KOMÓRKI GLEJOWE: FUNKCJE, TYPY I CHOROBY - GEOGRAFÍA - 2025

Te komórki glejowe wspierają komórki, które chronią neurony i trzymać je razem. Zestaw komórek glejowych nazywa się glejem lub neuroglejem. Termin „glia” pochodzi z języka greckiego i oznacza „klej”, dlatego czasami określa się je jako „klej nerwowy”.

Komórki glejowe rosną po urodzeniu i wraz z wiekiem ich liczba maleje. W rzeczywistości komórki glejowe przechodzą więcej zmian niż neurony. W naszym mózgu jest więcej komórek glejowych niż neuronów.

W szczególności niektóre komórki glejowe zmieniają swoje wzorce ekspresji genów wraz z wiekiem. Na przykład, które geny są włączane lub wyłączane po osiągnięciu 80 lat. Zmieniają się głównie w obszarach mózgu, takich jak hipokamp (pamięć) i istota czarna (ruch). Nawet liczba komórek glejowych u każdej osoby może być wykorzystana do określenia ich wieku.

Główne różnice między neuronami a komórkami glejowymi polegają na tym, że te ostatnie nie uczestniczą bezpośrednio w synapsach i sygnałach elektrycznych. Są również mniejsze niż neurony i nie mają aksonów ani dendrytów.

Neurony mają bardzo wysoki metabolizm, ale nie mogą przechowywać składników odżywczych. Dlatego potrzebują stałego dopływu tlenu i składników odżywczych. Jest to jedna z funkcji pełnionych przez komórki glejowe; bez nich nasze neurony umarłyby.

Badania w całej historii skupiały się praktycznie wyłącznie na neuronach. Jednak komórki glejowe pełnią wiele ważnych funkcji, które wcześniej były nieznane. Na przykład niedawno odkryto, że biorą udział w komunikacji między komórkami mózgowymi, przepływem krwi i inteligencją.

Jednak jest wiele do odkrycia na temat komórek glejowych, ponieważ uwalniają one wiele substancji, których funkcje nie są jeszcze znane i wydają się być powiązane z różnymi patologiami neurologicznymi.

cechy

Główne funkcje komórek glejowych są następujące:

Wzmacniają synapsy neuronalne (połączenia)

Niektóre badania wykazały, że jeśli nie ma komórek glejowych, neurony i ich połączenia zawodzą. Na przykład w badaniu na gryzoniach stwierdzono, że same neurony wytwarzają bardzo niewiele synaps.

Jednak kiedy dodali klasę komórek glejowych zwanych astrocytami, liczba synaps dramatycznie wzrosła, a aktywność synaptyczna wzrosła 10-krotnie.

Odkryli również, że astrocyty uwalniają substancję znaną jako trombospondyna, która ułatwia tworzenie synaps neuronalnych.

Przyczyniają się do przycinania neuronowego

Kiedy nasz układ nerwowy się rozwija, powstaje nadmiar neuronów i połączeń (synaps). Na późniejszym etapie rozwoju pozostałe neurony i połączenia są obcinane, co jest znane jako przycinanie neuronowe.

Wydaje się, że komórki glejowe stymulują to zadanie w połączeniu z układem odpornościowym. Prawdą jest, że w niektórych chorobach neurodegeneracyjnych występuje patologiczne przycinanie z powodu nieprawidłowej funkcji gleju. Dzieje się tak na przykład w chorobie Alzheimera.

Uczestniczą w nauce

Niektóre komórki glejowe pokrywają aksony, tworząc substancję zwaną mieliną. Mielina jest izolatorem, który przyspiesza przepływ impulsów nerwowych.

W środowisku, w którym stymulowana jest nauka, wzrasta poziom mielinizacji neuronów. Dlatego można powiedzieć, że komórki glejowe sprzyjają uczeniu się.

Inne funkcje

- Trzymaj podłączony centralny układ nerwowy. Te komórki znajdują się wokół neuronów i utrzymują je na miejscu.

- Komórki glejowe osłabiają fizyczne i chemiczne skutki, jakie reszta ciała może mieć na neurony.

- Kontrolują przepływ składników odżywczych i innych substancji chemicznych niezbędnych neuronom do wymiany sygnałów między sobą.

- Izolują niektóre neurony od innych, zapobiegając mieszaniu się komunikatów neuronowych.

