เซลล์ Glial: ประเภทหน้าที่และโรค
เซลล์ Glial เป็นเซลล์ที่ช่วยปกป้องเซลล์ประสาทและยึดเข้าด้วยกัน มีเซลล์ glial มากกว่าเซลล์ประสาทในสมองของเรา
ชุดของเซลล์ glial เรียกว่า glia หรือ glia คำว่า "Glia" มาจากภาษากรีกและแปลว่า "กาว" นั่นคือเหตุผลที่เวลาถูกพูดว่าเป็น "กาวประสาท"
เซลล์ Glial ยังคงเติบโตหลังคลอด เมื่อเราอายุมากขึ้นจำนวนก็จะลดลง ในความเป็นจริงเซลล์ glial มีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าเซลล์ประสาท
โดยเฉพาะเซลล์ glial บางแปลงรูปแบบการแสดงออกของยีนของพวกเขาด้วยอายุ ตัวอย่างเช่นยีนใดที่เปิดใช้งานหรือปิดใช้งานเมื่อถึง 80 ปี พวกเขาส่วนใหญ่เปลี่ยนในพื้นที่สมองเช่น hippocampus (หน่วยความจำ) และ substantia nigra (การเคลื่อนไหว) แม้แต่จำนวนของเซลล์ glial ในแต่ละคนสามารถใช้เพื่ออนุมานอายุของพวกเขา
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ glial คือเซลล์หลังนั้นไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในซินเซสและสัญญาณไฟฟ้า พวกมันยังเล็กกว่าเซลล์ประสาทและไม่มีแกนหรือ dendrites
เซลล์ประสาทมีเมตาบอลิซึมสูงมาก แต่ไม่สามารถเก็บสารอาหารได้ นั่นเป็นเหตุผลที่พวกเขาต้องการออกซิเจนและสารอาหารอย่างต่อเนื่อง นี่เป็นหนึ่งในฟังก์ชั่นที่ดำเนินการโดยเซลล์ glial หากปราศจากพวกมันเซลล์ประสาทของเราก็จะตาย
การศึกษาตลอดประวัติศาสตร์ได้มุ่งเน้นไปที่เซลล์ประสาท อย่างไรก็ตามเซลล์ glial มีหน้าที่สำคัญมากมายที่ไม่ทราบมาก่อน ตัวอย่างเช่นเมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าพวกเขามีส่วนร่วมในการสื่อสารระหว่างเซลล์สมองไหลเวียนของเลือดและสติปัญญา
อย่างไรก็ตามมีหลายสิ่งที่จะค้นพบเซลล์ glial เนื่องจากพวกมันปล่อยสารหลายอย่างที่ยังไม่ทราบหน้าที่และดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับพยาธิวิทยาทางระบบประสาทที่แตกต่างกัน
ประวัติโดยย่อของเซลล์ glial
เมื่อวันที่ 3 เมษายน ค.ศ. 1858 รูดอล์ฟเวอร์โชวประกาศแนวคิดเรื่อง neuroglia ในการประชุมที่สถาบันพยาธิวิทยาของมหาวิทยาลัยเบอร์ลิน การประชุมครั้งนี้มีชื่อว่า "ไขสันหลังและสมอง" Virchow พูดถึง glia ว่าเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของสมองหรือ "ซีเมนต์ประสาท"
การประชุมครั้งนี้ถูกตีพิมพ์ในหนังสือที่ชื่อว่า "Cell Pathology" มันกลายเป็นหนึ่งในสิ่งพิมพ์ทางการแพทย์ที่มีอิทธิพลมากที่สุดของศตวรรษที่สิบเก้า ขอบคุณหนังสือเล่มนี้แนวคิดของ neuroglia แพร่กระจายไปทั่วโลก
ในปี 1955 เมื่ออัลเบิร์ตไอน์สไตน์เสียชีวิตสมองของเขาก็ถูกนำออกไปศึกษาอย่างใกล้ชิด สำหรับสิ่งนี้พวกเขาเก็บไว้ในภาชนะที่เต็มไปด้วยฟอร์มาลดีไฮด์ นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบบาดแผลในสมองของเขาพยายามที่จะตอบเหตุผลสำหรับความสามารถพิเศษของเขา
ความเชื่อที่นิยมคือสมองมีขนาดใหญ่กว่าปกติ แต่ก็ไม่ได้ พวกเขาไม่พบเซลล์ประสาทของบัญชีมากกว่าหรือมีขนาดใหญ่กว่า
หลังจากการศึกษาจำนวนมากในช่วงปลายทศวรรษ 1980 พวกเขาพบว่าสมองของ Einstein มีจำนวนเซลล์ glial ที่สูงขึ้น เหนือสิ่งอื่นใดในโครงสร้างที่เรียกว่า associative cortex นี่เป็นความรับผิดชอบในการตีความข้อมูล มีส่วนร่วมในฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนเช่นหน่วยความจำหรือภาษา
สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจเพราะพวกเขาคิดเสมอว่าเซลล์ glial ทำหน้าที่เก็บเซลล์ประสาทไว้ด้วยกันเท่านั้น
นักวิจัยได้เพิกเฉยเซลล์ glial เป็นเวลานานเนื่องจากการขาดการสื่อสารระหว่างพวกเขา แต่เซลล์สื่อสารสื่อสารผ่าน synapse โดยใช้ศักยภาพการกระทำ นั่นคือแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่ส่งระหว่างเซลล์ประสาทเพื่อส่งข้อความ
