Είναι πολύ συνηθισμένο ότι, όταν μιλάμε για την νοημοσύνη ενός ατόμου, αναφέρουμε συγκεκριμένα έναν πολύ συγκεκριμένο τύπο κυττάρων: τους νευρώνες. Επομένως, είναι φυσιολογικό να καλέσουμε το μονοεθνικό, στον οποίο αποδίδουμε χαμηλή νοημοσύνη κατά τρόπο παρεκτροπικό. Ωστόσο,, η ιδέα ότι ο εγκέφαλος είναι ουσιαστικά ένα σύνολο νευρώνων είναι ολοένα και πιο ξεπερασμένο.

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος περιέχει πάνω από 80 δισεκατομμύρια νευρώνες, αλλά αυτό αντιπροσωπεύει μόνο το 15% των συνολικών κυττάρων σε αυτό το σύνολο οργάνων.

Το υπόλοιπο 85% καταλαμβάνεται από έναν άλλο τύπο μικροσκοπικού σώματος: τα λεγόμενα νευρογλοιακά κύτταρα. Συνολικά, αυτά τα κύτταρα σχηματίζουν μια ουσία που ονομάζεται γλία ή νευρογλία, που εκτείνεται μέσα από όλες τις γωνίες και τις κρημνές του νευρικού συστήματος.

Επί του παρόντος, το glia είναι ένας από τους τομείς σπουδών με τη μεγαλύτερη πρόοδο στις νευροεπιστήμες, σε αναζήτηση αποκάλυψης όλων των καθηκόντων του και αλληλεπιδράσεις που κάνουν έτσι ώστε το νευρικό σύστημα να λειτουργεί ακριβώς όπως το κάνει. Και είναι ότι ο εγκέφαλος αυτή τη στιγμή δεν μπορεί να γίνει κατανοητός χωρίς να κατανοηθεί η επίδραση των γλοίων.

Η ανακάλυψη των νευρογλοιακών κυττάρων

Ο όρος neuroglia δημιουργήθηκε το 1856 από τον Γερμανό παθολόγο Rudolf Virchow. Αυτή είναι μια λέξη που σημαίνει στα ελληνικά "νευρωνική (νευρολογική) κόλλα (glia)", καθώς κατά τη στιγμή της ανακάλυψής της θεωρήθηκε ότι οι νευρώνες συνδέθηκαν μαζί για να σχηματίσουν τα νεύρα και, επιπλέον, ότι ο άξονας ήταν ένα σύνολο κυττάρων αντί για ένα τμήμα του νευρώνα. Εξαιτίας αυτού, υποτίθεται ότι αυτά τα κύτταρα που βρέθηκαν κοντά στους νευρώνες ήταν να βοηθήσουν στη δομή του νεύρου και να διευκολύνουν την ένωση μεταξύ τους και τίποτα άλλο. Ένα μάλλον παθητικό και βοηθητικό ρόλο, εν συντομία.

Το 1887, ο διάσημος ερευνητής Santiago Ramón y Cajal κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι νευρώνες ήταν ανεξάρτητες μονάδες και ότι διαχωρίστηκαν από τους άλλους από ένα μικρό χώρο που αργότερα ήταν γνωστός ως ο συνοπτικός χώρος. Αυτό χρησίμευσε για να διαψεύσει την ιδέα ότι οι νευραξόνες ήταν κάτι περισσότερο από ένα μέρος ανεξάρτητων νευρικών κυττάρων. Ωστόσο, παρέμεινε η ιδέα της παθητικότητας των νευρώνων. Σήμερα, ωστόσο, ανακαλύπτεται ότι η σημασία του είναι πολύ μεγαλύτερη από ό, τι υποτίθεται.

Κατά κάποιο τρόπο, είναι ειρωνικό το γεγονός ότι το όνομα που δόθηκε στη νευρογλία είναι αυτό. Είναι αλήθεια ότι βοηθάει στη δομή, αλλά όχι μόνο εκτελεί αυτή τη λειτουργία, αλλά και για την προστασία, αποκατάσταση ζημιών, βελτίωση των νευρικών ερεθισμάτων, παρέχουν ενέργεια, και ακόμη και τον έλεγχο της ροής των πληροφοριών, και πολλά άλλα χαρακτηριστικά που ανακαλύφθηκε. Είναι ένα ισχυρό εργαλείο για το νευρικό σύστημα.

