Что такое глиальные клетки и что они делают?

Вы, вероятно, слышали о «сером веществе» мозга, которое состоит из клеток, называемых нейронами, но менее известный тип клеток мозга - это то, что составляет «белое вещество». Это так называемые глиальные клетки.

Что такое глиальные клетки?

Первоначально считалось, что глиальные клетки, также называемые глией или нейроглией, просто обеспечивают структурную поддержку. Слово «глия» буквально означает «нейронный клей». Относительно недавние открытия, однако, показали, что они выполняют все виды функций в мозге и нервах, которые бегают по всему телу. В результате исследования взорвались, и мы узнали о них много. Тем не менее, еще многое предстоит узнать.

Типы глиальных клеток

В первую очередь, глиальные клетки обеспечивают поддержку нейронов. Думайте о них как о секретарском бассейне для вашей нервной системы, а также о вспомогательном и обслуживающем персонале. Они могут не выполнять большую работу, но без них эта большая работа никогда не будет выполнена.

Глиальные клетки бывают разных форм, каждая из которых выполняет определенные специфические функции, которые обеспечивают правильную работу вашего мозга - или нет, если у вас есть заболевание, которое влияет на эти важные клетки.

Ваша центральная нервная система (ЦНС) состоит из вашего мозга и нервов позвоночника. Пять типов, которые присутствуют в вашей ЦНС:

• астроциты
• олигодендроциты
• Микроглия
• Эпендимальные клетки
• Радиальная глия

У вас также есть глиальные клетки в вашей периферической нервной системе (ПНС), которая включает нервы ваших конечностей, вдали от позвоночника. Существует два типа глиальных клеток:

• Шванновские клетки
• Спутниковые ячейки

1

астроциты

Наиболее распространенным типом глиальных клеток в центральной нервной системе является астроцит, который также называют астроглией. «Астро» часть названия, потому что относится к тому факту, что они похожи на звезды, с проекциями, выходящими повсюду.

Некоторые, называемые протоплазматическими астроцитами, имеют толстые выступы с большим количеством ветвей. Другие, называемые фиброзными астроцитами, имеют длинные, тонкие руки, которые реже разветвляются. Протоплазматический тип обычно обнаруживается среди нейронов в сером веществе, тогда как фиброзные - в белом веществе. Несмотря на эти различия, они выполняют сходные функции.

Астроциты имеют несколько важных заданий, в том числе:

• Формирование гематоэнцефалического барьера (ВВВ). BBB подобен строгой системе безопасности, которая впускает только вещества, которые должны быть в вашем мозгу, и не допускает вредных веществ. Эта система фильтрации необходима для поддержания здоровья вашего мозга.
• Регулирование химических веществ вокруг нейронов. Нейроны общаются друг с другом через посредников, называемых нейротрансмиттерами. Как только химическое вещество доставляет свое сообщение в клетку, оно в основном сидит там, загромождая вещи, пока астроцит не перерабатывает его через процесс, называемый обратным поглощением. Процесс обратного захвата является целью многих лекарств, в том числе антидепрессантов. Астроциты также очищают то, что осталось после смерти нейрона, а также избыточные ионы калия, которые являются химическими веществами, которые играют важную роль в нервной функции.
• Регулирование притока крови к мозгу. Чтобы ваш мозг правильно обрабатывал информацию, ему нужно определенное количество крови, поступающей во все его разные области. Активный регион получает больше, чем неактивный.
• Синхронизация активности аксонов. Аксоны - это длинные нитевидные части нейронов и нервных клеток, которые проводят электричество для передачи сообщений из одной клетки в другую.

Дисфункция астроцитов потенциально связана с многочисленными нейродегенеративными заболеваниями, включая:

• Боковой амиотрофический склероз (БАС или болезнь Лу Герига)
• Хорея Хантингтона
• болезнь Паркинсона

Животные модели заболеваний, связанных с астроцитами, помогают исследователям узнать о них больше в надежде открыть новые возможности лечения.

2

олигодендроциты

Олигодендроциты происходят из нервных стволовых клеток. Слово состоит из греческих терминов, которые вместе означают «клетки с несколькими ветвями». Их главная цель - помочь информации быстрее двигаться по аксонам.

