Ο ρόλος της γλοίας στη νευρολογική ασθένεια

Δεδομένου ότι η πεποίθηση ότι υπάρχουν μόνο γλοιακά κύτταρα για να δοθεί δομική υποστήριξη στους νευρώνες, Όλο και περισσότερο ανακαλύπτεται ότι αυτά τα μικροσκοπικά στοιχεία εμπλέκονται πολύ στη σωστή λειτουργία του νευρικού συστήματος. Μεταξύ των συνήθων καθηκόντων που εκτελούνται από νευρογλοία βρουν προστασία από τη φθορά και εισβολείς, διατροφή των νευρώνων ή βελτιωμένη ηλεκτρική ώθηση, που σημαίνει ότι είναι πολύ περισσότερο από απλώς την υποστήριξη της ανάπτυξης των νευρώνων αυτών των όπως πίστευε στο παρελθόν.

Από την αναπτυσσόμενη μελέτη για τα γλοία, βλέπουμε επίσης πώς αυτά τα κύτταρα (τα οποία αντιπροσωπεύουν τα περισσότερα από τα συστατικά του εγκεφάλου) εμπλέκονται σε νευρολογικές ασθένειες και διαταραχές, κάτι που μέχρι τώρα έγινε μόνο στην έρευνα διαφόρων τύπων νευρώνων.

Είναι σημαντικό να κατανοηθεί ο βαθμός στον οποίο η νευρογλία παρεμβαίνει σε αυτές τις διαδικασίες, καθώς αυτό μπορεί να είναι ένα από τα μονοπάτια για την εύρεση θεραπείας στο μέλλον.

Γρήγορη επισκόπηση: ποιο είναι το γλια?

Στο κεντρικό νευρικό σύστημα (CNS) βρίσκουμε τρεις κύριες κατηγορίες γλοιακών κυττάρων: τα ολιγοδενδροκύτταρα, υπεύθυνα για την τοποθέτηση της θήκης μυελίνης στους νευρώνες. μικρογλοία, η λειτουργία του οποίου είναι η προστασία του εγκεφάλου. και τα αστροκύτταρα, τα οποία παρουσιάζουν ένα πλήθος λειτουργιών για να βοηθήσουν τους νευρώνες.

Σε αντίθεση με το SNC, στο Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (SNP) βρέθηκε μόνο ένας κύριος τύπος νευρογλοίας, κύτταρα Schwann, που υποδιαιρούνται σε τρεις. Κυρίως, είναι υπεύθυνοι για τη δημιουργία του στρώματος μυελίνης στους νευρώνες των νευρώνων.

• Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό το θέμα, μπορείτε να συμβουλευτείτε αυτό το άρθρο: "Glial κύτταρα: πολύ περισσότερο από την κόλλα των νευρώνων"

Ασθένειες και διαταραχές που σχετίζονται με τα γλοία

Επί του παρόντος, Υπάρχουν ολοένα και περισσότερες ενδείξεις ότι το νευρογλινίδιο παίζει ρόλο σε ασθένειες που επηρεάζουν το ΚΝΣ, τόσο για καλό όσο και για κακό. Εδώ παρουσιάζω μια μικρή λίστα από αυτά, που καλύπτουν διαφορετικούς τύπους ασθενειών, όπου σχολιάζω τις συνέπειες (που είναι σήμερα γνωστές) των γλοιακών κυττάρων σε αυτά. Είναι πιθανό να ανακαλυφθούν και άλλες λεπτομέρειες στο μέλλον.

1. Χρονική και μόνιμη παράλυση

Μια παράλυση υφίσταται όταν χαθεί η σύνδεση μεταξύ ενός νευρώνα που ακολουθείται από νευρώνες, επειδή η "οδός επικοινωνίας" του έχει σπάσει. Κατ 'αρχήν, τα γλοία μπορούν να απελευθερώσουν ουσίες γνωστές ως νευροτροφικές ουσίες που προάγουν την ανάπτυξη των νευρώνων. Όπως συμβαίνει στο SNP, αυτό επιτρέπει την ανάκτηση της κινητικότητας με την πάροδο του χρόνου. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει στο ΚΝΣ, υποφέροντας μόνιμη παράλυση.

Για να δείξουμε ότι νευρογλοία δεν ασχολείται με την ανάκτηση, καθώς είναι το μόνο πράγμα που διαφέρει αυτό νευρολογική διαταραχή όταν συμβαίνει στο ΚΝΣ ή ΠΝΣ, Albert J. Aguayo, πραγματοποιείται σε ένα πείραμα 80 στην οποία αρουραίοι με κατεστραμμένο νωτιαίο μυελό (δηλαδή με παράλυση), έλαβαν μεταμόσχευση ιστού ισχιακού νεύρου προς την πληγείσα περιοχή. Το αποτέλεσμα είναι ότι σε δύο μήνες οι αρουραίοι επέστρεψαν να κινηθούν με απόλυτη φυσικότητα.

