ประเภทหน้าที่และโรคของ Glial Cells

เซลล์ glial พวกมันคือเซลล์รองรับที่ปกป้องเซลล์ประสาทและจับพวกมันไว้ด้วยกัน มีเซลล์ glial มากกว่าเซลล์ประสาทในสมองของเรา.

ชุดของเซลล์ glial เรียกว่า glia หรือ glia คำว่า "Glia" มาจากภาษากรีกและแปลว่า "กาว" นั่นคือเหตุผลที่เวลาพูดกันว่า "กาวประสาท".

เซลล์ Glial ยังคงเติบโตหลังคลอด เมื่อเราอายุมากขึ้นจำนวนก็จะลดลง ในความเป็นจริงเซลล์ glial มีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าเซลล์ประสาท.

โดยเฉพาะเซลล์ glial บางแปลงรูปแบบการแสดงออกของยีนของพวกเขาด้วยอายุ ตัวอย่างเช่นยีนใดที่เปิดใช้งานหรือปิดใช้งานเมื่อถึง 80 ปี พวกเขาส่วนใหญ่เปลี่ยนในพื้นที่สมองเช่น hippocampus (หน่วยความจำ) และ substantia นิโกร (การเคลื่อนไหว) แม้แต่จำนวนของเซลล์ glial ในแต่ละคนสามารถใช้เพื่ออนุมานอายุของพวกเขา.

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ glial คือเซลล์หลังนั้นไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในประสาทและสัญญาณไฟฟ้า พวกมันยังเล็กกว่าเซลล์ประสาทและไม่มีแกนหรือ dendrites.

เซลล์ประสาทมีเมตาบอลิซึมสูงมาก แต่ไม่สามารถเก็บสารอาหารได้ นั่นเป็นเหตุผลที่พวกเขาต้องการออกซิเจนและสารอาหารอย่างต่อเนื่อง นี่เป็นหนึ่งในฟังก์ชั่นที่ดำเนินการโดยเซลล์ glial หากปราศจากพวกมันเซลล์ประสาทของเราก็จะตาย.

การศึกษาตลอดประวัติศาสตร์ได้มุ่งเน้นไปที่เซลล์ประสาท อย่างไรก็ตามเซลล์ glial มีหน้าที่สำคัญมากมายที่ไม่ทราบมาก่อน ตัวอย่างเช่นเมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าพวกเขามีส่วนร่วมในการสื่อสารระหว่างเซลล์สมองกระแสเลือดและสติปัญญา.

อย่างไรก็ตามมีหลายสิ่งที่จะค้นพบเซลล์ glial เนื่องจากพวกมันปล่อยสารหลายอย่างที่ยังไม่ทราบหน้าที่และดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับพยาธิวิทยาทางระบบประสาทที่แตกต่างกัน.

ประวัติโดยย่อของเซลล์ glial

เมื่อวันที่ 3 เมษายน ค.ศ. 1858 รูดอล์ฟเวอร์โชว์ประกาศแนวคิดของ neuroglia ในการประชุมที่สถาบันพยาธิวิทยาของมหาวิทยาลัยเบอร์ลิน การประชุมครั้งนี้มีชื่อว่า "ไขสันหลังและสมอง" Virchow พูดถึง glia เป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของสมองหรือ "ซีเมนต์ซีเมนต์".

การประชุมครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ในหนังสือที่ชื่อว่า "Cell Pathology" มันกลายเป็นหนึ่งในสิ่งพิมพ์ทางการแพทย์ที่มีอิทธิพลมากที่สุดของศตวรรษที่สิบเก้า ขอบคุณหนังสือเล่มนี้แนวคิดของ neuroglia แพร่กระจายไปทั่วโลก.

ในปี 1955 เมื่อ Albert Einstein เสียชีวิตสมองของเขาก็ถูกลบออกเพื่อศึกษา สำหรับเรื่องนี้พวกเขาเก็บไว้ในภาชนะที่เต็มไปด้วยฟอร์มาลดีไฮด์ นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบบาดแผลในสมองของเขาพยายามที่จะตอบเหตุผลสำหรับความสามารถพิเศษของเขา.

ความเชื่อที่นิยมคือสมองมีขนาดใหญ่กว่าปกติ แต่ก็ไม่ได้ พวกเขาไม่พบเซลล์ประสาทของบัญชีมากขึ้นหรือมีขนาดใหญ่ขึ้น.

