Wanneer we verwijzen naar het menselijk brein, denken we over het algemeen dat het bestaat uit neuronen die ons brein bepalen denken en intelligentie. Nou, dit is alleen waar in een klein percentage.
Het menselijk brein bestaat uit meer dan 80.000 miljard neuronenMaar dit cijfer vertegenwoordigt slechts ongeveer 15% van het totale aantal cellen in de organen waaruit het is opgebouwd.
Zenuwstelselcellen en hun functie in het menselijk lichaam
De overige 85% bestaat uit andere microscopische cellen, genaamd gliacellenverantwoordelijk voor de vorming van een stof genaamd glia, die zich uitstrekt tot in alle uithoeken van het zenuwstelsel.
Gliacellen, ook wel neuroglia of simpelweg glia genoemd, nemen niet rechtstreeks deel aan synaptische verbindingen zoals neuronen dat wel doen, maar hun goede werking stelt hen in staat om De signalen tussen neuronen worden efficiƫnt overgedragen. en stabiel. Met andere woorden, ze fungeren als de "lijm van de zenuwen" waarop neurale netwerken rusten.
Gliacellen zijn verantwoordelijk voor het ondersteunen van neuronen bij hun processen. overdracht van elektrochemische impulsen via het zenuwstelsel. Deze cellen zijn verantwoordelijk voor het leveren van voedingsstoffen, houd de estructuraHet versnellen van de zenuwgeleiding zelf, het herstellen van schade en het bieden van energie naar neuronenen tevens het reguleren van de chemische omgeving die hen omringt (ionen, glucose, aminozuren, enz.).
Tot de belangrijkste stoffen die gliacellen helpen transporteren of reguleren behoren de glucose (basisenergiebron voor de hersenen), diverse aminozuren betrokken bij de synthese van neurotransmitters en verschillende Iones (zoals natrium, kalium of calcium) essentieel voor de prikkelbaarheid van neuronen.
Onder deze vele gliacellen die in de hersenen worden aangetroffen, worden de zogenaamde oligodendrocyten vanwege zijn vermogen om de te vormen beschermende myelinescheden van de axonen van het centrale zenuwstelsel.
- Myeline is een isolerend lipoproteĆÆne Dit maakt versterking van de actiepotentiaal in tijd en afstand mogelijk. Het beschermt het axon tegen de elektrische impuls, waardoor de reactie sneller verloopt. reizen en voorkomt de verspreiding ervan over het neuronale membraan. Dankzij myeline, de zogenaamde sprongsgewijze geleidingDe impuls "springt" van de ene Ranvier-knoop naar de andere, waardoor de transmissiesnelheid aanzienlijk toeneemt.
- Oligodendrocyten, de Schwann-cellen, de astrocyten en microglia Dit zijn de vier belangrijkste typen gliacellen. Samen ondersteunen, voeden, beschermen en reguleren ze neuronen.
Schwann-cellen
Het zijn de enige gliacellen die voorkomen in de zenuwen die door het hele lichaam lopen, dat wil zeggen in de perifeer zenuwstelsel (PNS)Het zijn een soort microscopische peulen die lijken op "parels" en die zijn samengesteld uit myeline die de perifere axonen omringen.
Elke Schwann-cel wikkelt zijn cytoplasma om een āāenkele axon, waardoor een segment van de myelineschede ontstaat. In tegenstelling tot oligodendrocyten, die tegelijkertijd myeliniseren, wikkelen Schwann-cellen hun cytoplasma niet om een āāenkele axon. tientallen axonen in het centrale zenuwstelselSchwann-cellen zijn verantwoordelijk voor een enkel axonDit markeert een belangrijk structureel en functioneel verschil tussen het centrale zenuwstelsel en het perifere zenuwstelsel.
Ze zijn in staat om de "Zenuwgroeifactor" (NCF)een molecuul dat dient om de te stimuleren neuronale groei Het speelt een rol tijdens de ontwikkeling en is ook betrokken bij herstelprocessen na een perifeer zenuwletsel.
