstöras, kommer dessa celler att multiplicera, vilket ger tillräckligt med nya celler för att nå målet. När vävnaden har rengjorts kommer astrocyterna att uppta det tomma utrymme som bildas av en ram. Dessutom kommer en specifik klass av astrocyter att bilda en ärrväv som tätar området.

oligodendrocyter

Denna typ av glialcell stöder förlängningarna av neuroner (axoner) och producerar myelin. Myelin är ett ämne som täcker axoner genom att isolera dem. Detta förhindrar att information sprids till närliggande neuroner.

Myelin hjälper nervimpulserna att resa snabbare genom axonen. Inte alla axoner är täckta med myelin.

En myelinerad axon ligner ett halsband med långsträckta pärlor, eftersom myelin inte distribueras kontinuerligt. Det distribueras snarare i en serie segment, inklusive odefinerade delar..

En enda oligodendrocyt kan producera upp till 50 segment av myelin. När vårt centrala nervsystem utvecklas, producerar oligodendrocyterna förlängningar som därefter rullas upprepade gånger runt en bit axon och producerar sålunda skikten myelin.

De delar som inte myelineras från en axon kallas Ranvier nodules, av deras upptäckare.

Mikrogialceller eller mikroglyocyter

De är de minsta glialcellerna. De kan också fungera som fagocyter, det vill säga intag och förstörelse av neuronavfall. En annan funktion som de utvecklar är skyddet av hjärnan och försvarar det från externa mikroorganismer.

Således spelar den en viktig roll som en del av immunsystemet. Dessa är ansvariga för inflammationsreaktioner som uppstår som svar på hjärnskador.

Sjukdomar som påverkar glialceller

Det finns flera neurologiska sjukdomar som uppenbarar skada i dessa celler. Glia har kopplats till störningar som dyslexi, stammar, autism, epilepsi, sömnstörningar eller kronisk smärta. Förutom neurodegenerativa sjukdomar, såsom Alzheimers sjukdom eller multipel skleros.

Här är några av dem:

- Multipel skleros: det är en neurodegenerativ sjukdom där patientens immunförsvar felaktigt attackerar myelinmantlarna i ett visst område.

- Amyotrofisk lateralskleros (ALS): i denna sjukdom finns det en progressiv förstöring av motorneuronerna, vilket orsakar muskelsvaghet, talproblem, sväljning och andning som framskrider.

Det verkar som att en av de faktorer som är involverade i ursprunget till denna sjukdom är förstörelsen av glialceller som omger motorns neuroner. Detta kan förklara orsaken till att degenerationen börjar i ett visst område och sträcker sig till angränsande områden.

- Alzheimers sjukdom: är en neurodegenerativ sjukdom som kännetecknas av generell kognitiv försämring, främst på grund av minnesunderskott. Flera undersökningar tyder på att glialceller kan spela en viktig roll i ursprunget till denna sjukdom.

Det verkar vara att det finns förändringar i glialcellernas morfologi och funktioner. Astrocyter och microglia misslyckas med att uppfylla sina neuroprotektionsfunktioner. Sålunda förblir neuroner utsatta för oxidativ stress och excitotoxicitet.

- Parkinsons sjukdom: denna sjukdom kännetecknas av motorproblem på grund av en degenerering av neuroner som sänder dopamin till motorstyrningsområden såsom substantia nigra.

Det verkar som att denna förlust är förknippad med ett glialrespons, särskilt astrocyternas microglia.

- Autismspektrumstörningar: Det verkar som om hjärnan hos barn med autism har mer volym än hos friska barn. Det har visat sig att dessa barn har mer neuroner i vissa delar av hjärnan. De har också fler glialceller, vilket kan återspeglas i de typiska symptomen på dessa störningar.

Dessutom är det uppenbart att microglia störs. Följaktligen lider dessa patienter av neuroinflammation i olika delar av hjärnan. Detta förorsakar förlusten av synaptiska samband och neuronal död. Kanske av denna anledning finns det mindre anslutningsförmåga än normalt hos dessa patienter.

- Affektiva sjukdomar: I andra studier har minskningar av antalet glialceller associerade med olika störningar hittats. Till exempel Ongur Drevets och pris (1998) visade att en minskning med 24% av gliaceller som produceras i hjärnan hos patienter som hade drabbats av affektiva störningar.

Närmare bestämt i prefrontala cortex hos patienter med egentlig depression, förlusten är mer uttalad hos dem som led av bipolär sjukdom. Dessa författare föreslår att förlusten av glialceller kan vara orsaken till minskad aktivitet som ses i det området.

Det finns många andra tillstånd där glialceller är inblandade. Mer forskning utvecklas för närvarande för att bestämma sin exakta roll i flera sjukdomar, främst neurodegenerativa störningar.

referenser

1. Barres, B.A. (2008). Glias mysterium och magi: ett perspektiv på deras roller i hälsa och sjukdom. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006). Beteendefysiologi 8: e utg. Madrid: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., och Anderova, M. (2016). Glialceller-de viktigaste delarna av Alzheimers sjukdom. Nuvarande Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
4. Glia: Övriga hjärnceller. (15 september 2010). Hämtat från Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: de 150 år efter. Trender i neurovetenskap, 31 (12), 653.
6. Óngür, D., Drevets, W.C., och Price, J. L. Glial reduktion i subgenual prefrontal cortex vid humörstörningar. Förlopp av National Academy of Science, USA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine G.J., Fitzpatrick D., et al., Editors (2001). Neuroscience. 2: a upplagan. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I., & Kern, J. K. (2011). Bevis på mikroglial aktivering i autism och dess möjliga roll i hjärnans underförbindelse. Neuron glia biology, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L., Rose, J., Soreq, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M.R., ... och Storbritannien Brain Expression Consortium. (2017). Huvudsakliga förändringar i glial regional identitet är ett transkriptionellt hallmark för mänsklig hjärnåldring. Cellrapporter, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M., Jackson-Lewis, V., Guégan, C, Teismann, P., Choi, D. K., Tieu, K., & Przedborski, S. (2001). Rollen av glialceller i Parkinsons sjukdom. Nuvarande åsikt i neurologi, 14 (4), 483-489.
11. Zeidan-Chulia, F., Salmina, A. B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J.C. F. (2014). Glansperspektivet hos autismspektrumstörningar. Neurovetenskap & Biobehavioral Recensioner, 38, 160-172.