หลังจากการศึกษาจำนวนมากในช่วงปลายทศวรรษ 1980 พวกเขาพบว่าสมองของ Einstein มีจำนวนเซลล์ glial ที่สูงขึ้น เหนือสิ่งอื่นใดในโครงสร้างที่เรียกว่า associative cortex นี่เป็นหน้าที่รับผิดชอบในการตีความข้อมูล มีส่วนร่วมในฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนเช่นหน่วยความจำหรือภาษา.

สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจเพราะพวกเขาคิดเสมอว่าเซลล์ glial ทำหน้าที่เก็บเซลล์ประสาทไว้ด้วยกันเท่านั้น.

นักวิจัยได้เพิกเฉยเซลล์ glial เป็นเวลานานเนื่องจากการขาดการสื่อสารระหว่างพวกเขา แต่เซลล์สื่อสารสื่อสารผ่าน synapse โดยใช้ศักยภาพการกระทำ นั่นคือแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่ถูกส่งระหว่างเซลล์ประสาทเพื่อส่งข้อความ.

อย่างไรก็ตามเซลล์ glial จะไม่สร้างศักย์การกระทำ แม้ว่าผลการวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้แลกเปลี่ยนข้อมูลไม่ได้ด้วยวิธีไฟฟ้า แต่สารเคมี.

นอกจากนี้ไม่เพียง แต่สื่อสารกัน แต่ยังมีเซลล์ประสาทเพิ่มข้อมูลที่ส่งหลัง.

ฟังก์ชั่น

หน้าที่หลักของเซลล์ glial มีดังต่อไปนี้:

- ชิดติดกับระบบประสาทส่วนกลาง เซลล์เหล่านี้ตั้งอยู่รอบ ๆ เซลล์ประสาทและเก็บไว้ในสถานที่.

- เซลล์ Glial ลดทอนผลกระทบทางกายภาพและทางเคมีที่เหลือของสิ่งมีชีวิตในเซลล์ประสาท.

- พวกมันควบคุมการไหลของสารอาหารและสารเคมีอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับเซลล์ประสาทในการแลกเปลี่ยนสัญญาณซึ่งกันและกัน.

- พวกมันแยกเซลล์ประสาทออกจากคนอื่นป้องกันไม่ให้ข้อความระบบประสาทผสมกัน.

- กำจัดและกำจัดของเสียของเซลล์ประสาทที่เสียชีวิต.

- พวกเขาเสริมสร้างประสาทเซลล์ประสาท (การเชื่อมต่อ) การศึกษาบางอย่างแสดงให้เห็นว่าหากไม่มีเซลล์ประสาท glial และการเชื่อมต่อของพวกเขาล้มเหลว ตัวอย่างเช่นในการศึกษากับหนูพบว่าเซลล์ประสาทด้วยตัวเองทำ synapses น้อยมาก.

อย่างไรก็ตามเมื่อพวกเขาเพิ่มคลาสของเซลล์ glial เรียกว่า astrocytes จำนวนของ synapses เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนและกิจกรรม synaptic เพิ่มขึ้น 10 เท่า.

พวกเขายังค้นพบอีกว่าแอสโทรไซท์ปล่อยสารที่รู้จักกันในชื่อ thrombospondin ซึ่งช่วยในการก่อตัวของเซลล์ประสาทประสาท.

- พวกมันมีส่วนทำให้การตัดแต่งเซลล์ประสาท เมื่อระบบประสาทของเรามีการพัฒนาเซลล์ประสาทและการเชื่อมต่อ (ประสาท) ถูกสร้างขึ้นเพื่อสำรอง.

ในระยะต่อมาของการพัฒนาเซลล์ประสาทส่วนเกินและการเชื่อมต่อจะถูกตัดออกซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อการตัดแต่งเซลล์ประสาท ดูเหมือนว่าเซลล์ glial จะกระตุ้นงานนี้พร้อมกับระบบภูมิคุ้มกัน.

มันเป็นความจริงที่ในโรคเกี่ยวกับระบบประสาทบางส่วนมีการตัดแต่งทางพยาธิวิทยาเนื่องจากการทำงานที่ผิดปกติของ glia สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เช่นในโรคอัลไซเมอร์.

- พวกเขามีส่วนร่วมในการเรียนรู้เนื่องจากเซลล์ glial บางเซลล์หุ้มแอกซอนเป็นสารที่เรียกว่าไมอีลิน Myelin เป็นฉนวนที่ทำให้เกิดแรงกระตุ้นเส้นประสาทเดินทางด้วยความเร็วสูงขึ้น.