Schwann-cellen nemen actief deel aan de regeneratie van perifere zenuwenWanneer een zenuw beschadigd raakt, helpen deze cellen (in samenwerking met macrofagen) de resten van myeline en beschadigde axonen op te ruimen en vormen ze 'tunnels' van weefsel, de zogenaamde BĆ¼ngner-banden, die de groei van nieuwe axonen naar hun bestemming leiden.
Schwann-cellen zijn daarom verantwoordelijk voor myelinisatie in het perifere zenuwstelselom de structuur van de zenuwen te ondersteunen en zowel het behoud als het herstel van de perifere functie te vergemakkelijken.
Astrocyten
Dit zijn cellen die zich in de buurt van neuronen bevinden, ze hebben een stervormig uiterlijk en zijn groter dan neuronen; ze bevinden zich in de centraal zenuwstelsel (CZS) en via de oogzenuw.
Astrocyten zijn een soort "soldaten" die deel uitmaken van de Bloed-hersenbarriĆØre (BBB)Het endotheel is een beschermend membraan van het centrale zenuwstelsel (CZS) dat voorkomt dat bloed er rechtstreeks in stroomt. Dit voorkomt de ongecontroleerde instroom van gifstoffen, ziekteverwekkers en potentieel schadelijke moleculen.
Astrocyten zijn verantwoordelijk voor filtert wat wel en niet naar het centrale zenuwstelsel mag worden doorgestuurd.Ze geven toegang tot zuurstof en glucoseZe vormen de belangrijkste "voeding" voor neuronen en helpen bij het verwijderen van metabolische afvalstoffen. Bovendien reguleren ze de concentratie van ionen in de extracellulaire ruimte, moduleren ze de synaptische activiteit en dragen ze bij aan de recycling van neurotransmitters zoals glutamaat.
Samen met oligodendrocyten vormen astrocyten een onderdeel van wat men noemt macroglia, een groep grotere gliacellen die essentiƫle structurele en metabolische functies vervult voor het neuronale netwerk.
microglia
Het is de groep cellen die de basis vormt van de hersenen immuunsysteemOmdat de bloed-hersenbarriĆØre de vrije doorgang van cellen van het perifere immuunsysteem verhindert, heeft de hersenen een eigen afweersysteem, en deze cellen fungeren als beschermende soldaten.
De basisfunctie van deze cellen is Het brein beschermen en herstellen. van de verwondingen veroorzaakt door indringende micro-organismen, celresten en diverse ziekten.
Microglia scannen voortdurend het centrale zenuwstelsel op zoek naar beschadigde plaques, veranderde neuronen en infectieuze agentiaHet is zeer gevoelig voor de omgeving en in staat om de kleinste veranderingen in de biologische samenstelling van hersenweefsel te detecteren.
Deze cellen sporen eventuele plaques en fragmenten op en neutraliseren deze. deoxyribonucleĆÆnezuur (DNA)Neuronale kluwen, dode cellen, beschadigde cellen en vreemd materiaal. Om deze reden kunnen ze worden beschouwd als de āhuisvrouwenā van de hersenenverantwoordelijk voor het reinigen van celresten en het verwijderen van potentieel giftige stoffen.
Oligodendrocyten in detail
Oligodendrocyten zijn een type gliacel dat voorkomt uitsluitend in het centrale zenuwstelselDat wil zeggen, in de hersenen en het ruggenmerg. Hun belangrijkste kenmerk is dat ze verantwoordelijk zijn voor de vorming van de myelinescheden die de axonen van neuronen in het centrale zenuwstelsel omringen.
Ze hebben veel uitlopers die zich om de axonen van verschillende neuronen wikkelen, zodat een enkele oligodendrocyte myeliniseer talloze axonen tegelijk, in tegenstelling tot Schwann-cellen.
