Що таке гліальні клітини і що вони роблять?

Ви, напевно, чули про сіру речовину мозку, яка складається з клітин, які називаються нейронами, але менш відомий тип клітин мозку - це те, що становить білу речовину. Вони називаються гліальними клітинами.

Спочатку, як вважали, гліальні клітини - також звані глією або нейроглією - просто забезпечують структурну підтримку. Слово glia буквально означає «нейронний клей».

Порівняно недавні відкриття показали, що вони виконують усі види функцій мозку та нервів, які проходять по всьому тілу. Як результат, дослідження вибухнули, і ми дізналися про них багато. Тим не менше, ще багато чого залишається вчитися.

Типи гліальних клітин

Насамперед, гліальні клітини забезпечують підтримку нейронів. Подумайте про них як про секретарську роботу для вашої нервової системи, а також про службу утримання та обслуговування. Вони можуть не робити великих робіт, але без них ці великі роботи ніколи б не зробили.

Гліальні клітини бувають у різних формах, кожна з яких виконує певні функції, які забезпечують нормальну роботу мозку - чи ні, якщо у вас є захворювання, яке вражає ці важливі клітини.

Ваша центральна нервова система (ЦНС) складається з мозку та нервів хребетного стовпа.

П’ять типів, які присутні у вашій ЦНС:

• Астроцити
• Олігодендроцити
• Мікроглія
• Епендимальні клітини
• Радіальна глія

У вас також є гліальні клітини у вашій периферичній нервовій системі (ПНС), яка включає нерви кінцівок, подалі від хребта. Існує два типи гліальних клітин:

• Клітини Швана
• Супутникові комірки

Астроцити

Найпоширенішим типом гліальних клітин у центральній нервовій системі є астроцит, який також називають астроглією. "Астро" частина назви, оскільки стосується того факту, що вони схожі на зірки, з проекціями, що виходять повсюдно.

Деякі, звані протоплазматичними астроцитами, мають товсті виступи з великою кількістю гілок. Інші, які називаються волокнистими астроцитами, мають довгі, тонкі руки, які рідше розгалужуються.

Протоплазматичний тип, як правило, зустрічається серед нейронів у сірій речовині, тоді як волокнисті - як правило, у білій речовині. Незважаючи на ці відмінності, вони виконують подібні функції.

Астроцити мають кілька важливих завдань. До них належать:

• Формування гематоенцефалічного бар'єру (BBB): BBB - це як сувора система безпеки, лише пропускаючи речовини, які повинні знаходитись у вашому мозку, зберігаючи при цьому речі, які можуть бути шкідливими. Ця система фільтрації необхідна для збереження мозку здоровим.
• Регулюючі нейромедіатори: нейрони спілкуються через хімічні месенджери, які називаються нейромедіаторами. Після доставки повідомлення нейромедіатори залишаються до тих пір, поки астроцит їх не переробить. Цей процес зворотного захоплення є метою багатьох ліків, включаючи антидепресанти.
• Очищення: астроцити також очищають те, що залишається після загибелі нейрона, а також надлишок іонів калію, які є хімічними речовинами, які відіграють важливу роль у роботі нервів.
• Регулювання припливу крові до мозку: щоб ваш мозок правильно обробляв інформацію, йому потрібна певна кількість крові, що надходить у всі різні регіони. Активний регіон отримує більше, ніж неактивний.
• Синхронізація активності аксонів: Аксони - це довгі ниткоподібні частини нейронів і нервових клітин, які проводять електрику для передачі повідомлень від однієї клітини до іншої.
• Метаболізм енергії мозку та гомеостаз: астроцити регулюють метаболізм у мозку, зберігаючи глюкозу з крові та забезпечуючи це паливом для нейронів. Це одна з найважливіших їхніх ролей.

Дисфункція астроцитів потенційно пов'язана з численними нейродегенеративними захворюваннями, включаючи:

• Аміотрофічний бічний склероз (БАС або хвороба Лу Геріга)
• Хорея Хантінгтона
• хвороба Паркінсона

Тваринні моделі хвороб, пов’язаних з астроцитами, допомагають дослідникам дізнатися більше про них з надією відкрити нові можливості лікування.

Олігодендроцити

Олігодендроцити походять з нервових стовбурових клітин. Слово складається з грецьких термінів, які всі разом означають «клітини з декількома гілками». Їх головне призначення - допомогти інформації швидше рухатися вздовж аксонів.