Олигодендроциты выглядят как шаровидные шарики. На кончиках их шипов находятся белые блестящие мембраны, которые обволакивают аксоны нервных клеток. Их целью является формирование защитного слоя, похожего на пластиковую изоляцию на электрических проводах.Этот защитный слой называется миелиновой оболочкой.

Но оболочка не сплошная. Между каждой мембраной, называемой «узлом Ранвье», есть зазор, и именно этот узел способствует эффективному распространению электрических сигналов по нервным клеткам. Сигнал фактически прыгает от одного узла к другому, что увеличивает скорость нервной проводимости, а также уменьшает количество энергии, необходимое для ее передачи. Сигналы вдоль миелинизированных нервов могут распространяться со скоростью 200 миль в секунду.

При рождении у вас есть только несколько миелиновых аксонов, и их количество продолжает расти, пока вам не исполнится от 25 до 30 лет. Считается, что миелинизация играет важную роль в интеллекте.

Олигодендроциты также обеспечивают стабильность и переносят энергию от клеток крови к аксонам.

Термин «миелиновая оболочка» может быть знаком вам из-за его связи с рассеянным склерозом. При этом заболевании считается, что иммунная система организма атакует миелиновые оболочки, что приводит к дисфункции этих нейронов и нарушению работы мозга. Повреждения спинного мозга могут также привести к повреждению миелиновых оболочек.

Другие заболевания, которые, как считается, связаны с дисфункцией олигодендроцитов, включают:

• Leukodystrophies
• Опухоли под названием олигодендроглиомы
• Шизофрения
• Биполярное расстройство

Некоторые исследования показывают, что олигодендроциты могут быть повреждены глутаматом нейротрансмиттера, который, помимо других функций, стимулирует участки вашего мозга, чтобы вы могли сосредоточиться и узнать новую информацию. Тем не менее, на высоких уровнях глютамат считается "экситотоксином", что означает, что он может чрезмерно стимулировать клетки, пока они не умрут.

3

Микроглия

Как следует из их названия, микроглия - это крошечные глиальные клетки. Они действуют как собственная выделенная иммунная система мозга, что необходимо, так как BBB изолирует мозг от остальной части вашего тела.

Микроглия бдительны к признакам травмы и заболевания. Когда они обнаруживают это, они вступают в борьбу и решают проблему - означает ли это удаление мертвых клеток или избавление от токсина или патогена.

Когда они реагируют на травму, микроглия вызывает воспаление как часть процесса заживления. В некоторых случаях, таких как болезнь Альцгеймера, они могут стать гиперактивированными и вызвать слишком большое воспаление. Считается, что это приводит к образованию амилоидных бляшек и другим проблемам, связанным с заболеванием.

Наряду с болезнью Альцгеймера болезни, которые могут быть связаны с дисфункцией микроглии, включают:

• фибромиалгии
• Хроническая невропатическая боль
• Расстройства аутистического спектра
• Шизофрения

Считается, что у микроглии есть много других заданий, включая роль в пластичности, связанной с обучением, и руководство развитием мозга, в котором они выполняют важную вспомогательную функцию.

Наш мозг создает множество связей между нейронами, которые позволяют им передавать информацию туда и обратно. На самом деле мозг создает их гораздо больше, чем нам нужно, что неэффективно. Микроглия обнаруживает ненужные синапсы и «обрезает» их так же, как садовник обрезает куст роз, чтобы сохранить его здоровым.

Исследования микроглии в последние годы действительно развились, что привело к все более глубокому пониманию их роли как в здоровье, так и в заболеваниях центральной нервной системы.

4

Эпендимальные клетки

Эпендимальные клетки прежде всего известны тем, что они составляют мембрану, называемую эпендимой, которая представляет собой тонкую мембрану, выстилающую центральный канал спинного мозга и желудочки (проходы) головного мозга. Они также создают спинномозговую жидкость.

Эпендимальные клетки чрезвычайно малы и плотно соединяются вместе, образуя мембрану. Внутри желудочков у них есть реснички, которые похожи на маленькие волоски, которые колеблются взад и вперед для циркуляции спинномозговой жидкости.