De myelinescheden die rond de axonen van neuronen worden gevormd, hebben als doel... de zenuwvezel elektrisch isoleren en verhoog de transmissiesnelheid van elektrochemische impulsenDankzij deze structuur kunnen actiepotentialen zich snel over lange afstanden voortplanten zonder aan intensiteit in te boeten.
Bij sommige axonen vormen de myelinescheden geen continue omhulling, maar worden ze met regelmatige tussenpozen onderbroken, waardoor zogenaamde axonale banen ontstaan. knooppunten van RanvierDeze kleine openingen zonder myeline maken sprongsgewijze geleiding mogelijk: de impuls wordt bij elke knoop opnieuw gegenereerd, waardoor de voortplanting van het signaal verder wordt versneld.
Myelinisatie begint al tijdens de intra-uteriene ontwikkeling: het start rond de 16e week van de zwangerschap De vorming van myeline begint in het ruggenmerg en gaat na de geboorte verder totdat veel van de belangrijkste zenuwvezels gemyeliniseerd zijn tegen de tijd dat het kind begint te lopen. Myeline blijft zich gedurende de kindertijd, adolescentie en zelfs volwassenheid vormen en verfijnen, wat verband houdt met de ontwikkeling van complexe cognitieve vaardigheden. plasticiteit van de hersenen.
Ook op volwassen leeftijd worden er nog steeds oligodendrocyten geproduceerd vanuit voorlopercellen gespecialiseerde (oligodendrocyt-voorlopercellen of OPC's). Deze voorlopercellen kunnen differentiƫren tot volwassen oligodendrocyten die in staat zijn nieuwe myeline te vormen of gedemyeliniseerde gebieden te herstellen na letsel of ziekte.
Vanuit een ontwikkelingsperspectief ontstaan āāoligodendrocyten in specifieke gebieden nabij de hersenventrikels en de neurale buis, vanwaar ze migreren naar hun uiteindelijke bestemmingen in de witte en grijze stof. Tijdens deze reis doorlopen ze verschillende stadia: voorlopercellen, onrijpe oligodendrocyten en volledig gedifferentieerde myelinevormende oligodendrocyten.
Soorten oligodendrocyten
Oligodendrocyten kunnen voornamelijk worden geclassificeerd op basis van hun functies, hoewel ze structureel en moleculair sterk op elkaar lijken. Hay dos tipos principales: interfasciculair y satellietBovendien worden de volgende zaken erkend: voorloper-oligodendrocyten als een belangrijke celpopulatie voor herstel en plasticiteit van het centrale zenuwstelsel.
- De interfasciculaire oligodendrocyten Zij zijn degenen die de leiding hebben over de vorming van myelinescheden Ze maken deel uit van de witte stof van de hersenen. Het zijn de "klassieke" oligodendrocyten die bestudeerd worden bij de bespreking van myelinisatie.
- De satelliet-oligodendrocyten Ze maken deel uit van de grijze stof, ze zijn geen onderdeel van de grijze stof. myelineproducentenZe hechten zich niet aan neuronen en vormen geen omhulsels, noch fungeren ze als elektrische isolatoren. Hun functies zijn nog niet volledig begrepen, hoewel men vermoedt dat ze een rol spelen in de handhaving van het extracellulaire chemische evenwicht en bij de regulering van de synapsomgeving.
- De oligodendrocyten-voorlopercellen (OP) Ze worden beschouwd als de "stamcellen" van volwassen oligodendrocyten. Ze hebben het vermogen om te delen en te differentiƫren om nieuwe myelinevormende cellen te genereren, vooral na verwondingen of demyeliniserende processen. Hun rol is essentieel in de myelineregeneratie en -herstel in het centrale zenuwstelsel.
Functies van oligodendrocyten
Aangezien de precieze functies van satellietoligodendrocyten onbekend zijn, zullen we alleen de functies van de beschrijven. interfasciculaire oligodendrocyten en van de algemene functies die worden uitgevoerd door de groep oligodendrocyten en hun voorlopers in het centrale zenuwstelsel.
