Tipurile de celule gliale, funcțiile și bolile

celulele gliale ele sunt celule de sprijin care protejeaza neuronii si le tine impreuna. Există mai multe celule gliale decât neuronii din creierul nostru.

Setul de celule gliale este numit glia sau glia. Termenul "glia" provine din greacă și înseamnă "lipici". De aceea, uneori se vorbește de "adeziv nervos".

Celulele gliale continuă să crească după naștere. Pe masura ce imbatranim numarul lor scade. De fapt, celulele gliale trec prin mai multe schimbări decât neuronii.

În mod specific, unele celule gliale își transformă modelele de expresie genetică la vârstă. De exemplu, ce genuri sunt activate sau dezactivate când atinge 80 de ani. Ele se modifică în principal în zonele creierului, cum ar fi hipocampul (memoria) și substantia nigra (mișcarea). Chiar și cantitatea de celule gliale din fiecare persoană poate fi utilizată pentru a deduce vârsta lor.

Principalele diferențe dintre neuroni și celulele gliale sunt că aceștia din urmă nu participă direct la semnalele sinapse și electrice. Ele sunt, de asemenea, mai mici decât neuronii și nu au axoni sau dendriți.

Neuronii au un metabolism foarte ridicat, dar nu pot depozita nutrienți. De aceea au nevoie de o cantitate constantă de oxigen și nutrienți. Aceasta este una dintre funcțiile efectuate de celulele gliale. Fără ei, neuronii noștri ar muri.

Studiile din istorie s-au concentrat, practic, exclusiv asupra neuronilor. Cu toate acestea, celulele gliale au multe funcții importante care anterior nu au fost cunoscute. De exemplu, sa descoperit recent că aceștia participă la comunicarea dintre celulele creierului, fluxul sanguin și inteligența.

Cu toate acestea, există multe de descoperit de celulele gliale, deoarece acestea eliberează multe substanțe ale căror funcții nu sunt încă cunoscute și par a fi legate de diferite patologii neurologice.

Scurt istoric al celulelor gliale

La 3 aprilie 1858, Rudolf Virchow a anunțat conceptul de neuroglie la o conferință la Institutul de Patologie de la Universitatea din Berlin. Această conferință a fost intitulată "Cablul vertebral și creierul". Virchow a vorbit despre glia ca țesut conjunctiv al creierului sau "ciment nervos".

Această conferință a fost publicată într-o carte numită "Patologie celulară". A devenit una dintre cele mai influente publicatii medicale din secolul al XIX-lea. Datorită acestei cărți, conceptul de neuroglie sa răspândit în întreaga lume.

În 1955, când Albert Einstein a murit, creierul său a fost îndepărtat pentru al studia cu atenție. Pentru aceasta au depozitat-o ​​într-un recipient plin de formaldehidă. Oamenii de știință au examinat secțiunile din creierul său încercând să răspundă motivului abilităților sale excepționale.

Convingerea populară este că creierul era mai mare decât normal, dar nu era așa. Nici nu au găsit mai mulți neuroni ai contului, nici nu aveau dimensiuni mai mari.

După multe studii, la sfârșitul anilor 1980 au descoperit că creierul lui Einstein avea un număr mai mare de celule gliale. Mai presus de toate, într-o structură numită cortex asociativ. Acesta este responsabil pentru interpretarea informațiilor. Participă la funcții complexe, cum ar fi memoria sau limba.

Acest lucru a surprins oamenii de știință, deoarece ei credeau mereu că celulele gliale au servit numai pentru a ține împreună neuroni.

Cercetătorii au ignorat celulele gliale pentru o lungă perioadă de timp din cauza lipsei de comunicare între ele. În schimb, neuronii comunică prin sinapse folosind potențiale de acțiune. Adică, impulsurile electrice care sunt transmise între neuroni pentru a trimite mesaje.

Cu toate acestea, celulele gliale nu produc potențiale de acțiune. Deși cele mai recente descoperiri arată că aceste celule schimbă informații nu prin mijloace electrice, ci chimice.

În plus, nu numai că comunică între ele, ci și cu neuroni, îmbunătățind informațiile pe care le transmit.

funcții

Funcțiile principale ale celulelor gliale sunt următoarele:

- Păstrați atașat la sistemul nervos central. Aceste celule sunt situate în jurul neuronilor și le mențin fixate.

- Celulele gliale atenuează efectele fizice și chimice pe care le poate avea restul organismului asupra neuronilor.

- Controlul fluxului de substante nutritive si alte substante chimice necesare neuronilor pentru schimbul de semnale intre ele.

- Ei izolează neuronii de ceilalți, împiedicând amestecarea mesajelor neuronale.

- Eliminați și neutralizați deșeurile de neuroni care au murit.

- Îmbunătățește sinapsele neuronale (conexiuni). Anumite studii au arătat că, dacă nu există neuroni ai celulelor gliale și conexiunile lor nu reușesc. De exemplu, într-un studiu cu rozătoare, sa observat că numai neuronii au făcut foarte puține sinapse.