- Eliminują i neutralizują marnowanie obumarłych neuronów.

Typy komórek glejowych

Cztery różne typy komórek glejowych w ośrodkowym układzie nerwowym: komórki wyściółki (jasnoróżowe), astrocyty (zielone), komórki mikrogleju (czerwone) i oligodendrocyty (jasnoniebieskie). Źródło: Artwork autorstwa Holly Fischer / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Istnieją trzy rodzaje komórek glejowych w ośrodkowym układzie nerwowym dorosłych. Są to: astrocyty, oligodendrocyty i komórki mikrogleju. Każdy z nich został opisany poniżej.

Astrocyty

Włókniste astrocyty

Astrocyt oznacza „komórkę w kształcie gwiazdy”. Znajdują się w mózgu i rdzeniu kręgowym. Jego główną funkcją jest utrzymywanie, na różne sposoby, odpowiedniego środowiska chemicznego dla neuronów do wymiany informacji.

Ponadto astrocyty (zwane również astrogliacytami) wspomagają neurony i usuwają odpady z mózgu. Służą również do regulacji składu chemicznego płynu otaczającego neurony (płyn pozakomórkowy), absorbując lub uwalniając substancje.

Inną funkcją astrocytów jest karmienie neuronów. Niektóre procesy astrocytów (które możemy nazwać ramionami gwiazdy) otaczają naczynia krwionośne, podczas gdy inne otaczają określone obszary neuronów.

Komórki te mogą poruszać się po całym ośrodkowym układzie nerwowym, rozszerzając i cofając jego procesy, zwane pseudonóżami („fałszywe stopy”). Podróżują w podobny sposób jak ameby. Kiedy znajdą jakieś szczątki z neuronu, pochłaniają je i trawią. Ten proces nazywa się fagocytozą.

Kiedy trzeba zniszczyć dużą ilość uszkodzonej tkanki, komórki te będą się rozmnażać, wytwarzając wystarczającą liczbę nowych komórek, aby osiągnąć cel. Po oczyszczeniu tej tkanki astrocyty zajmą pustą przestrzeń utworzoną w kratkę. Ponadto określona klasa astrocytów utworzy blizny, które uszczelnią ten obszar.

Oligodendrocyty

Schemat komórek neuronalnych przedstawiający oligodendrocyty i osłonkę mielinową. Źródło: Andrew c

Ten typ komórki glejowej wspiera procesy neuronów (aksonów) i produkuje mielinę. Mielina to substancja, która pokrywa aksony, izolując je. W ten sposób zapobiega rozprzestrzenianiu się informacji na pobliskie neurony.

Mielina pomaga szybciej przenosić impulsy nerwowe przez akson. Nie wszystkie aksony są pokryte mieliną.

Mielinowany akson przypomina naszyjnik z wydłużonych koralików, ponieważ mielina nie jest rozprowadzana w sposób ciągły. Jest raczej podzielony na szereg segmentów z odkrytymi częściami między nimi.

Pojedynczy oligodendrocyt może wytworzyć do 50 segmentów mieliny. Kiedy rozwija się nasz centralny układ nerwowy, oligodendrocyty wytwarzają przedłużenia, które następnie wielokrotnie owijają się wokół kawałka aksonu, tworząc w ten sposób warstwy mieliny.

Niezmielinizowane części aksonu nazywane są guzkami Ranviera od nazwiska ich odkrywcy.

Komórki mikrogleju lub mikrogliocyty

Komórki mikrogleju. Źródło: nie podano autora do odczytu maszynowego. GrzegorzWicher ~ commonswiki (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). / Domena publiczna

Są to najmniejsze komórki glejowe. Mogą również działać jako fagocyty, czyli połykać i niszczyć odpady neuronalne. Inną rozwijaną przez nie funkcją jest ochrona mózgu, obrona przed zewnętrznymi mikroorganizmami.

Odgrywa więc ważną rolę jako składnik układu odpornościowego. Są one odpowiedzialne za reakcje zapalne, które pojawiają się w odpowiedzi na uszkodzenie mózgu.

Komórki wyściółki

Są to komórki wyściełające komory mózgu wypełnione płynem mózgowo-rdzeniowym i centralny kanał rdzenia kręgowego. Mają kształt cylindryczny, podobny do komórek nabłonka śluzówki.