Versnelling van neurale overdracht
De snelheid van actiepotentialen neemt toe wanneer axonen gemyeliniseerd zijn. In axonen met myelinescheden die gescheiden zijn door knopen van Ranvier, reist de elektrische impuls niet continu, maar "springt" van knoop naar knoop. Dit maakt het mogelijk dat het signaal zich verplaatst. Te veel sneller dan in niet-gemyeliniseerde vezels.
El correcte systeembediening Hormonale en musculaire functies worden bevorderd door een adequate zenuwgeleiding. Motorische coƶrdinatie, reflexen, zintuiglijke waarneming en een groot deel van de cognitieve activiteit zijn afhankelijk van een precieze en snelle zenuwgeleiding.
La Inteligencia Oligodendrocyten worden ook in verband gebracht met de integriteit en hoeveelheid myeline in bepaalde hersengebieden. Studies hebben positieve correlaties gevonden tussen de myelinedichtheid in de witte stof en de prestaties op cognitieve taken, wat suggereert dat oligodendrocyten indirect bijdragen aan vaardigheden zoals leren en redeneren.
Celmembraan isolatie
Het isoleren van neuronale axonen van de externe omgeving van de cellen voorkomt ionenfiltratie via het celmembraan. Myeline fungeert als een isolerende laag, vergelijkbaar met het plastic dat elektrische draden omhult, waardoor kortsluiting en signaalverlies worden voorkomen.
Dankzij deze isolatie zorgen oligodendrocyten ervoor dat de uitwisseling van ionen (met name van natrium en kaliumDe actiepotentialen zijn geconcentreerd in zeer specifieke gebieden, de knopen van Ranvier, waar ze worden geregenereerd. Dit maakt de overdracht efficiƫnter. energiezuinig en goedkoper voor de neuron.
Structureren van het zenuwstelsel
Omdat neuronen dat niet kunnen hun functie zelfstandig uitvoerenGliacellen, en met name interfasciculaire oligodendrocyten, zijn verantwoordelijk voor de ondersteuning van de netwerkstructuur van neuronenZe bieden fysieke ondersteuning die de vezelbanen van de witte stof georganiseerd houdt en dragen bij aan de driedimensionale architectuur van de hersenen.
Bovendien bepaalt de verspreiding van myeline gedeeltelijk de regio's van witte stof y grijze massa van het zenuwstelsel. Witte stof is rijk aan gemyeliniseerde axonen, terwijl grijze stof voornamelijk neuronale soma's (cellichamen) en synapsen bevat. Zonder oligodendrocyten zou deze anatomische organisatie radicaal veranderen.
Ondersteuning voor de ontwikkeling en overleving van neuronen
Oligodendrocyten zijn producenten van eiwitten en neurotrofische factoren die, door hun interactie met neuronen, deze actief houden en zo voorkomen dat... geprogrammeerde celdood (apoptose).
Deze factoren omvatten moleculen die bevorderen neuronale differentiatieZe sturen de groei van axonen en dendrieten aan en bevorderen de rijping van neurale circuits tijdens de ontwikkeling. Ze reageren ook op de elektrische activiteit van neuronen door myeline aan te passen aan het gebruik, waardoor oligodendrocyten rechtstreeks verbonden worden met de synaptische plasticiteit en leren.
Extracellulaire vloeistofhomeostase
Ook al zijn satellietoligodendrocyten hebben geen duidelijke functie volledig gedefinieerd worden als belangrijk beschouwd voor het behoud van de homeostatisch evenwicht van de externe omgeving van nabijgelegen neuronen. Ze helpen de concentratie van ionen, water en metabolieten in de grijze stof te reguleren, wat bijdraagt āāaan een stabiele omgeving voor synaptische transmissie.
Voorlopercellen van oligodendrocyten zorgen er op hun beurt voor dat de hersenen een reserve van cellen die in staat zijn beschadigde oligodendrocyten te vervangen en om axonen na letsel te remyeliniseren, wat cruciaal is voor het behoud van de functionaliteit van het centrale zenuwstelsel op de lange termijn.