ในสภาพแวดล้อมที่กระตุ้นการเรียนรู้ระดับของ myelination ของเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าเซลล์ glial ส่งเสริมการเรียนรู้.

ประเภทของเซลล์ glial

เซลล์ glial มีสามประเภทในระบบประสาทส่วนกลางของผู้ใหญ่ เหล่านี้คือ: astrocytes, oligodendrocytes และเซลล์ microglial จากนั้นอธิบายแต่ละคำอธิบาย.

astrocytes

Astrocyte หมายถึง "เซลล์ในรูปแบบของดาว" พวกมันถูกพบในสมองและไขสันหลัง หน้าที่หลักคือการรักษาสภาพแวดล้อมทางเคมีที่เหมาะสมสำหรับเซลล์ประสาทในการแลกเปลี่ยนข้อมูล.

นอกจากนี้ astrocytes (หรือที่เรียกว่า astrogliocytes) สนับสนุนเซลล์ประสาทและกำจัดของเสียในสมอง พวกเขายังทำหน้าที่ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของของเหลวโดยรอบเซลล์ประสาท (ของเหลวนอกเซลล์) ดูดซับหรือปล่อยสาร.

หน้าที่อีกอย่างหนึ่งของ astrocytes ก็คือการเลี้ยงเซลล์ประสาท การยืดอายุของ astrocytes (ซึ่งเราเรียกได้ว่าเป็นแขนของดาว) นั้นถูกพันไว้รอบ ๆ เส้นเลือดในขณะที่บางตัวก็ขยายออกไปรอบ ๆ บริเวณของเซลล์ประสาท.

โครงสร้างนี้ดึงดูดความสนใจของนักประวัติศาสตร์ศาสตร์ชาวอิตาลีชื่อดัง Camillo Golgi เขาคิดว่าเป็นเพราะ astrocytes ให้สารอาหารแก่เซลล์ประสาทและแยกออกจากของเสียจากเส้นเลือดฝอย.

Golgi เสนอในปี 1903 ว่าสารอาหารเดินทางจากเส้นเลือดไปยังไซโตพลาสซึมของ astrocytes แล้วส่งผ่านไปยังเซลล์ประสาท ปัจจุบันสมมติฐาน Golgi ได้รับการยืนยันแล้ว สิ่งนี้ได้ถูกรวมเข้ากับความรู้ใหม่.

ตัวอย่างเช่นพบว่า astrocytes รับกลูโคสจากเส้นเลือดฝอยและแปลงเป็นแลคเตท นี่คือสารเคมีที่ผลิตในระยะแรกของการเผาผลาญกลูโคส.

แลคเตทถูกปล่อยลงสู่ของเหลวนอกเซลล์ซึ่งล้อมรอบเซลล์ประสาทเพื่อการดูดซึม สารนี้ให้เซลล์เชื้อเพลิงที่สามารถเผาผลาญได้เร็วกว่ากลูโคส.

เซลล์เหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ไปทั่วระบบประสาทส่วนกลางขยายและหดส่วนขยายของพวกเขาที่รู้จักกันในนามของปลอมเทียม ("ฟุตเท็จ") พวกเขาเดินทางในทำนองเดียวกันกับอะมีบา เมื่อพวกเขาพบว่ามีการสูญเสียของเซลล์ประสาทพวกเขาก็ฮุบมันและย่อยมัน กระบวนการนี้เรียกว่า phagocytosis.

เมื่อเนื้อเยื่อถูกทำลายจำนวนมากต้องถูกทำลายเซลล์เหล่านี้จะทวีคูณสร้างเซลล์ใหม่เพียงพอที่จะไปถึงเป้าหมาย เมื่อทำความสะอาดเนื้อเยื่อแอสโตรเจนจะครอบครองพื้นที่ว่างที่เกิดจากกรอบงาน นอกจากนี้คลาสที่เฉพาะเจาะจงของ astrocytes จะสร้างเนื้อเยื่อแผลเป็นที่ผนึกบริเวณนั้น.

oligodendrocytes

เซลล์ glial ประเภทนี้รองรับส่วนขยายของเซลล์ประสาท (axons) และสร้าง myelin Myelin เป็นสารที่ครอบคลุมซอนด้วยการแยกพวกมันออก วิธีนี้ช่วยป้องกันข้อมูลไม่ให้แพร่กระจายไปยังเซลล์ประสาทใกล้เคียง.

