Peranan glia dalam penyakit saraf

Sejak kepercayaan bahawa sel glial hanya ada untuk memberikan sokongan struktur kepada neuron, Semakin banyaknya didapati unsur-unsur mikroskopik ini sangat terlibat dalam berfungsi dengan betul sistem saraf. Di antara fungsi biasa yang dilakukan oleh glia kita mendapati pertahanan terhadap kerosakan dan penceroboh, pemakanan neuron atau peningkatan dorongan elektrik, yang bermaksud bahawa mereka adalah lebih daripada sokongan yang mudah dalam pembangunan neuron tersebut dan seperti yang difikirkan di masa lalu.

Dari kajian yang semakin meningkat mengenai glia, kita juga melihat bagaimana sel-sel ini (yang mewakili sebahagian besar komponen otak) terlibat dalam penyakit dan gangguan neurologi, sesuatu yang sehingga kini hanya dilakukan dalam penyiasatan pelbagai jenis neuron.

Adalah penting untuk memahami sejauh mana neuroglia campur tangan dalam proses ini, kerana ini mungkin salah satu jalan menuju penemuan penawar di masa depan.

Kajian pantas: apakah glia itu?

Dalam Sistem Saraf Pusat (CNS) kita dapati tiga kelas utama sel glial: oligodendrocytes, bertanggungjawab untuk meletakkan sarung myelin ke neuron; mikroglia, yang berfungsi sebagai perlindungan otak; dan astrocytes, yang memperlihatkan banyak fungsi untuk membantu neuron.

Tidak seperti SNC, dalam Sistem Saraf Periferal (SNP) hanya satu jenis utama neuroglia yang terdapat, sel-sel Schwann, yang dibahagikan kepada tiga. Terutamanya, mereka bertanggungjawab untuk menghasilkan lapisan myelin dalam axons of neurons.

• Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai topik ini, anda boleh merujuk artikel ini: "Sel-sel glial: lebih banyak daripada gam neuron"

Penyakit dan gangguan yang berkaitan dengan glia

Pada masa ini, Terdapat bukti yang semakin meningkat bahawa neuroglia memainkan peranan dalam penyakit yang mempengaruhi CNS, baik untuk kebaikan dan buruk. Di sini saya membentangkan senarai kecil mereka, yang meliputi pelbagai jenis penyakit, di mana saya mengulas implikasi (yang kini diketahui) dari sel-sel glial di dalamnya. Ia mungkin banyak butiran lanjut akan ditemui pada masa akan datang.

1. Lumpuh temporal dan kekal

Lumpuh dihuni apabila sambungan antara neuron diikuti oleh neuron hilang, kerana "laluan komunikasi" beliau telah dipecahkan. Pada dasarnya, glia boleh melepaskan bahan-bahan yang dikenali sebagai neurotrophs yang mempromosikan pertumbuhan neuron. Seperti yang berlaku di SNP, ini membolehkan untuk memulihkan pergerakan dari masa ke masa. Tetapi ini tidak berlaku di SSP, mengalami kelumpuhan kekal.

Untuk menunjukkan bahawa glia terlibat dalam pemulihan, kerana ia adalah satu-satunya perkara yang membezakan perubahan neurologi ini apabila ia berlaku di SNP atau di SSP, Albert J. Aguayo, pada tahun 1980-an, melakukan eksperimen di mana tikus dengan korda tulang belakang yang rosak (iaitu, dengan lumpuh), mereka menerima pemindahan tisu saraf sciatic ke arah kawasan yang terjejas. Hasilnya ialah dalam dua bulan tikus kembali bergerak dengan kesungguhan semula jadi.

Dalam siasatan berikutnya, didapati bahawa terdapat sejumlah faktor yang tidak membenarkan jumlah pemulihan sambungan. Salah satunya ialah myelin itu sendiri yang dihasilkannya oligodendrocytes, yang, apabila membentuk sarung, menghalang pertumbuhan neuron. Objektif proses ini tidak diketahui pada masa ini. Faktor lain adalah lebihan kerosakan yang dihasilkan oleh microglia, kerana bahan yang dikeluarkan untuk mempertahankan sistem juga berbahaya kepada neuron.

2. Penyakit Creutzfeldt-Jakob

Penyakit neurodegeneratif ini disebabkan oleh jangkitan prion, yang merupakan protein yang tidak normal yang telah mendapat autonomi. Satu lagi nama yang diterima ialah ensefalopati spongiform, kerana otak mereka yang terjejas akhirnya penuh dengan lubang, memberikan rasa spons. Salah satu variannya menyebabkan amaran kesihatan pada tahun sembilan puluhan, yang dikenali sebagai penyakit lembu gila.

Dihantar jika tertelan, prion mempunyai keupayaan untuk menyeberangi halangan otak darah terpilih dan menyusun di otak. Dalam SSP, ia menjangkiti neuron serta astrocytes dan mikroglia, mereplikasi dan membunuh sel-sel dan mewujudkan lebih banyak prion.