Τύποι νευρογλοιακών κυττάρων

Η νευρογλοία είναι ένα σύνολο διαφορετικών τύπων κυττάρων που έχουν κοινό ότι βρίσκονται στο νευρικό σύστημα και δεν είναι νευρώνες.

Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι νευρογλοιακών κυττάρων, αλλά θα επικεντρωθώ στην ομιλία για τις τέσσερις κατηγορίες που θεωρούνται πιο σημαντικές, καθώς και στην εξήγηση των πιο σημαντικών λειτουργιών που ανακαλύφθηκαν μέχρι σήμερα. Όπως έχω πει, αυτό το πεδίο της νευροεπιστήμης προχωρά ολοένα και περισσότερο καθημερινά και στο μέλλον θα υπάρχουν νέες λεπτομέρειες που είναι άγνωστες σήμερα..

1. Κύτταρα Schwann

Το όνομα αυτού του κελιού είναι να τιμήσει τον ανακαλύπτό του, Ο Θεόδωρος Schwann, γνωστός ως ένας από τους πατέρες της Cell Theory. Αυτός ο τύπος νευρογλοιακού κυττάρου είναι ο μόνος που βρίσκεται στο Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (SNP), δηλαδή στα νεύρα που τρέχουν σε όλο το σώμα.

Ενώ σπούδαζα την ανατομία των νευρικών ινών στα ζώα παρατηρούνται κύτταρα Schwann που ενώθηκαν κατά μήκος του άξονα και έδωσε την αίσθηση ότι κάτι σαν μικρές «μαργαριτάρια»? πέρα από αυτό, δεν τους έδωσε μεγαλύτερη σημασία. Σε μελλοντικές μελέτες, ανακαλύφθηκε ότι αυτά τα μικροσκοπικά στοιχεία με τη μορφή σφαιριδίων ήταν στην πραγματικότητα θήκες μυελίνης, ένα σημαντικό προϊόν που δημιουργεί αυτόν τον τύπο κυττάρου.

Η μυελίνη είναι μια λιποπρωτεΐνη που προσφέρει μόνωση ενάντια στην ηλεκτρική ώθηση στον άξονα, δηλαδή, επιτρέπει τη διατήρηση του δυναμικού δράσης για μεγαλύτερο και μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, καθιστώντας την ηλεκτρική πυροδότηση ταχύτερη και μη διασκορπισμένη μέσω της μεμβράνης νευρώνων. Δηλαδή, ενεργούν σαν το καουτσούκ που καλύπτει ένα καλώδιο.

Τα κύτταρα Schwann έχουν την ικανότητα να εκκρίνουν διάφορα νευροτροφικά συστατικά, συμπεριλαμβανομένου του "Παράγοντα Νευρικού Ανάπτυξης" (FCN), ο πρώτος παράγοντας ανάπτυξης που βρίσκεται στο νευρικό σύστημα. Αυτό το μόριο χρησιμεύει για την τόνωση της ανάπτυξης των νευρώνων κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Επίσης, επειδή αυτός ο τύπος γλοίας περιβάλλει τον αξόνιο σαν να ήταν ένας σωλήνας, έχει επίσης επιρροή για να επισημάνει την κατεύθυνση προς την οποία πρέπει να αναπτυχθεί.

Πέρα από αυτό, έχει παρατηρηθεί ότι όταν ένα νεύρο στο SNP έχει υποστεί βλάβη, Το FCN εκκρίνεται έτσι ώστε ο νευρώνας να μπορεί να αναπτυχθεί και να ανακτήσει τη λειτουργικότητά του. Αυτό εξηγεί τη διαδικασία με την οποία εξαφανίζεται η προσωρινή παράλυση που υποφέρουν οι μύες μετά από ένα σπάσιμο.