Cu toate acestea, atunci când au adăugat o clasă de celule gliale numite astrocite, numărul de sinapsă a crescut semnificativ și activitatea sinaptică a crescut de 10 ori mai mult.

Ei au descoperit de asemenea că astrocitele eliberează o substanță cunoscută sub numele de trombospondin, care facilitează formarea sinapselor neuronale.

- Contribuie la tăierea neuronală. Atunci când sistemul nostru nervos se dezvoltă, neuronii și conexiunile (sinapsele) sunt create pentru a scăpa.

Într-o etapă ulterioară de dezvoltare, se taie neuronii și conexiunile excedentare, cunoscut sub numele de tăierea neuronală. Se pare că celulele gliale stimulează această sarcină împreună cu sistemul imunitar.

Este adevărat că în unele boli neurodegenerative există o tăiere patologică, datorită funcțiilor anormale ale gliei. Aceasta se întâmplă, de exemplu, în boala Alzheimer.

- Participă la învățare, deoarece unele celule gliale acoperă axonii, formând o substanță numită mielină. Myelinul este un izolator care determină impulsurile nervoase să circule mai repede.

Într-un mediu în care învățarea este stimulată, nivelul mielinizării neuronilor crește. Prin urmare, se poate spune că celulele gliale promovează învățarea.

Tipuri de celule gliale

Există trei tipuri de celule gliale în sistemul nervos central al adulților. Acestea sunt: ​​astrocite, oligodendrocite și celule microgliale. Apoi, fiecare dintre ele este descrisă.

astrocite

Astrocyte înseamnă "celulă sub forma unei stele". Acestea se găsesc în creier și măduva spinării. Funcția sa principală este de a menține, în diferite moduri, un mediu chimic adecvat pentru schimbul de informații pentru neuroni.

În plus, astrocitele (numite și astrogliocite) susțin neuronii și elimină deșeurile creierului. De asemenea, acestea servesc la reglarea compoziției chimice a fluidului care înconjoară neuronii (lichidul extracelular), absorbția sau eliberarea substanțelor.

O altă funcție astrocitelor este de a alimenta neuronii. Unele extensii ale astrocitelor (despre care se poate numi brațele stelei) se învârt în jurul vaselor de sânge, în timp ce altele se extind în jurul anumitor zone ale neuronilor.

Această structură a atras atenția faimosului histolog istoric italian Camillo Golgi. El a crezut că a fost datorită faptului că astrocitele au administrat nutrienți neuronilor și s-au detașat de deșeurile din capilarele sanguine.

Golgi a propus în 1903 ca ​​substanțele nutritive să se deplaseze de la vasele de sânge la citoplasma astrocitelor, să treacă apoi la neuroni. În prezent, ipoteza Golgi a fost confirmată. Acest lucru a fost integrat cu noile cunoștințe.

De exemplu, sa constatat că astrocitele primesc glucoză din capilare și o transformă în lactat. Aceasta este substanța chimică produsă în prima fază a metabolizării glucozei.

Lactatul este eliberat în fluidul extracelular care înconjoară neuronii pentru absorbție. Această substanță furnizează neuronii cu un combustibil pe care îl pot metaboliza mai repede decât glucoza.

Aceste celule se pot mișca în întregul sistem nervos central, extinzând și retraindu-și extensiile, cunoscute sub numele de pseudopodia ("picioare false"). Ei călătoresc într-un mod similar cu cel al amoebelor. Atunci când găsesc niște resturi de neuroni, o scot în gât și o digeră. Acest proces se numește fagocitoză.

Atunci când o cantitate mare de țesut deteriorat trebuie să fie distrusă, aceste celule se vor multiplica, producând suficiente celule noi pentru a ajunge la țintă. Odată ce țesutul a fost curățat, astrocitele vor ocupa spațiul gol format de o rețea. În plus, o anumită categorie de astrocite va forma un țesut cicatricial care sigilează zona.

oligodendrocitele

Acest tip de celula gliala ofera suport neuronilor (axonilor) si produce mielina. Myelina este o substanță care acopere axonii prin izolarea lor. Acest lucru împiedică răspândirea informațiilor în neuronii din apropiere.

Myelinul ajută impulsurile nervoase să circule mai rapid prin axon. Nu toate axoanele sunt acoperite cu mielină.

Un axon mielinat seamănă cu un colier cu margele alungite, deoarece mielina nu este distribuită continuu. Mai degrabă, acesta este distribuit într-o serie de segmente, inclusiv părțile neacoperite.

Un singur oligodendrocite poate produce până la 50 de segmente de mielină. Atunci când sistemul nostru nervos central se dezvoltă, oligodendrocitele produc prelungiri care sunt ulterior laminate în mod repetat în jurul unei bucăți de axon, producând astfel straturile de mielină.

Părțile care nu sunt mielinizate de la un axon se numesc noduli Ranvier, de către descoperitorul lor.

Celule microgliale sau microgliocite

Ele sunt cele mai mici celule gliale. Ele pot acționa și ca fagocite, adică ingerarea și distrugerea deșeurilor neuronale. O altă funcție pe care o dezvoltă este protecția creierului, protejându-l de microorganisme externe.