Choroby wpływające na komórki glejowe

Istnieje wiele chorób neurologicznych, które wykazują uszkodzenie tych komórek. Glia jest powiązana z zaburzeniami, takimi jak dysleksja, jąkanie, autyzm, epilepsja, problemy ze snem lub przewlekły ból. Oprócz chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera czy stwardnienie rozsiane.

Niektóre z nich opisano poniżej:

Stwardnienie rozsiane

Jest to choroba neurodegeneracyjna, w której układ odpornościowy pacjenta omyłkowo atakuje osłonki mielinowe w określonym obszarze.

Stwardnienie zanikowe boczne (ALS)

W tej chorobie dochodzi do postępującego niszczenia neuronów ruchowych, co powoduje osłabienie mięśni, problemy z mówieniem, połykaniem i oddychaniem.

Wydaje się, że jednym z czynników odpowiedzialnych za powstanie tej choroby jest niszczenie komórek glejowych otaczających neurony ruchowe. Może to wyjaśniać, dlaczego zwyrodnienie zaczyna się w jednym obszarze i rozprzestrzenia się na sąsiednie obszary.

choroba Alzheimera

Jest to zaburzenie neurodegeneracyjne charakteryzujące się ogólnym upośledzeniem funkcji poznawczych, głównie deficytami pamięci. Liczne badania sugerują, że komórki glejowe mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu tej choroby.

Wydaje się, że zachodzą zmiany w morfologii i funkcjach komórek glejowych. Astrocyty i mikroglej przestają spełniać swoje funkcje neuroprotekcyjne. W ten sposób neurony pozostają poddane stresowi oksydacyjnemu i ekscytotoksyczności.

Choroba Parkinsona

Choroba ta charakteryzuje się problemami motorycznymi spowodowanymi degeneracją neuronów przekazujących dopaminę do obszarów kontroli motorycznej, takich jak istota czarna.

Wydaje się, że utrata ta jest związana z odpowiedzią glejową, zwłaszcza w mikrogleju astrocytów.

Zaburzenia ze spektrum autyzmu

Wydaje się, że mózgi dzieci z autyzmem są większe niż mózgów dzieci zdrowych. Stwierdzono, że te dzieci mają więcej neuronów w niektórych obszarach mózgu. Mają też więcej komórek glejowych, co może znaleźć odzwierciedlenie w typowych objawach tych zaburzeń.

Wydaje się również, że występuje uszkodzenie mikrogleju. W konsekwencji pacjenci ci cierpią na zapalenie układu nerwowego w różnych częściach mózgu. Powoduje to utratę połączeń synaptycznych i śmierć neuronów. Być może z tego powodu u tych pacjentów jest mniej połączeń niż zwykle.

Zaburzenia afektywne

W innych badaniach zmniejszenie liczby komórek glejowych było związane z różnymi zaburzeniami. Na przykład Öngur, Drevets i Price (1998) wykazali, że nastąpiło 24% zmniejszenie liczby komórek glejowych w mózgu pacjentów cierpiących na zaburzenia afektywne.

W szczególności w korze przedczołowej u pacjentów z dużą depresją utrata ta jest bardziej widoczna u osób z chorobą afektywną dwubiegunową. Autorzy ci sugerują, że utrata komórek glejowych może być przyczyną zmniejszonej aktywności obserwowanej w tym obszarze.

Istnieje wiele innych warunków, w których zaangażowane są komórki glejowe. Obecnie trwają dalsze badania mające na celu określenie jego dokładnej roli w wielu chorobach, głównie chorobach neurodegeneracyjnych.

Bibliografia

1. Barres, BA (2008). Tajemnica i magia gleju: spojrzenie na ich rolę w zdrowiu i chorobie. Neuron, 60 (3), 430–440.
2. Carlson, NR (2006). Fizjologia zachowania Wydanie 8, Madryt: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O. i Anderova, M. (2016). Komórki glejowe - kluczowe elementy choroby Alzheimera. Current Alzheimer Research, 13 (8), 894-911.
4. Glia: inne komórki mózgu. (15 września 2010). Pobrane z Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: 150 lat później. Trends in neurosciences, 31 (12), 653.
6. Óngür, D., Drevets, WC i Price, JL Glial reduction in subgenual prefrontal cortex in mood disorder. Materiały z National Academy of Science, USA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D. i in., Editors (2001). Neuroscience. Wydanie 2. Sunderland (MA): Sinauer Associates.