Τα τρία διαφορετικά κύτταρα του Schwann

Για τους πρώτους ανατομικούς δεν υπήρχαν διαφορές στα κύτταρα Schwann, αλλά με την πρόοδο στη μικροσκοπία ήταν δυνατό να διαφοροποιηθούν μέχρι τρεις διαφορετικοί τύποι, με καλά διαφοροποιημένες δομές και λειτουργίες. Αυτά που έχω περιγράψει είναι τα «μυελινικά», επειδή παράγουν μυελίνη και είναι τα πιο συνηθισμένα.

Ωστόσο,, σε νευρώνες με βραχείς νευράξονες, υπάρχει ένας άλλος τύπος κυττάρου Schwann που ονομάζεται "χωρίς μυελίνη", δεδομένου ότι δεν παράγει θήκες μυελίνης. Αυτά είναι μεγαλύτερα από τα προηγούμενα, και μέσα τους φιλοξενούν περισσότερους από έναν αξόνους κάθε φορά. Προφανώς δεν παράγουν θήκες μυελίνης, αφού με τη δική τους μεμβράνη χρησιμεύει ήδη ως μόνωση για αυτούς τους μικρότερους άξονες.

Ο τελευταίος τύπος αυτής της μορφής νευρογλοίας βρίσκεται στη σύναψη μεταξύ των νευρώνων και των μυών. Είναι γνωστά ως τερματικά Schwann ή περισυναπτικά κύτταρα (μεταξύ των συνάψεων). Η λειτουργία που του δόθηκε αυτή τη στιγμή αποκαλύφθηκε χάρη στο πείραμα που πραγματοποίησε ο Richard Robitaille, νευροβιολόγος του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ. Η δοκιμή συνίστατο στην προσθήκη ενός ψεύτικου αγγελιοφόρου σε αυτά τα κελιά για να δούμε τι συνέβη. Το αποτέλεσμα ήταν ότι η ανταπόκριση που εκφράστηκε από τον μυ τροποποιήθηκε. Σε ορισμένες περιπτώσεις η συρρίκνωση αυξήθηκε, σε άλλες περιπτώσεις μειώθηκε. Το συμπέρασμα ήταν ότι Αυτός ο τύπος γλοίας ρυθμίζει τη ροή πληροφοριών μεταξύ του νευρώνα και του μυός.

2. Ολιγοδενδροκύτταρα

Μέσα στο κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) δεν υπάρχουν κύτταρα Schwann, αλλά οι νευρώνες έχουν άλλη μορφή επικάλυψης μυελίνης χάρη σε έναν εναλλακτικό τύπο νευρογλοιακών κυττάρων. Αυτή η λειτουργία εκτελείται ο τελευταίος από τους μεγάλους τύπους του ανακαλυφθέντος νευρογλίου: αυτός που σχηματίζεται από τα ολιγοδενδροκύτταρα.

Το όνομά του αναφέρεται στο πώς περιγράφηκαν από τους πρώτους ανατόμους που τα βρήκαν. ένα κελί με πολλές μικρές επεκτάσεις. Αλλά η αλήθεια είναι ότι το όνομα προέρχεται όχι πολύ, επειδή ο χρόνος αργότερα, ένας μαθητής του Ramon y Cajal, Pio del Rio Hortega, σχεδιασμένο βελτιώσεις στην χρώσης που χρησιμοποιείται κατά το χρόνο, αποκαλύπτοντας την πραγματική μορφολογία: ένα κελί με μερικές μακρές επεκτάσεις, σαν να ήταν όπλα.

Η μυελίνη στο ΚΝΣ

Η διαφορά μεταξύ των ολιγοδενδροκυττάρων και των μυελιωμένων κυττάρων Schwann είναι ότι οι πρώτοι δεν περιβάλλουν τον άξονα με το σώμα τους, αλλά το κάνουν με τις μακρές επεκτάσεις τους, σαν να ήταν πλοκάμια ενός χταποδιού, και μέσω αυτών η μυελίνη εκκρίνεται. Επιπλέον, η μυελίνη στο ΚΝΣ δεν είναι μόνο για την απομόνωση του νευρώνα.