Astfel, ea joacă un rol important ca o componentă a sistemului imunitar. Acestea sunt responsabile de reacțiile inflamatorii care apar ca răspuns la o leziune cerebrală.

Boli care afectează celulele gliale

Există mai multe boli neurologice care manifestă leziuni la aceste celule. Glia a fost legată de tulburări precum dislexia, stomacul, autismul, epilepsia, problemele de somn sau durerea cronică.În plus față de bolile neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer sau scleroza multiplă.

Iată câteva dintre ele:

- Scleroză multiplă: Este o boala neurodegenerative in care pacientii sistemul imunitar ataca din greseala tecile de mielină într-o anumită zonă.

- Scleroza laterală amiotrofică (ALS): Aceasta boala apare la o distrugere progresivă a neuronilor cu motor, cauzând slăbiciune musculară dificultăți de vorbire, înghițire și respirație merge mai departe.

Se pare a fi unul dintre factorii implicați în originea acestei boli distrugerea celulelor gliale neuronii cu motor. Acest lucru poate explica motivul pentru care degenerarea începe într-o anumită zonă și se extinde în zone adiacente.

- boala Alzheimer: Este o tulburare neurodegenerativă caracterizata prin tulburari cognitive, în general, în principal, de deficite de memorie. Investigațiile multiple sugerează că celulele gliale pot juca un rol important în originea acestei boli.

Se pare că există schimbări în morfologia și funcțiile celulelor gliale. Astrocitele și microgliile nu reușesc să-și îndeplinească funcțiile de neuroprotecție. Astfel, neuronii rămân supuși stresului oxidativ și excitotoxicității.

- boala Parkinson: Această boală se caracterizează prin probleme motorii din cauza degenerarea neuronilor care transmit zone de control a motorului dopaminei ca substantia nigra.

Se pare că această pierdere este asociată cu un răspuns glial, în special cu microglia astrocitelor.

- Tulburări ale spectrului autismului: Se pare că creierul copiilor cu autism are un volum mai mare decât cel al copiilor sănătoși. Sa constatat că acești copii au mai mulți neuroni în unele zone ale creierului. Ele au, de asemenea, mai multe celule gliale, care se pot reflecta în simptomele tipice ale acestor tulburări.

De asemenea, aparent există o funcționare defectuoasă a microgliilor. Ca o consecință, acești pacienți suferă de neuroinflamație în diferite părți ale creierului. Aceasta determină pierderea conexiunilor sinaptice și moartea neuronală. Poate din acest motiv există o conectivitate mai redusă decât la acești pacienți.

- Tulburări afective: În alte studii, au fost descoperite scăderi ale numărului de celule gliale asociate diferitelor tulburări. De exemplu, Ongur Drevets și Price (1998) a demonstrat că o reducere de 24% a celulelor gliale în creierul pacienților care au suferit tulburări afective a avut loc.

Mai exact, în cortexul prefrontal la pacienții cu depresie majoră, pierderea fiind mai pronunțată la cei care au suferit de tulburare bipolara. Acești autori sugerează că pierderea celulelor gliale poate fi motivul pentru reducerea activității observate în acea zonă.

Există multe alte condiții în care sunt implicate celulele gliale. În prezent, se desfășoară mai multe cercetări pentru a determina rolul său exact în bolile multiple, în special tulburările neurodegenerative.

referințe

1. Barres, B. A. (2008). Misterul și magia gliei: o perspectivă asupra rolurilor lor în sănătate și boli. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006). Fiziologia comportamentului al 8-lea ed. Madrid: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., & Anderova, M. (2016). Celulele gliale - elementele cheie ale bolii Alzheimer. Current Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
4. Glia: celelalte celule creierului. (15 septembrie 2010). Adus de la Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: după 150 de ani. Tendințe în neuroștiințe, 31 (12), 653.
6. Óngür, D., Drevets, W. C. și Price, J. L. Reducerea glială a cortexului prefrontal subgenual în tulburările de dispoziție. Proceedings of the Academy of Science, SUA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustin G.J., Fitzpatrick D., și colab., Editori (2001). Neuroscience. A doua ediție. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I. și Kern, J. K. (2011). Dovezile activării microgliale la autism și rolul său posibil în subconcurența creierului. Neuron glia biology, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreg, L., Rose, J., Soreg, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson M. R., ... & UK Brain Expression Consortium. (2017). Schimbările majore în identitatea regională Glial sunt un semn transcripțional al îmbătrânirii creierului uman. Cell Reports, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M., Jackson-Lewis, V., Guegan, C., Teismann, P., Choi, D. K., Tieu, K., & Przedborski, S. (2001). Rolul celulelor gliale în boala Parkinson. Opinia curentă în neurologie, 14 (4), 483-489.
11. Zeidan-Chulia, F., Salmina, A. B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J. C. F. (2014). Perspectiva glială a tulburărilor din spectrul autismului. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 38, 160-172.