Myelin ช่วยกระตุ้นให้เส้นประสาทเดินทางเร็วขึ้นผ่านซอน แอกซอนไม่ใช่แอกซอนทั้งหมด.

ซอน Myelinated คล้ายสร้อยคอด้วยลูกปัดยาวเนื่องจากไมอีลินจะไม่กระจายอย่างต่อเนื่อง ค่อนข้างจะมีการกระจายในชุดของกลุ่มรวมถึงชิ้นส่วนที่ไม่ได้เปิด.

oligodendrocyte เดี่ยวสามารถผลิตไมอีลินได้ถึง 50 ส่วน เมื่อระบบประสาทส่วนกลางของเราพัฒนาขึ้น oligodendrocytes จะสร้างการยืดตัวที่ต่อมาถูกรีดซ้ำ ๆ รอบ ๆ หนึ่งซอนทำให้เกิดชั้นไมอีลิน.

ชิ้นส่วนที่ไม่ใช่ myelinated จากซอนจะถูกเรียกว่า Ranvier nodules โดยผู้ค้นพบ.

เซลล์ microglial หรือ microgliocytes

พวกมันเป็นเซลล์ glial ที่เล็กที่สุด พวกเขายังสามารถทำหน้าที่เป็น phagocytes นั่นคือการบริโภคและทำลายของเซลล์ประสาท ฟังก์ชั่นอื่นที่พวกเขาพัฒนาคือการปกป้องสมองปกป้องจากจุลินทรีย์ภายนอก.

ดังนั้นจึงมีบทบาทสำคัญในฐานะองค์ประกอบของระบบภูมิคุ้มกัน เหล่านี้มีความรับผิดชอบในการเกิดปฏิกิริยาการอักเสบที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อการบาดเจ็บที่สมอง.

โรคที่มีผลต่อเซลล์ glial

มีโรคทางระบบประสาทหลายอย่างที่แสดงความเสียหายในเซลล์เหล่านี้ Glia เชื่อมโยงกับความผิดปกติเช่น dyslexia, การพูดติดอ่าง, ความหมกหมุ่น, โรคลมชัก, ปัญหาการนอนหลับหรืออาการปวดเรื้อรัง นอกจากโรคทางระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์หรือหลายเส้นโลหิตตีบ.

นี่คือบางส่วนของพวกเขา:

- หลายเส้นโลหิตตีบ: มันเป็นโรคเกี่ยวกับระบบประสาทซึ่งระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยผิดพลาดที่จะโจมตีเยื่อไมอีลินในบางพื้นที่.

- เส้นโลหิตตีบด้านข้าง Amyotrophic (ALS): ในโรคนี้มีการทำลายของมอเตอร์เซลล์ประสาททำให้เกิดปัญหาการพูดกล้ามเนื้ออ่อนแรงกลืนและหายใจที่กำลังจะมาถึง.

ดูเหมือนว่าหนึ่งในปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของโรคนี้คือการทำลายของเซลล์ glial ที่ล้อมรอบเซลล์ประสาทมอเตอร์ นี่อาจอธิบายสาเหตุที่ทำให้ความเสื่อมเริ่มขึ้นในบางพื้นที่และขยายไปถึงบริเวณใกล้เคียง.

- โรคอัลไซเมอร์: เป็นความผิดปกติของระบบประสาทที่โดดเด่นด้วยความบกพร่องทางสติปัญญาทั่วไปส่วนใหญ่เกิดจากการขาดดุลของหน่วยความจำ การตรวจสอบหลายครั้งชี้ให้เห็นว่าเซลล์ glial สามารถมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดของโรคนี้.

ดูเหมือนว่ามีการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและการทำงานของเซลล์ glial Astrocytes และ microglia ไม่สามารถทำหน้าที่ป้องกันระบบประสาทได้ เซลล์ประสาทจึงยังคงอยู่ภายใต้ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันและความเป็นพิษ.

- โรคพาร์กินสัน: โรคนี้มีปัญหาจากมอเตอร์เนื่องจากความเสื่อมของเซลล์ประสาทที่ส่งโดปามีนไปยังพื้นที่ควบคุมมอเตอร์เช่น substantia nigra.

ดูเหมือนว่าการสูญเสียนี้จะเกี่ยวข้องกับการตอบสนอง glial โดยเฉพาะอย่างยิ่ง microglia ของ astrocytes.