Όπως αποδείχθηκε το 1988 από τον Martin Schwab, η εναπόθεση μυελίνης στον άξονα σε νευρώνες στον πολιτισμό εμποδίζει την ανάπτυξή του. Ψάχνοντας για μια εξήγηση, ο Schwab και η ομάδα του κατάφεραν να καθαρίσουν αρκετές πρωτεΐνες μυελίνης που προκαλούν αυτή την αναστολή: Nogo, MAG και OMgp. Το αστείο είναι ότι έχει παρατηρηθεί ότι στα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης του εγκεφάλου, η πρωτεΐνη MAG της μυελίνης διεγείρει την ανάπτυξη του νευρώνα, καθιστώντας μια αντίστροφη λειτουργία στον νευρώνα στους ενήλικες.. Ο λόγος αυτής της αναστολής είναι ένα μυστήριο, αλλά οι επιστήμονες ελπίζουν ότι ο ρόλος της θα είναι σύντομα γνωστός.

Μια άλλη πρωτεΐνη που βρέθηκε στη δεκαετία του '90 βρίσκεται στη μυελίνη, αυτή τη φορά από τον Stanley B. Prusiner: την πρωτεΐνη Prion (PrP). Η λειτουργία του σε κανονική κατάσταση είναι άγνωστη, αλλά σε μεταλλαγμένη κατάσταση γίνεται Prion και παράγει μια παραλλαγή της νόσου Creutzfeldt-Jakob, κοινώς γνωστή ως ασθένεια τρελών αγελάδων. Το πρίον είναι μια πρωτεΐνη που κερδίζει αυτονομία, μολύνοντας όλα τα κύτταρα της γλοίας, η οποία δημιουργεί νευροεκφυλισμό.

3. Αστροκύτταρα

Αυτός ο τύπος νευρογλοιακού κυττάρου περιγράφηκε από τον Ramon y Cajal. Κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεών του για τους νευρώνες, παρατήρησε ότι υπήρχαν άλλα κύτταρα κοντά στους νευρώνες, με ένα αστέρι σχήμα. εξ ου και το όνομά του. Βρίσκεται στο κεντρικό νευρικό σύστημα και στο οπτικό νεύρο, και ενδεχομένως ένα από τα γλοία που εκτελεί μεγαλύτερο αριθμό λειτουργιών. Το μέγεθός του είναι δύο έως δέκα φορές μεγαλύτερο από αυτό ενός νευρώνα και έχει πολύ διαφορετικές λειτουργίες

Φράγμα αίματος-εγκεφάλου

Το αίμα δεν ρέει άμεσα στο ΚΝΣ. Αυτό το σύστημα προστατεύεται από το Blood-Brain Barrier (BHE), μια πολύ επιλεκτική διαπερατή μεμβράνη. Τα αστροκύτταρα συμμετέχουν ενεργά σε αυτό, που είναι υπεύθυνη για το φιλτράρισμα του τι μπορεί να συμβεί στην άλλη πλευρά και τι όχι. Κυρίως επιτρέπουν την είσοδο οξυγόνου και γλυκόζης, ώστε να μπορούν να τροφοδοτούν τους νευρώνες.

Αλλά τι συμβαίνει εάν το φράγμα είναι κατεστραμμένο; Εκτός από τα προβλήματα που δημιουργούνται από το ανοσοποιητικό σύστημα, ομάδες αστροκυττάρων κινούνται στην κατεστραμμένη περιοχή και ενώνονται για να σχηματίσουν ένα προσωρινό φράγμα και να σταματήσουν την αιμορραγία.

Τα αστροκύτταρα έχουν την ικανότητα να συνθέτουν μια ινώδη πρωτεΐνη γνωστή ως GFAP, με την οποία αποκτούν αντοχή, εκτός από την έκκριση άλλης ακολουθούμενης από πρωτεΐνες που τους επιτρέπει να αποκτήσουν αδιαβροχοποίηση. Παράλληλα, τα αστροκύτταρα εκκρίνουν νευροτρόφους, για να τονώσουν την αναγέννηση στην περιοχή.

