Gliazellen Arten, Funktionen und Krankheiten

Die Gliazellen sie sind Unterstützungszellen, die Neuronen schützen und sie zusammenhalten. Es gibt mehr Gliazellen als Neuronen in unserem Gehirn.

Der Satz von Gliazellen wird Glia oder Glia genannt. Der Begriff "Glia" kommt aus dem Griechischen und bedeutet "Leim". Deshalb werden sie manchmal als "nervöser Leim" bezeichnet.

Gliazellen wachsen nach der Geburt weiter. Wenn wir älter werden, nimmt ihre Anzahl ab. Tatsächlich durchlaufen Gliazellen mehr Veränderungen als Neuronen.

Insbesondere einige Gliazellen transformieren ihre Muster der Genexpression mit dem Alter. Zum Beispiel, welche Gene aktiviert oder deaktiviert werden, wenn sie 80 Jahre alt werden. Sie verändern sich hauptsächlich in Hirnarealen wie dem Hippocampus (Gedächtnis) und der Substantia Nigra (Bewegung). Sogar die Menge an Gliazellen in jeder Person kann verwendet werden, um ihr Alter abzuleiten.

Die Hauptunterschiede zwischen Neuronen und Gliazellen sind, dass diese nicht direkt an den Synapsen und elektrischen Signalen beteiligt sind. Sie sind auch kleiner als Neuronen und haben keine Axone oder Dendriten.

Neuronen haben einen sehr hohen Stoffwechsel, können aber keine Nährstoffe speichern. Deshalb brauchen sie eine ständige Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen. Dies ist eine der Funktionen, die von Gliazellen ausgeführt werden. Ohne sie würden unsere Neuronen sterben.

Studien im Laufe der Geschichte haben sich praktisch ausschließlich auf Neuronen konzentriert. Gliazellen haben jedoch viele wichtige Funktionen, die bisher unbekannt waren. Zum Beispiel wurde kürzlich entdeckt, dass sie an der Kommunikation zwischen Gehirnzellen, Blutfluss und Intelligenz beteiligt sind.

Es gibt jedoch viel von den Gliazellen zu entdecken, da sie viele Substanzen freisetzen, deren Funktionen noch nicht bekannt sind und die mit verschiedenen neurologischen Pathologien in Verbindung stehen.

Kurze Geschichte der Gliazellen

Am 3. April 1858 verkündete Rudolf Virchow auf einer Tagung am Institut für Pathologie der Universität Berlin das Konzept der Neuroglia. Diese Konferenz trug den Titel "Spinal Cord and Brain". Virchow sprach von Glia als Bindegewebe des Gehirns oder "Nervenzement".

Diese Konferenz wurde in einem Buch mit dem Titel "Cell Pathology" veröffentlicht. Es wurde zu einer der einflussreichsten medizinischen Publikationen des 19. Jahrhunderts. Dank dieses Buches verbreitete sich das Konzept der Neuroglia in der ganzen Welt.

Im Jahr 1955, als Albert Einstein starb, wurde sein Gehirn entfernt, um es sorgfältig zu studieren. Dafür lagerten sie es in einem Behälter voller Formaldehyd. Die Wissenschaftler untersuchten Teile seines Gehirns, um den Grund für seine außergewöhnlichen Fähigkeiten zu finden.

Die allgemeine Meinung ist, dass das Gehirn größer als normal war, aber es war nicht. Weder fanden sie mehr Neuronen des Berichts, noch diese waren größer.

Nach vielen Studien in den späten 1980er Jahren fanden sie, dass Einsteins Gehirn eine höhere Anzahl von Gliazellen hatte. Vor allem in einer Struktur namens assoziative Kortex. Dies ist verantwortlich für die Interpretation der Informationen. Nimmt an komplexen Funktionen wie Speicher oder Sprache teil.

Das überraschte die Wissenschaftler, da sie immer geglaubt hatten, dass Gliazellen nur dazu dienten, Neuronen zusammenzuhalten.