- ออทิสติกสเปกตรัมผิดปกติ: ดูเหมือนว่าสมองของเด็กออทิสติกจะมีปริมาณมากกว่าเด็กที่มีสุขภาพดี จะพบว่าเด็กเหล่านี้มีเซลล์ประสาทมากขึ้นในบางพื้นที่ของสมอง พวกเขายังมีเซลล์ glial มากขึ้นซึ่งสามารถสะท้อนให้เห็นในอาการทั่วไปของความผิดปกติเหล่านี้.

นอกจากนี้เห็นได้ชัดว่ามีความผิดปกติของ microglia เป็นผลให้ผู้ป่วยเหล่านี้ต้องทนทุกข์ทรมานจากการอักเสบในส่วนต่าง ๆ ของสมอง สิ่งนี้ทำให้เกิดการสูญเสียการเชื่อมต่อ synaptic และการตายของเส้นประสาท อาจด้วยเหตุผลนี้มีการเชื่อมต่อน้อยกว่าปกติในผู้ป่วยเหล่านี้.

- ความผิดปกติทางอารมณ์: ในการศึกษาอื่นพบจำนวนเซลล์ glial ที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติลดลง ตัวอย่างเช่นÖngur, Drevets and Price (1998) แสดงให้เห็นว่ามีการลดลง 24% ของเซลล์ glial ในสมองของผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางอารมณ์.

โดยเฉพาะในเยื่อหุ้มสมอง prefrontal ในผู้ป่วยที่มีภาวะซึมเศร้าที่สำคัญการสูญเสียนี้ถูกทำเครื่องหมายมากขึ้นในผู้ที่ประสบโรคสองขั้ว ผู้เขียนเหล่านี้แนะนำว่าการสูญเสียเซลล์ glial อาจเป็นสาเหตุของการลดกิจกรรมที่เห็นในพื้นที่นั้น.

มีเงื่อนไขอื่น ๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ glial ขณะนี้มีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาเพื่อกำหนดบทบาทที่แน่นอนในหลายโรค.

การอ้างอิง

1. Barres, B. A. (2008) ความลึกลับและเวทย์มนตร์ของ glia: มุมมองต่อบทบาทของพวกเขาต่อสุขภาพและโรค เซลล์ประสาท, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006) สรีรวิทยาของพฤติกรรม 8th เอ็ดมาดริด: เพียร์สัน.
3. Dzamba, D. , Harantova, L. , Butenko, O. , & Anderova, M. (2016) Glial Cells - องค์ประกอบสำคัญของโรคอัลไซเมอร์ การวิจัยโรคอัลไซเมอร์ปัจจุบัน 13 (8), 894-911.
4. Glia: เซลล์สมองอื่น (15 กันยายน 2010) สืบค้นจาก Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H. , & Verkhratsky, A. (2008) Neuroglia: 150 ปีหลังจากนั้น แนวโน้มทางประสาทวิทยาศาสตร์, 31 (12), 653.
6. Óngür, D. , Drevets, W. C. และ Price, J. L. Glial ลดลงในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า pregenal ในความผิดปกติของอารมณ์ กิจการของ National Academy of Science, USA, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine G.J. , Fitzpatrick D. , et al., Editors (2001) ประสาท ฉบับที่ 2 Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I. , & Kern, J. K. (2011) หลักฐานการเปิดใช้งานของจุลินทรีย์ในออทิสติกและบทบาทที่เป็นไปได้ในการเชื่อมต่อระหว่างสมอง ชีววิทยาของเซลล์ประสาท Glia, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L. , Rose, J. , Soreq, E. , Hardy, J. , Trabzuni, D. , Cookson, M.R. , ... & สหราชอาณาจักร Expression Brain Consortium (2017) การเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในเอกลักษณ์ประจำภูมิภาคของ Glial คือจุดเด่นของ Transcriptional ของสมองผู้สูงอายุ รายงานเซลล์, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M. , Jackson-Lewis, V. , Guégan, C. , Teismann, P. , Choi, D. K. , Tieu, K. , & Przedborski, S. (2001) บทบาทของเซลล์ glial ในโรคพาร์กินสัน ความคิดเห็นปัจจุบันทางประสาทวิทยา, 14 (4), 483-489.
11. Zeidán-Chuliá, F. , Salmina, A.B. , Malinovskaya, N.A, Noda, M. , Verkhratsky, A. , & Moreira, J.C. F. (2014) มุมมอง glial ของความผิดปกติสเปกตรัมออทิสติก ประสาทวิทยาศาสตร์และชีวจิตรีวิว, 38, 160-172.