Επαναφορτίστε την μπαταρία καλίου

Μια άλλη από τις περιγραφόμενες λειτουργίες των αστροκυττάρων είναι η δραστηριότητά τους να διατηρούν το δυναμικό δράσης. Όταν ένας νευρώνας δημιουργεί ηλεκτρική ώθηση, συλλέγει ιόντα νατρίου (Na +) για να γίνει πιο θετικός με το εξωτερικό. Αυτή η διαδικασία με την οποία τα ηλεκτρικά φορτία που διεκπεραιώνονται εκτός και εντός των νευρώνων παράγει μια κατάσταση γνωστή ως εκπόλωση, γεγονός που καθιστά γεννήθηκε ηλεκτρικούς παλμούς που ταξιδεύουν νευρώνων καταλήγοντας στη συναπτική χώρο. Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού σας, το κυτταρικό μέσο αναζητά πάντα ισορροπία στο ηλεκτρικό φορτίο, οπότε χάνει αυτή τη φορά τα ιόντα καλίου (K +), για να ταιριάζει με το εξωκυτταρικό μέσο.

Εάν αυτό συμβαίνει πάντα στο τέλος κορεσμό Τα ιόντα καλίου δημιουργούνται στο εξωτερικό, πράγμα που θα σήμαινε ότι αυτά τα ιόντα θα σταματήσει έξω από το νευρώνα, και αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα την ανικανότητα να δημιουργηθεί το ηλεκτρικό παλμό. Αυτό είναι όπου τα αστροκύτταρα μπαίνουν στη σκηνή, απορροφούν αυτά τα ιόντα μέσα σε αυτά για να καθαρίσουν τον εξωκυτταρικό χώρο και να του επιτρέψουν να συνεχίσει να εκκρίνει περισσότερα ιόντα καλίου. Τα αστροκύτταρα δεν έχουν κανένα πρόβλημα με το φορτίο, αφού δεν επικοινωνούν με ηλεκτρικούς παλμούς.

4. Microglia

Η τελευταία από τις τέσσερις πιο σημαντικές μορφές νευρογλοίας είναι η μικρογλοία. Αυτό ανακαλύφθηκε πριν από τα ολιγοδενδροκύτταρα, αλλά θεωρήθηκε ότι προήλθε από τα αιμοφόρα αγγεία. Καταλαμβάνει το 5 έως 20 τοις εκατό του πληθυσμού των γλοίων του SNC, και η σημασία της βασίζεται στο γεγονός ότι αποτελεί τη βάση του ανοσοποιητικού συστήματος του εγκεφάλου. Έχοντας την προστασία του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, δεν επιτρέπεται η ελεύθερη διέλευση των κυττάρων και αυτό περιλαμβάνει αυτές του ανοσοποιητικού συστήματος. Για το λόγο αυτό, ο εγκέφαλος χρειάζεται το δικό του αμυντικό σύστημα και αυτό σχηματίζεται από αυτόν τον τύπο γλοιών.

Το ανοσοποιητικό σύστημα της SNC

Αυτό το κύτταρο γλοίας έχει μεγάλη κινητικότητα, το οποίο επιτρέπει να αντιδράσει γρήγορα σε οποιοδήποτε πρόβλημα βρίσκεται στο ΚΝΣ. Το microglia έχει την ικανότητα να καταβροχθίζει τα κατεστραμμένα κύτταρα, τα βακτήρια και τους ιούς, καθώς και να απελευθερώνει ένα, ακολουθούμενο από χημικούς παράγοντες με τους οποίους να παλεύει τους εισβολείς. Αλλά η χρήση αυτών των στοιχείων μπορεί να προκαλέσει δευτερεύουσα βλάβη, καθώς είναι επίσης τοξική για τους νευρώνες. Επομένως, μετά την αντιπαράθεση πρέπει να παράγουν, όπως και τα αστροκύτταρα, νευροτροφικά για να διευκολύνουν την αναγέννηση της πληγείσας περιοχής.