Σε μεταγενέστερες έρευνες, διαπιστώθηκε ότι υπάρχει ένας αριθμός παραγόντων που δεν επιτρέπουν την πλήρη ανάκτηση της σύνδεσης. Ένας από αυτούς είναι η ίδια η μυελίνη που παράγουν τα ολιγοδενδροκύτταρα, τα οποία, κατά το σχηματισμό της θήκης, εμποδίζουν την ανάπτυξη του νευρώνα. Ο στόχος αυτής της διαδικασίας είναι άγνωστος αυτή τη στιγμή. Ένας άλλος παράγοντας είναι η υπερβολική ζημιά που προκαλείται από το μικρογλοία, καθώς οι ουσίες που απελευθερώνονται για να υπερασπιστούν το σύστημα είναι επίσης επιβλαβείς για τους νευρώνες.

2. Ασθένεια Creutzfeldt-Jakob

Αυτή η νευροεκφυλιστική ασθένεια προκαλείται από τη μόλυνση ενός πρίοντος, που είναι μια ανώμαλη πρωτεΐνη που έχει αποκτήσει αυτονομία. Ένα άλλο όνομα που λαμβάνεται είναι εκείνο της σπογγώδους εγκεφαλοπάθειας, αφού ο εγκέφαλος των ασθενών καταλήγει γεμάτος τρύπες, δίνοντας το αίσθημα ενός σφουγγαριού. Μία από τις παραλλαγές της προκάλεσε μια προειδοποίηση για την υγεία κατά τη δεκαετία του '90, γνωστή ως ασθένεια των τρελών αγελάδων.

Μεταδίδεται εάν καταποθεί, ο πριόν έχει τη δυνατότητα να διασχίσει τον επιλεκτικό αιματοεγκεφαλικό φραγμό και να καταλάβει στον εγκέφαλο. Στο ΚΝΣ, μολύνει τους νευρώνες καθώς και τα αστροκύτταρα και τα μικρογλοία, αναδιπλασιάζοντας και σκοτώνει τα κύτταρα και δημιουργώντας όλο και περισσότερους πρίονες.

Δεν έχω ξεχάσει τα ολιγοδενδροκύτταρα, και φαίνεται ότι Αυτός ο τύπος γλοίας αντιστέκεται στην μόλυνση από τα πριόνια, αλλά δεν αντέχει στην οξειδωτική βλάβη που εμφανίζονται ως μέρος του αγώνα που κάνει η μικρογλία σε μια προσπάθεια να υπερασπιστεί τους νευρώνες. Το 2005, αναφέρθηκε ότι η πρωτεΐνη σε φυσιολογική κατάσταση που παράγει το πρίον βρίσκεται στην μυελίνη του ΚΝΣ, αν και είναι άγνωστη η λειτουργία της.

3. Αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS)

Το ALS είναι μια εκφυλιστική ασθένεια που επηρεάζει τους κινητικούς νευρώνες, ότι λίγο-λίγο χάνουν τη λειτουργικότητα, προκαλώντας απώλεια κινητικότητας μέχρι να φτάσουν στην παράλυση.

Η αιτία είναι μια μετάλλαξη στο γονίδιο που κωδικοποιεί το ένζυμο δισμουτάση του υπεροξειδίου 1 (SOD-1), η οποία φέρει ένα ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία της κυτταρικής επιβίωσης, το οποίο είναι η απομάκρυνση των ελευθέρων ριζών οξυγόνου. Ο κίνδυνος των ριζοσπαστών είναι ότι εξισορροπούν το φορτίο στο κυτταρόπλασμα, το οποίο τελικά οδηγεί σε κυτταρικές δυσλειτουργίες και θάνατο.

Σε ένα πείραμα με ποντίκια με μεταλλαγμένη παραλλαγή του γονιδίου SOD1, παρατηρήθηκε πως αναπτύσσουν ασθένεια ALS. Εάν αποφευχθεί η μετάλλαξη στους κινητικούς νευρώνες, τα ποντίκια παρέμειναν υγιή. Η έκπληξη εμφανίστηκε με την ομάδα ελέγχου, όπου μόνο οι μοτοβερήνες έδειξαν τη μετάλλαξη. Η θεωρία δείχνει ότι σε αυτά τα ποντίκια οι κινητήρες θα πεθάνουν και θα δημιουργούν την ασθένεια. Αλλά αυτό δεν συνέβη και, προς έκπληξη όλων, τα ποντίκια ήταν προφανώς υγιή. Το συμπέρασμα είναι ότι τα κύτταρα κοντά στους κινητικούς νευρώνες (τα γλοία) είχαν κάποιο μηχανισμό που σχετίζεται με το SOD1 που εμποδίζει τον νευροεκφυλισμό.