Die Forscher hatten die Gliazellen wegen der fehlenden Kommunikation zwischen ihnen lange Zeit ignoriert. Stattdessen kommunizieren Neuronen über die Synapse mit Aktionspotentialen. Das sind elektrische Impulse, die zwischen Neuronen übertragen werden, um Nachrichten zu senden.

Gliazellen produzieren jedoch keine Aktionspotentiale. Die neuesten Erkenntnisse zeigen zwar, dass diese Zellen Informationen nicht auf elektrischem, sondern auf chemischem Weg austauschen.

Darüber hinaus kommunizieren sie nicht nur untereinander, sondern auch mit Neuronen, wodurch die von ihnen übertragenen Informationen verbessert werden.

Funktionen

Die Hauptfunktionen von Gliazellen sind die folgenden:

- An das zentrale Nervensystem angeschlossen bleiben. Diese Zellen sind um die Neuronen herum angeordnet und halten sie fest an Ort und Stelle.

- Die Gliazellen dämpfen die physikalischen und chemischen Effekte, die der Rest des Organismus auf die Neuronen ausüben kann.

- Kontrollieren Sie den Fluss von Nährstoffen und anderen chemischen Substanzen, die für Neuronen notwendig sind, um Signale miteinander auszutauschen.

- Sie isolieren Neuronen von anderen und verhindern, dass sich neuronale Nachrichten vermischen.

- Beseitigung und Neutralisierung der Verschwendung von abgestorbenen Neuronen.

- Sie verbessern die neuronalen Synapsen (Verbindungen). Bestimmte Studien haben gezeigt, dass Neuronen und ihre Verbindungen fehlschlagen, wenn keine Gliazellen vorhanden sind. Zum Beispiel wurde in einer Studie mit Nagetieren beobachtet, dass Neuronen nur sehr wenige Synapsen bildeten.

Als sie jedoch eine Klasse von Gliazellen hinzufügten, die Astrozyten genannt wurden, nahm die Anzahl der Synapsen deutlich zu und die synaptische Aktivität nahm um das Zehnfache zu.

Sie haben auch entdeckt, dass Astrozyten eine Substanz namens Thrombospondin freisetzen, die die Bildung neuronaler Synapsen erleichtert.

- Beitrag zur neuronalen Beschneidung. Wenn unser Nervensystem sich entwickelt, werden Neuronen und Verbindungen (Synapsen) geschaffen, um zu verschonen.

In einem späteren Stadium der Entwicklung werden überschüssige Neuronen und Verbindungen geschnitten, was als neuronales Beschneiden bezeichnet wird. Es scheint, dass Gliazellen diese Aufgabe zusammen mit dem Immunsystem stimulieren.

Es ist wahr, dass bei einigen neurodegenerativen Erkrankungen aufgrund der abnormen Funktionen der Glia ein pathologischer Schnitt erfolgt. Dies geschieht beispielsweise bei der Alzheimer-Krankheit.

- Sie nehmen am Lernen teil, da einige Gliazellen die Axone bedecken und eine Substanz namens Myelin bilden. Myelin ist ein Isolator, der Nervenimpulse beschleunigt.

In einer Umgebung, in der das Lernen angeregt wird, erhöht sich der Myelinisierungsgrad von Neuronen. Daher kann gesagt werden, dass Gliazellen das Lernen fördern.

Arten von Gliazellen

Es gibt drei Arten von Gliazellen im zentralen Nervensystem von Erwachsenen. Dies sind: Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikrogliazellen. Als nächstes wird jeder von ihnen beschrieben.

Astrozyten

Astrozyten bedeutet "Zelle in Form eines Sterns". Sie sind im Gehirn und Rückenmark gefunden. Seine Hauptfunktion besteht darin, auf verschiedene Weise eine geeignete chemische Umgebung für den Austausch von Informationen durch Neuronen zu erhalten.