Communicatie tussen neuronen en myelinevormende gliacellen
Lange tijd werd aangenomen dat neuronen de enige cellen waren met een actieve rol in de informatieverwerking. Er zijn echter steeds meer aanwijzingen dat... gliacellen, en met name oligodendrocyten en Schwann-cellenZe nemen deel aan een complex, bidirectioneel communicatienetwerk met de axonen die ze myeliniseren.
Neuronale activiteit geeft vrij chemische boodschappers Niet alleen in klassieke synapsen, maar ook in extrasynaptische gebieden van axonen. Deze boodschappers fungeren, samen met lokale veranderingen in de ionenconcentratie, als signalen voor gliacellen en reguleren processen zoals proliferatie, differentiatie en myelinisatie.
In het centrale zenuwstelsel kan de activiteit van axonen bijvoorbeeld de werking moduleren. fosforylering van myeline-basiseiwit (MBP) In oligodendrocyten gebeurt dit via stikstofmonoxide-gemedieerde signalering en proteĆÆnekinase-routes. Op deze manier kan herhaald gebruik van bepaalde circuits leiden tot structurele veranderingen in de myeline, waardoor de meest actieve verbindingen worden versterkt.
Bij de SNP is de overleving en rijping van de voorlopers van Schwann-cellen Ze zijn afhankelijk van signalen afkomstig van axonen, zoals de neuroregulin-1 of bepaalde endothelinesDeze moleculen reguleren wanneer en hoe Schwann-cellen zich vermenigvuldigen, differentiƫren en beginnen met myelinisatie, waardoor een voldoende aantal myelinevormende cellen alleen aanwezig is waar de axonen ze nodig hebben.
Deze voortdurende dialoog tussen axon en gliacel is essentieel voor de normale ontwikkeling van het zenuwstelsel, herstel na letsel en het behoud van effectieve zenuwtransmissie gedurende het hele leven.
Ziekten geassocieerd met myeline
Aangezien myeline essentieel is voor de snelheid en nauwkeurigheid van zenuwtransmissieElke verandering in hun structuur, in oligodendrocyten of in Schwann-cellen, kan aanleiding geven tot ziekten die demyeliniserendDeze pathologieƫn tasten zowel het centrale als het perifere zenuwstelsel aan en kunnen auto-immuun, genetische, metabole, inflammatoire, infectieuze of toxische oorzaken hebben.
Miller Fisher-syndroom
Het is een variant van Het Guillain-BarrƩ-syndroom is een auto-immuunziekte die wordt gekenmerkt door de productie van... antilichamen tegen myeline van de neuronen van het perifere zenuwstelsel.
Wanneer de perifere myeline beschadigd raakt, gaat de juiste myelineschede verloren. Geleiding van signalen tussen het organisme en het centrale zenuwstelsel.wat kan leiden tot ernstige spierverlamming en veranderde gevoeligheid.
Symptomen geassocieerd met Deze ziekte omvat oftalmoplegie. (verlamming van de oogspieren), ataxie (verlies van coƶrdinatie van bewegingen) en areflexie (afwezigheid van reflexen). Indien tijdig behandeld, zijn de vooruitzichten op langdurige verbetering over het algemeen goed, dankzij het remyelinisatievermogen van het perifere zenuwstelsel.
Charcot-Marie-Tooth-ziekte (CMT)
Het is een erfelijke ziekte wat de perifere zenuwen aantast en bekend staat als perifere neuropathieHet wordt geassocieerd met mutaties in genen die coderen voor belangrijke perifere myeline-eiwitten, zoals proteĆÆne nul (P0), perifeer myeline-eiwit 22 (PMP22) of bepaalde connexines die betrokken zijn bij de communicatie binnen Schwann-cellen.