Олігодендроцити схожі на кульки-колоски. На кінчиках їх шипів розташовані білі блискучі оболонки, які обвивають аксони на нервових клітинах. Їх призначення - утворити захисний шар, як пластикова ізоляція на електричних проводах. Цей захисний шар називається мієліновою оболонкою.

Однак оболонка не є суцільною. Між кожною мембраною, яка називається "вузлом Ранв'є", є проміжок, і саме вузол допомагає електричним сигналам ефективно поширюватися по нервових клітинах.

Сигнал насправді стрибає від одного вузла до наступного, що збільшує швидкість нервової провідності, одночасно зменшуючи, скільки енергії потрібно для його передачі. Сигнали вздовж мієлінованих нервів можуть проїжджати до 200 миль на секунду.

При народженні у вас є лише кілька мієлінованих аксонів, і їх кількість постійно зростає, поки вам не виповниться 25–30 років. Вважається, що мієлінізація відіграє важливу роль в інтелекті.Олігодендроцити також забезпечують стабільність і несуть енергію від клітин крові до аксонів.

Термін "мієлінова оболонка" може бути вам знайомий через асоціацію з розсіяним склерозом. При цьому захворюванні вважається, що імунна система організму атакує мієлінові оболонки, що призводить до дисфункції цих нейронів та порушення функції мозку. Травми спинного мозку також можуть спричинити пошкодження мієлінових оболонок.

Інші захворювання, які, як вважають, пов’язані з дисфункцією олігодендроцитів, включають:

• Лейкодистрофії
• Пухлини, звані олігодендрогліомами
• Шизофренія
• Біполярний розлад

Деякі дослідження показують, що олігодендроцити можуть бути пошкоджені нейромедіатором глутаматом, який, крім інших функцій, стимулює ділянки вашого мозку, щоб ви могли зосередитись і вивчити нову інформацію. Однак при високому рівні глутамат вважається "екситотоксином", що означає, що він може надмірно стимулювати клітини, поки вони не загинуть.

Мікроглія

Як випливає з назви, мікроглія - ​​це крихітні гліальні клітини. Вони виступають як власна виділена імунна система мозку, що необхідно, оскільки BBB ізолює мозок від решти вашого тіла.

Мікроглія попереджає про ознаки травм та захворювань. Виявивши це, вони беруть на себе відповідальність за проблему - чи це означає очищення мертвих клітин або позбавлення від токсину чи збудника.

Коли вони реагують на травму, мікроглія викликає запалення як частину процесу загоєння. У деяких випадках, таких як хвороба Альцгеймера, вони можуть гіперактивуватися і викликати занадто велике запалення. Це, як вважають, призводить до амілоїдних бляшок та інших проблем, пов’язаних із цією хворобою.

Поряд із хворобою Альцгеймера, хвороби, які можуть бути пов’язані з дисфункцією мікроглії, включають:

• Фіброміалгія
• Хронічний невропатичний біль
• Порушення спектру аутизму
• Шизофренія

Вважається, що у Microglia є багато робочих місць, крім цього, включаючи роль у пластичності, пов’язаній з навчанням, та керування розвитком мозку, в якій вони виконують важливу функцію ведення домашнього господарства.

Наш мозок створює багато зв’язків між нейронами, які дозволяють їм передавати інформацію туди-сюди. Насправді мозок створює їх набагато більше, ніж нам потрібно, що неефективно. Мікроглія виявляє непотрібні синапси і «обрізає» їх так само, як садівник обрізає кущ троянди, щоб зберегти його здоров’ям.

Дослідження мікрогліальних дослідів справді набрали популярності в останні роки, що призвело до дедалі ширшого розуміння їх ролі як у здоров’ї, так і в захворюваннях центральної нервової системи.

Епендимальні клітини

Епендимальні клітини в першу чергу відомі тим, що складають мембрану, яка називається епендима, яка являє собою тонку мембрану, що вистилає центральний канал спинного мозку та шлуночки (проходи) мозку. Вони також створюють ліквор і беруть участь у ВВВ.

Епендимальні клітини надзвичайно малі і щільно вибудовуються між собою, утворюючи мембрану. Усередині шлуночків у них є війки, схожі на маленькі волоски, які махають туди-сюди, щоб забезпечити циркуляцію ліквору.