Darüber hinaus unterstützen Astrozyten (auch Astrogliozyten genannt) Neuronen und eliminieren Gehirnvergeudung. Sie dienen auch dazu, die chemische Zusammensetzung der Flüssigkeit zu regulieren, die Neuronen (extrazelluläre Flüssigkeit) umgibt, Substanzen absorbiert oder freisetzt.

Eine weitere Funktion von Astrozyten besteht darin, die Neuronen zu füttern. Einige Erweiterungen der Astrozyten (die wir als die Arme des Sterns bezeichnen können) wickeln sich um die Blutgefäße herum, während andere sich um bestimmte Bereiche der Neuronen herum erstrecken.

Diese Struktur erregte die Aufmerksamkeit des berühmten italienischen Histologen Camillo Golgi. Er dachte, dass es daran lag, dass die Astrozyten den Neuronen Nährstoffe verabreichten und sich von den Abfällen aus den Blutkapillaren lösten.

Golgi schlug 1903 vor, dass die Nährstoffe aus den Blutgefäßen in das Zytoplasma der Astrozyten gelangen, um dann zu den Neuronen zu gelangen. Zurzeit wurde die Golgi-Hypothese bestätigt. Dies wurde in neues Wissen integriert.

Zum Beispiel wurde gefunden, dass Astrozyten Glukose aus Kapillaren erhalten und diese in Laktat umwandeln. Dies ist die Chemikalie, die in der ersten Phase des Glukosestoffwechsels produziert wird.

Laktat wird in die extrazelluläre Flüssigkeit freigesetzt, die die Neuronen für die Absorption umgibt. Diese Substanz versorgt Neuronen mit einem Brennstoff, den sie schneller als Glukose metabolisieren können.

Diese Zellen können sich durch das zentrale Nervensystem bewegen und ihre Extensionen, Pseudopodien ("falsche Füße"), ausdehnen und zurückziehen. Sie reisen ähnlich wie Amöben. Wenn sie ein Stück Neuronen finden, verschlingen sie es und verdauen es. Dieser Prozess wird als Phagozytose bezeichnet.

Wenn eine große Menge beschädigtes Gewebe zerstört werden muss, werden sich diese Zellen vermehren und genug neue Zellen produzieren, um das Ziel zu erreichen. Sobald das Gewebe gereinigt ist, werden die Astrozyten den leeren Raum einnehmen, der durch ein Gitter gebildet wird. Darüber hinaus bildet eine bestimmte Klasse von Astrozyten ein Narbengewebe, das das Gebiet versiegelt.

Oligodendrozyten

Diese Art von Gliazellen unterstützt die Neuronen (Axone) und produziert Myelin. Myelin ist eine Substanz, die Axone durch Isolierung von Axonen abdeckt. Dies verhindert, dass sich die Information zu nahe gelegenen Neuronen ausbreitet.

Myelin hilft Nervenimpulsen, schneller durch das Axon zu reisen. Nicht alle Axone sind mit Myelin bedeckt.

Ein myelinisiertes Axon ähnelt einer Kette mit länglichen Perlen, da Myelin nicht kontinuierlich verteilt wird. Vielmehr ist es in einer Reihe von Segmenten, einschließlich unbedeckten Teilen, verteilt.

Ein einzelner Oligodendrozyt kann bis zu 50 Segmente von Myelin produzieren. Wenn sich unser Zentralnervensystem entwickelt, produzieren die Oligodendrozyten Verlängerungen, die anschließend wiederholt um ein Stück Axon gerollt werden und so die Myelinschichten bilden.

Die Teile, die nicht von einem Axon myelinisiert sind, werden von ihrem Entdecker Ranvier Knötchen genannt.

Mikrogliazellen oder Mikrogliozyten

Sie sind die kleinsten Gliazellen. Sie können auch als Phagozyten wirken, dh neuronale Verschwendung aufnehmen und zerstören. Eine weitere Funktion, die sie entwickeln, ist der Schutz des Gehirns vor äußeren Mikroorganismen.

Daher spielt es eine wichtige Rolle als Bestandteil des Immunsystems. Diese sind verantwortlich für entzündliche Reaktionen, die als Reaktion auf eine Hirnverletzung auftreten.