Het veroorzaakt progressieve schade aan de perifere zenuwen, met symptomen zoals: distale spierzwakteMisvormingen aan de voeten en handen, sensorische stoornissen en verlies van reflexen zijn veelvoorkomende symptomen. Hoewel sommige perifere neuropathieƫn verband kunnen houden met diabetes en andere stofwisselingsziekten, behoort CMT tot de meest voorkomende vormen. genetisch van perifere myelineschade.
multiple sclerose
Het is een aandoening van het centrale zenuwstelsel die Blokkeert of vertraagt āāde communicatie tussen de hersenen en het lichaam.Dit gebeurt wanneer de myelineschede die de huid beschermt, beschadigd raakt. zenuwcellen zijn gewond, tasten de hersenen aan en beenmerg ruggenmerg.
Bij multiple sclerose valt het immuunsysteem ten onrechte myeline en soms oligodendrocyten aan, wat ontstekingen en de vorming van ... veroorzaakt. demyeliniserende plaques in verschillende delen van het centrale zenuwstelsel. Na verloop van tijd kunnen ook axonen beschadigd raken, wat kan leiden tot blijvende neurologische invaliditeit.
De meest voorkomende symptomen worden veroorzaakt door de verlies van evenwichtOnwillekeurige spierbewegingen, bewegingsproblemen, coƶrdinatieproblemen, trillingen, zwakte, constipatie of darmstoornissen, evenals vermoeidheid en in sommige gevallen visuele en cognitieve beperkingen.
Het is bekend dat er spontane pogingen bestaan. remyelinisatie door voorlopercellen van oligodendrocyten, maar bij veel mensen met multiple sclerose zijn deze processen onvoldoende of raken ze na verloop van tijd uitgeput, waardoor gliacellen een belangrijk doelwit vormen voor de ontwikkeling van toekomstige cellen. neuroprotectieve en regeneratieve behandelingen.
Amyotrofische laterale sclerose (ALS)
Het valt de geleidelijk aan aan motorneuronendie de willekeurige spieren aansturen. Het wordt gekenmerkt door de geleidelijke degeneratie van deze neuronen totdat ze de neuronale en organismale dood.
Hoewel ALS voornamelijk in verband is gebracht met neuronale degeneratie, wijst recent onderzoek uit dat gliacellen en myeline Ze kunnen ook een rol spelen in de ziekteprogressie door de metabolische en ondersteunende omgeving van motorneuronen te veranderen.
De ziekte van BalĆ³ of de concentrische sclerose van BalĆ³
Het treft over het algemeen kinderen en zelden volwassenen. Het bestaat uit de verlies van myeline in de hersenen die een karakteristiek patroon aanneemt in de vorm van concentrische ringen in hersenscans.
Het is zeldzaam en de precieze oorzaken zijn volstrekt onbekend. Het veroorzaakt progressieve verlammingOnwillekeurige spierbewegingen, epileptische aanvallen en andere ernstige neurologische problemen, aangezien het verband houdt met een gelokaliseerde maar intense vernietiging van myeline.
Leukodystrofieƫn
Ze bestaan āāuit veranderingen van de visie en motorisch systeemonder andere symptomen. Ze vinden hun oorsprong in de vernietiging van myeline als gevolg van enzymatische defecten bij de vorming of het onderhoud van myeline, of als gevolg van processen van vasculaire, infectieuze, auto-immuun-, ontstekings- of toxische oorsprong.
Bij leukodystrofieƫn van genetische oorsprong treden veranderingen op in enzymen die nodig zijn voor de synthese of afbraak van bepaalde stoffen. myeline-specifieke lipiden Ze veroorzaken een opeenhoping of tekort aan essentiƫle componenten, met verwoestende gevolgen voor de integriteit van de witte stof in de hersenen.
Door de functie van oligodendrocyten, Schwann-cellen en myeline te begrijpen, kunnen we inzien in hoeverre deze structuren, die vaak onzichtbaar zijn voor het grote publiek, van fundamenteel belang zijn voor onze gezondheid. onze geest, onze bewegingen en onze zintuigen waarom gliacellen normaal functioneren, en waarom onderzoek naar gliacellen een van de hoekstenen is geworden bij de aanpak van veel neurologische aandoeningen.