Спинномозговая жидкость доставляет питательные вещества и удаляет отходы из мозга и позвоночника. Он также служит подушкой и амортизатором между вашим мозгом и черепом. Это также важно для гомеостаза вашего мозга, что означает регулирование его температуры и других функций, которые поддерживают его работу как можно лучше.

Эпендимальные клетки также участвуют в ВВВ.

5

Радиальная Глия

Считается, что радиальная глия является типом стволовых клеток, что означает, что они создают другие клетки. В развивающемся мозге они являются «родителями» нейронов, астроцитов и олигодендроцитов. Когда вы были зародышем, они также предоставляли основу для развития нейронов благодаря длинным волокнам, которые направляют молодые клетки мозга на место по мере формирования вашего мозга.

Их роль в качестве стволовых клеток, особенно в качестве создателей нейронов, делает их центром исследований о том, как восстановить повреждения головного мозга от болезней или травм.

Позже в жизни они также играют роль в нейропластичности.

6

Шванн Клетки

Клетки Шванна названы в честь физиолога Теодора Шванна, который их открыл. Они функционируют подобно олигодендроцитам в том, что они обеспечивают миелиновую оболочку для аксонов, но они существуют в периферической нервной системе (ПНС), а не в ЦНС.

Однако, вместо того, чтобы быть центральной ячейкой с мембранными рукавами, ячейки Шванна образуют спирали непосредственно вокруг аксона. Узлы Ранвье лежат между ними, так же, как и между мембранами олигодендроцитов, и таким же образом способствуют передаче нервов.

Клетки Шванна также являются частью иммунной системы ПНС. Когда нервная клетка повреждена, они, по сути, могут съесть нервные аксоны и обеспечить защищенный путь для формирования нового аксона.

Заболевания с участием клеток Шванна включают в себя:

• Синдром Гийена-Барре
• Болезнь Шарко-Мари-Тута
• Schwannomatosis
• Хроническая воспалительная демиелинизирующая полинейропатия
• проказа

У нас было многообещающее исследование по пересадке клеток Шванна для повреждения спинного мозга и других типов повреждений периферических нервов.

Клетки Шванна также вовлечены в некоторые формы хронической боли. Их активация после повреждения нерва может способствовать дисфункции нервных волокон, называемых ноцицепторами, которые чувствуют такие факторы окружающей среды, как жара и холод.

7

Спутниковые ячейки

Сателлитные ячейки получили свое название от того, как они окружают определенные нейроны, с несколькими спутниками, образующими оболочку вокруг клеточной поверхности. Мы только начинаем узнавать об этих клетках, но многие исследователи считают, что они похожи на астроциты.

По-видимому, основной целью сателлитных клеток является регулирование окружающей среды вокруг нейронов, поддержание баланса химических веществ.

Нейроны, имеющие сателлитные клетки, составляют нечто, называемое гангилой, которые представляют собой скопления нервных клеток в вегетативной нервной системе и сенсорной системе. Автономная нервная система регулирует ваши внутренние органы, а ваша сенсорная система - это то, что позволяет вам видеть, слышать, обонять, осязать и пробовать на вкус.

Сателлитные клетки доставляют нейроны и поглощают токсины тяжелых металлов, такие как ртуть и свинец, чтобы не повредить нейроны.

Также считается, что они помогают транспортировать несколько нейротрансмиттеров и другие вещества, в том числе:

• глутамат
• GABA
• норадреналин
• Аденозинтрифосфат
• Вещество Р
• капсаицин
• Ацетилхолин

Подобно микроглии, сателлитные клетки обнаруживают и реагируют на повреждения и воспаление. Однако их роль в восстановлении повреждения клеток еще недостаточно изучена.

Сателлитные клетки связаны с хронической болью, включающей повреждение периферических тканей, повреждение нервов и системное усиление боли (гипералгезия), которая может возникнуть в результате химиотерапии.

Слово от DipHealth

Многое из того, что мы знаем, верим или подозреваем о глиальных клетках, является новым знанием. Эти клетки помогают нам понять, как работает мозг и что происходит, когда все работает не так, как должно.

Несомненно, у нас есть намного больше, чтобы узнать о глие, и мы, вероятно, получим новые методы лечения множества болезней, поскольку наш запас знаний растет.