Спинномозкова рідина доставляє поживні речовини до мозку та хребетного стовпа та виводить їх з організму. Він також служить подушкою та амортизатором між мозком та черепом. Це також важливо для гомеостазу вашого мозку, що означає регулювання його температури та інших особливостей, які забезпечують його максимальну роботу.

Радіальна Глія

Вважається, що променева глія є типом стовбурових клітин, тобто вони створюють інші клітини. У мозку, що розвивається, вони є "батьками" нейронів, астроцитів та олігодендроцитів.

Коли ви були ембріоном, вони також забезпечували риштування для розвитку нейронів завдяки довгим волокнам, які направляють молоді клітини мозку на місце, коли ваш мозок формується.

Їхня роль як стовбурових клітин, особливо як творців нейронів, робить їх основними науковими дослідженнями щодо того, як відновити пошкодження мозку внаслідок хвороби чи травми. Пізніше в житті вони також грають ролі в нейропластичності.

Клітини Швана

Клітини Шванна названі на честь фізіолога Теодора Шванна, який їх відкрив. Вони функціонують так само, як олігодендроцити, оскільки забезпечують мієлінові оболонки для аксонів, але вони існують у периферичній нервовій системі (ПНС), а не в ЦНС.

Однак замість того, щоб бути центральною клітиною з наконечниками з мембранним наконечником, клітини Шванна утворюють спіралі безпосередньо навколо аксона. Вузли Ранв'є лежать між ними, як і між мембранами олігодендроцитів, і вони так само допомагають у передачі нервів.

Клітини Швана також є частиною імунної системи ПНС. Коли нервова клітина пошкоджена, вони здатні, по суті, з'їдати аксони нерва і забезпечувати захищений шлях для утворення нового аксона.

Захворювання, що включають клітини Шванна, включають:

• Синдром Гійєна-Барре
• Хвороба Шарко-Марі-Зуба
• Шванноматоз
• Хронічна запальна демієлінізуюча полінейропатія
• Проказа

Ми провели кілька перспективних досліджень з трансплантації шваннівських клітин на пошкодження спинного мозку та інші типи пошкодження периферичних нервів.

Клітини Швана також причетні до деяких форм хронічного болю. Їх активація після пошкодження нерва може сприяти порушенню функції нервових волокон, які називаються ноцицепторами, які сприймають такі фактори навколишнього середовища, як тепло і холод.

Супутникові клітини

Клітини-супутники отримали свою назву завдяки тому, що вони оточують певні нейрони, де кілька супутників утворюють оболонку навколо клітинної поверхні. Ми лише починаємо дізнаватися про ці клітини, але багато дослідників вважають, що вони схожі на астроцити.

Клітини-супутники знаходяться в периферичній нервовій системі, проте, на відміну від астроцитів, які знаходяться в центральній нервовій системі. Основною метою супутникових клітин є регулювання навколишнього середовища навколо нейронів, утримання хімічних речовин в рівновазі.

Нейрони, що мають клітини-супутники, складають ганглілу, яка є скупченням нервових клітин у вегетативній нервовій системі та сенсорній системі. Вегетативна нервова система регулює ваші внутрішні органи, тоді як ваша сенсорна система - це те, що дозволяє вам бачити, чути, нюхати, торкатися, відчувати і смакувати.

Клітини-супутники доставляють живлення нейрону і поглинають токсини важких металів, такі як ртуть та свинець, щоб уникнути їх пошкодження нейронів. Як і мікроглія, клітини-супутники виявляють і реагують на пошкодження та запалення.Однак їхня роль у відновленні пошкоджень клітин ще недостатньо зрозуміла.

Вважається, що вони також допомагають транспортувати кілька нейромедіаторів та інших речовин, зокрема:

• Глутамат
• ГАМК
• Норадреналін
• Аденозинтрифосфат
• Речовина Р
• Капсаїцин
• Ацетилхолін

Клітини-супутники пов’язані з хронічним болем, пов’язаним з пошкодженням периферичної тканини, пошкодженням нервів та системним посиленням болю (гіпералгезією), що може бути наслідком хіміотерапії.

Слово з дуже добре

Значна частина того, що ми знаємо, віримо або підозрюємо про гліальні клітини, - це нові знання. Ці клітини допомагають нам зрозуміти, як працює мозок і що відбувається, коли все працює не так, як слід.

Певно, що ми маємо набагато більше дізнатись про глію, і ми, ймовірно, отримаємо нові методи лікування безлічі захворювань, коли наш фонд знань зростатиме.