Krankheiten, die Gliazellen beeinflussen

Es gibt mehrere neurologische Erkrankungen, die Schäden an diesen Zellen zeigen. Glia wurde mit Störungen wie Legasthenie, Stottern, Autismus, Epilepsie, Schlafstörungen oder chronischen Schmerzen in Verbindung gebracht.Neben neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Multiple Sklerose.

Hier sind einige von ihnen:

- Multiple Sklerose: Es ist eine neurodegenerative Erkrankung, bei der das Immunsystem des Patienten fälschlicherweise die Myelinscheiden eines bestimmten Bereichs angreift.

- Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Bei dieser Erkrankung kommt es zu einer fortschreitenden Zerstörung der Motoneuronen, die zu Sprachschwierigkeiten, Schluck- und Atemschwierigkeiten der Muskelschwäche führt.

Es scheint, dass einer der Faktoren, die am Ursprung dieser Krankheit beteiligt sind, die Zerstörung von Gliazellen ist, die Motoneuronen umgeben. Dies könnte den Grund erklären, warum die Degeneration in einem bestimmten Gebiet beginnt und sich auf angrenzende Gebiete erstreckt.

- Alzheimer-Krankheit: ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch eine allgemeine kognitive Beeinträchtigung gekennzeichnet ist, hauptsächlich aufgrund von Gedächtnisdefiziten. Mehrere Untersuchungen deuten darauf hin, dass Gliazellen eine wichtige Rolle bei der Entstehung dieser Krankheit spielen können.

Es scheint, dass es Veränderungen in der Morphologie und den Funktionen von Gliazellen gibt. Astrozyten und Mikroglia erfüllen ihre Neuroprotektionsfunktionen nicht. Daher bleiben Neuronen oxidativem Stress und Exzitotoxizität ausgesetzt.

- Parkinson-Krankheit: Diese Krankheit ist gekennzeichnet durch motorische Probleme aufgrund einer Degeneration von Neuronen, die Dopamin zu motorischen Kontrollbereichen wie der Substantia nigra übertragen.

Es scheint, dass dieser Verlust mit einer Glia-Antwort verbunden ist, insbesondere mit den Mikroglia der Astrozyten.

- Autismus-Spektrum-Störungen: Es scheint, dass das Gehirn von Kindern mit Autismus mehr Volumen hat als das von gesunden Kindern. Es wurde festgestellt, dass diese Kinder in einigen Bereichen des Gehirns mehr Neuronen haben. Sie haben auch mehr Gliazellen, die sich in den typischen Symptomen dieser Störungen widerspiegeln können.

Offensichtlich gibt es auch eine Fehlfunktion der Mikroglia. Als Konsequenz leiden diese Patienten an Neuroinflammation in verschiedenen Teilen des Gehirns. Dies verursacht den Verlust von synaptischen Verbindungen und neuronalen Tod. Vielleicht gibt es aus diesem Grund bei diesen Patienten weniger Konnektivität als normal.

- Affektive Störungen: In anderen Studien wurde eine Abnahme der Anzahl von Gliazellen gefunden, die mit verschiedenen Störungen assoziiert sind. Zum Beispiel zeigten Öngur, Drevets und Price (1998), dass es eine 24% ige Reduktion von Gliazellen im Gehirn von Patienten mit affektiven Störungen gab.

Insbesondere im präfrontalen Cortex, bei Patienten mit Major Depression, ist dieser Verlust stärker ausgeprägt bei denen, die an einer bipolaren Störung litten. Diese Autoren schlagen vor, dass der Verlust von Gliazellen der Grund für die Verringerung der Aktivität in diesem Bereich sein könnte.

Es gibt viele weitere Bedingungen, an denen Gliazellen beteiligt sind. Gegenwärtig wird mehr Forschung betrieben, um seine genaue Rolle bei multiplen Erkrankungen, hauptsächlich neurodegenerativen Erkrankungen, zu bestimmen.

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