Μίλησα νωρίτερα βλάβης του BHE, ένα πρόβλημα που δημιουργείται εν μέρει από τις παρενέργειες της μικρογλοία, όταν λευκοκύτταρα διασχίζουν το BHE και να περάσει στον εγκέφαλο. Το εσωτερικό του ΚΝΣ είναι ένας νέος κόσμος για αυτά τα κύτταρα, και αντιδρούν πρωτίστως ως άγνωστοι σαν να ήταν απειλή, δημιουργώντας μια ανοσοαπόκριση εναντίον του.. Η μικρογλία ξεκινά την υπεράσπιση, προκαλώντας αυτό που θα μπορούσαμε να πούμε ως "εμφύλιο πόλεμο", που προκαλεί μεγάλη ζημιά στους νευρώνες.

Επικοινωνία μεταξύ γλοίας και νευρώνων

Όπως έχετε δει, τα κύτταρα των γλοίων εκτελούν μια μεγάλη ποικιλία καθηκόντων. Αλλά ένα τμήμα που δεν είναι σαφές είναι εάν οι νευρώνες και η νευρογλία επικοινωνούν μεταξύ τους. Οι πρώτοι ερευνητές έχουν ήδη αντιληφθεί ότι τα γλοία, σε αντίθεση με τους νευρώνες, δεν παράγουν ηλεκτρικές παρορμήσεις. Αλλά αυτό άλλαξε όταν ο Stephen J. Smith έλεγχε πώς επικοινωνούν, τόσο μεταξύ τους όσο και με τους νευρώνες.

Ο Smith είχε τη διαίσθηση ότι η νευρογλία χρησιμοποιεί το ιόν ασβεστίου (Ca2 +) για να μεταδώσει πληροφορίες, καθώς αυτό το στοιχείο είναι το πιο χρησιμοποιούμενο από τα κύτταρα εν γένει. Κατά κάποιο τρόπο, ο ίδιος και οι σύντροφοί του πέταξαν στην πισίνα με αυτήν την πεποίθηση (στο τέλος της «δημοτικότητας» ενός ιόντος δεν μας λέει πολλά για συγκεκριμένες λειτουργίες τους), αλλά ταιριάζει.

Αυτοί οι ερευνητές έχουν σχεδιαστεί ένα πείραμα αποτελείτο από καλλιέργεια αστροκυττάρων που προστέθηκε φθορισμού ασβεστίου, το οποίο επιτρέπει τη χρήση μικροσκοπίου φθορισμού θέση θέα. Επιπλέον, προστέθηκε στη μέση ένας πολύ κοινός νευροδιαβιβαστής, γλουταμινικό. Το αποτέλεσμα ήταν άμεσο. Για δέκα λεπτά μπορούσαν να δουν πώς εισήλθε ο φθορισμός μέσα στα αστροκύτταρα και ταξίδευε μεταξύ των κυττάρων σαν να ήταν κύμα. Με αυτό το πείραμα έδειξαν ότι το γλοία επικοινωνεί μεταξύ του και του νευρώνα, αφού χωρίς τον νευροδιαβιβαστή το κύμα δεν αρχίζει.

Το τελευταίο είναι γνωστό για τα γλοιακά κύτταρα

Μέσω πιο πρόσφατης έρευνας, έχει ανακαλυφθεί ότι το glia ανιχνεύει όλους τους τύπους νευροδιαβιβαστών. Επιπλέον, και οι δύο αστροκύτταρα και μικρογλοία είναι ικανά να παράγουν και να απελευθερώνουν νευροδιαβιβαστών (αν και αυτά τα στοιχεία ονομάζονται από gliotransmitters προέρχονται νευρογλοία), επηρεάζοντας έτσι τις συνάψεις των νευρώνων.

Ένα σημερινό πεδίο σπουδών είναι να δούμε όπου τα κύτταρα του γλοιίου επηρεάζουν τη γενική λειτουργία του εγκεφάλου και τις πολύπλοκες διανοητικές διαδικασίες, όπως τη μάθηση, τη μνήμη ή τον ύπνο.