Saya tidak melupakan oligodendrocytes, dan nampaknya Jenis glia ini menentang jangkitan oleh prion, tetapi tidak menahan kerosakan oksidatif yang muncul sebagai sebahagian daripada perjuangan yang dilakukan microglia dalam usaha untuk mempertahankan neuron. Pada tahun 2005, dilaporkan bahawa protein dalam keadaan normal yang menjana prion dijumpai dalam myelin daripada SSP, walaupun tidak diketahui fungsi apa yang ada di dalamnya.

3. Sclerosis Lateral Amyotrophic (ALS)

ALS adalah penyakit degeneratif yang mempengaruhi neuron motor, yang sedikit demi sedikit mereka kehilangan fungsinya, menyebabkan kehilangan mobiliti sehingga mereka mencapai kelumpuhan.

Penyebabnya adalah mutasi dalam gen yang mengkodekan enzim Superoxide Dismutase 1 (SOD1), yang mempunyai fungsi asas untuk survival sel, iaitu penghapusan radikal bebas dari oksigen. Bahaya radikal adalah bahawa mereka tidak mengimbangi pertuduhan di sitoplasma, yang akhirnya membawa kepada kerosakan dan kematian selular.

Dalam eksperimen dengan tikus dengan variasi mutasi gen SOD1, ia dilihat bagaimana mereka mengembangkan penyakit ALS. Jika mutasi di neuron motor dihalang, tikus tetap sihat. Kejutan muncul dengan kumpulan kawalan, di mana hanya motoneuron menunjukkan mutasi itu. Teori ini menunjukkan bahawa dalam tikus-tikus ini motoneurons akan mati dan menjana penyakit. Tetapi ini tidak berlaku, dan untuk mengejutkan semua orang, tikus kelihatan sihat. Kesimpulannya ialah sel-sel berhampiran neuron motor (glia) mempunyai beberapa mekanisme yang berkaitan dengan SOD1 yang menghalang neurodegeneration.

Khususnya, pencari hidup neuron adalah astrocytes. Sekiranya motoneurons sihat yang ditanam di plak dikaitkan dengan astrocytes yang kekurangan dalam SOD1, mereka mati. Kesimpulannya adalah bahawa astrocytes bermutasi melepaskan sejenis bahan toksik untuk neuron motor, menjelaskan mengapa hanya jenis neuron ini mati dalam perkembangan penyakit ini. Sudah tentu, agen toksik masih menjadi misteri dan objek penyiasatan.

4. Kesakitan kronik

Kesakitan kronik adalah gangguan yang berterusan Sel-sel sakit terus aktif, tanpa sebarang kerosakan yang menyebabkan rangsangan mereka. Kesakitan kronik berkembang apabila terdapat perubahan dalam litar sakit CNS selepas kecederaan atau sakit.

Linda Watkins, seorang penyelidik kesakitan di University of Colorado, mengesyaki bahawa microglia mungkin terlibat dalam kesakitan kronik dengan dapat melepaskan sitokin, bahan yang dirembes dalam tindak balas keradangan dan mengaktifkan sakit.

Untuk memeriksa sama ada dia betul, dia melakukan ujian ke atas tikus dengan sakit kronik yang disebabkan oleh kerosakan pada tulang belakang. Ini ditadbir minocycline, yang mensasarkan mikroglia, menghalang pengaktifannya dan, sebagai akibatnya, tidak membebaskan sitokin.. Hasilnya segera, dan tikus berhenti sakit penderitaan.

Kumpulan kajian yang sama mendapati mekanisme yang mana microglia mengenali apabila kawasan rosak. Neuron yang rosak melepaskan bahan yang dikenali sebagai fractalkine, bahawa mikroglia mengiktiraf dan mempertahankan cytokines yang merembes. Masalah kesakitan kronik adalah kerana sebab tertentu, mikroglia tidak berhenti melepaskan sitokin, sentiasa merangsang pengeluaran sensasi rasa sakit, walaupun tidak ada lagi kerusakan.

5. Alzheimer

Alzheimer adalah penyakit yang memusnahkan neuron dan komunikasi mereka, menghasilkan kehilangan ingatan. Tanda penyakit ini pada anatomi otak adalah penampilan plak senja di kawasan yang berbeza di dalam otak. Plak ini adalah agregat protein yang dipanggil beta-amyloid, yang merupakan toksik kepada neuron.

Siapa yang menghasilkan pengumpulan toksik ini adalah astrocytes. Jenis glia ini mempunyai keupayaan untuk menghasilkan beta-amyloid peptide, kerana ia boleh memproses prekursornya, Protein Pralini Amyloid (PPA). Sebab untuk kejadian ini belum jelas.

Satu lagi tanda adalah bahawa di sekeliling pinggan sejumlah besar microglia diperhatikan, yang dalam usaha untuk mempertahankan tisu, dikumpulkan untuk melawan pengumpulan beta-amyloid dan melepaskan bahan-bahan toksik (seperti sitokin, chemokines atau oksigen reaktif), yang bukan membantu, mempromosikan kematian neuron, kerana ia adalah toksik kepada mereka. Di samping itu, mereka tidak mempunyai kesan pada plak sengaja.