Συγκεκριμένα, οι επιβιώσαντες των νευρώνων ήταν τα αστροκύτταρα. Εάν οι υγιείς κινητήρες που αναπτύσσονται στην πλάκα συνδέονται με αστροκύτταρα με έλλειψη SOD1, πεθαίνουν. Το συμπέρασμα που συνάγεται είναι ότι τα μεταλλαγμένα αστροκύτταρα απελευθερώνουν κάποια τοξική ουσία σε κινητικούς νευρώνες, εξηγώντας γιατί μόνο αυτοί οι τύποι νευρώνων πεθαίνουν στην ανάπτυξη της νόσου. Φυσικά, ο τοξικός παράγοντας παραμένει ένα μυστήριο και αντικείμενο έρευνας.

4. Χρόνιος πόνος

Ο χρόνιος πόνος είναι μια διαταραχή στην οποία μόνιμα τα κύτταρα του πόνου διατηρούνται ενεργά, χωρίς καμία ζημιά που προκαλεί τη διέγερσή τους. Ο χρόνιος πόνος αναπτύσσεται όταν έχει υπάρξει αλλαγή στο κύκλωμα του πόνου του ΚΝΣ μετά από τραυματισμό ή ασθένεια.

Linda Watkins, ένας πόνος ερευνητής Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, υπάρχουν υποψίες ότι μικρογλοία μπορεί να εμπλέκεται σε χρόνιο πόνο να είναι σε θέση να απελευθερώνουν κυτοκίνες, ουσία η οποία εκκρίνεται σε μια φλεγμονώδη απόκριση και πόνο ενεργό.

Για να ελέγξει αν είχε δίκιο, πραγματοποίησε μια δοκιμή σε αρουραίους με χρόνιο πόνο που προκλήθηκε από βλάβη στη σπονδυλική στήλη. Σε αυτούς χορηγήθηκε μινοκυκλίνη, η οποία στοχεύει μικρογλοία, εμποδίζοντας την ενεργοποίησή της και, ως εκ τούτου, δεν απελευθερώνει κυτοκίνες.. Το αποτέλεσμα ήταν άμεσο και οι αρουραίοι σταμάτησαν να υποφέρουν από πόνους.

Η ίδια ομάδα μελέτης βρήκε τον μηχανισμό με τον οποίο αναγνωρίζει η microglia όταν μια περιοχή έχει υποστεί βλάβη. Οι κατεστραμμένοι νευρώνες απελευθερώνουν μια ουσία γνωστή ως fractalkine, ότι η μικρογλοία αναγνωρίζει και υπερασπίζεται τις κυτοκίνες που εκκρίνουν. Το πρόβλημα του χρόνιου πόνου είναι ότι για κάποιο λόγο, η μικρογλοία δεν σταματά να απελευθερώνει κυτοκίνες, διεγείροντας συνεχώς την παραγωγή της αίσθησης του πόνου, παρόλο που δεν υπάρχει άλλη ζημιά.

5. Αλτσχάιμερ

Η νόσος του Αλτσχάιμερ είναι μια ασθένεια που καταστρέφει τους νευρώνες και την επικοινωνία τους, προκαλώντας απώλεια μνήμης. Ένα σημάδι αυτής της νόσου στην ανατομία του εγκεφάλου είναι το εμφάνιση γεροντικών πλακών σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Αυτές οι πλάκες είναι ένα συσσωμάτωμα πρωτεΐνης που ονομάζεται βήτα-αμυλοειδές, το οποίο είναι τοξικό για τους νευρώνες.

Ποιος δημιουργεί αυτή την τοξική συσσώρευση είναι τα αστροκύτταρα. Αυτός ο τύπος γλοίας έχει την ικανότητα να παράγει το β-αμυλοειδές πεπτίδιο, καθώς μπορεί να επεξεργαστεί τον πρόδρομο του, την πρόδρομη πρωτεΐνη αμυλοειδούς (PPA). Ο λόγος για το γεγονός αυτό δεν είναι ακόμη σαφής.

Ένα άλλο σημάδι είναι ότι γύρω από τις πλάκες παρατηρείται μια μεγάλη ποσότητα μικρογλοίας, η οποία σε μια προσπάθεια να υπερασπιστεί τον ιστό, ομαδοποιείται για την καταπολέμηση της συσσώρευσης των β-αμυλοειδούς και απελευθερώνει τοξικές ουσίες (όπως κυτοκίνες, χημειοκίνες ή αντιδραστικού οξυγόνου), αντί να βοηθήσει στην προώθηση της θάνατο των νευρώνων, επειδή είναι τοξικό για αυτά. Επιπλέον, δεν έχουν καμία επίδραση στη γεροντική πλάκα.