อย่างไรก็ตามเซลล์ glial จะไม่สร้างศักย์การกระทำ แม้ว่าผลการวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้แลกเปลี่ยนข้อมูลไม่ได้ด้วยวิธีไฟฟ้า แต่สารเคมี
นอกจากนี้ไม่เพียง แต่สื่อสารกัน แต่ยังกับเซลล์ประสาทเพิ่มข้อมูลที่ส่ง
ฟังก์ชั่น
หน้าที่หลักของเซลล์ glial มีดังต่อไปนี้:
- หมั่นแนบกับระบบประสาทส่วนกลาง เซลล์เหล่านี้พบอยู่รอบ ๆ เซลล์ประสาทและทำให้เซลล์เหล่านั้นคงที่
- เซลล์ glial ลดทอนผลกระทบทางกายภาพและทางเคมีที่สิ่งมีชีวิตที่เหลือสามารถมีอยู่ในเซลล์ประสาท
- ควบคุมการไหลของสารอาหารและสารเคมีอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับเซลล์ประสาทเพื่อแลกเปลี่ยนสัญญาณซึ่งกันและกัน
- พวกมันแยกเซลล์ประสาทออกจากเซลล์อื่นป้องกันข้อความจากเซลล์ประสาทผสมกัน
- กำจัดและกำจัดของเสียของเซลล์ประสาทที่เสียชีวิต
- ช่วยเพิ่มการทำงานของเซลล์ประสาท (การเชื่อมต่อ) การศึกษาบางอย่างแสดงให้เห็นว่าหากไม่มีเซลล์ประสาท glial และการเชื่อมต่อของพวกเขาล้มเหลว ยกตัวอย่างเช่นในการศึกษากับหนูพบว่าเซลล์ประสาทเพียงอย่างเดียวนั้นมีซิงก์น้อยมาก
อย่างไรก็ตามเมื่อพวกเขาเพิ่มคลาสของเซลล์ glial เรียกว่า astrocytes จำนวนของ synapses เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนและกิจกรรม synaptic เพิ่มขึ้น 10 เท่า
พวกเขายังค้นพบอีกว่าแอสโทรไซท์ปล่อยสารที่รู้จักกันในชื่อ thrombospondin ซึ่งช่วยในการก่อตัวของประสาทเซลล์ประสาท
- มีส่วนร่วมในการตัดแต่งเส้นประสาท เมื่อระบบประสาทของเรามีการพัฒนาเซลล์ประสาทและการเชื่อมต่อ (ประสาท) จะถูกสร้างขึ้นเพื่อสำรอง
ในระยะต่อมาของการพัฒนาเซลล์ประสาทส่วนเกินและการเชื่อมต่อจะถูกตัดสิ่งที่เรียกว่าการตัดแต่งเซลล์ประสาท ดูเหมือนว่าเซลล์ glial จะกระตุ้นงานนี้พร้อมกับระบบภูมิคุ้มกัน
มันเป็นความจริงที่ว่าในบางโรคเกี่ยวกับระบบประสาทมีการตัดแต่งพยาธิสภาพเนื่องจากการทำงานที่ผิดปกติของ Glia สิ่งนี้เกิดขึ้นเช่นในโรคอัลไซเมอร์
- พวกเขามีส่วนร่วมในการเรียนรู้เนื่องจากเซลล์ glial บางเซลล์หุ้มแอกซอนทำให้เกิดสารที่เรียกว่าไมอีลิน Myelin เป็นฉนวนที่ทำให้แรงกระตุ้นเส้นประสาทเดินทางในอัตราที่เร็วขึ้น
ในสภาพแวดล้อมที่กระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้ระดับของ myelination ของเซลล์ประสาทจะเพิ่มขึ้น 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 พวกเขายังทำหน้าที่ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของของเหลวที่ล้อมรอบเซลล์ประสาท (ของเหลวนอกเซลล์) ดูดซับหรือปล่อยสาร
หน้าที่อีกอย่างหนึ่งของ astrocytes ก็คือการเลี้ยงเซลล์ประสาท การยืดอายุของ astrocytes (ซึ่งเรียกว่าแขนของดาว) นั้นถูกพันไว้รอบ ๆ เส้นเลือดในขณะที่บางส่วนก็ขยายออกไปรอบ ๆ บริเวณของเซลล์ประสาท
โครงสร้างนี้ดึงดูดความสนใจของนักประวัติศาสตร์ศาสตร์ชาวอิตาลีชื่อดัง Camillo Golgi เขาคิดว่าเป็นเพราะ astrocytes ให้สารอาหารแก่เซลล์ประสาทและแยกออกจากของเสียจากเส้นเลือดฝอย
Golgi เสนอในปี 1903 ว่าสารอาหารเดินทางจากเส้นเลือดไปยังไซโตพลาสซึมของ astrocytes แล้วส่งผ่านไปยังเซลล์ประสาท ปัจจุบันสมมติฐานของ Golgi ได้รับการยืนยันแล้ว สิ่งนี้ได้ถูกรวมเข้ากับความรู้ใหม่
ตัวอย่างเช่นพบว่า astrocytes รับกลูโคสจากเส้นเลือดฝอยและแปลงเป็นแลคเตท นี่คือสารเคมีที่ผลิตในระยะแรกของการเผาผลาญกลูโคส
แลคเตทถูกปล่อยลงสู่ของเหลวนอกเซลล์ซึ่งล้อมรอบเซลล์ประสาทเพื่อการดูดซึม สารนี้ให้เซลล์เชื้อเพลิงที่สามารถเผาผลาญได้เร็วกว่ากลูโคส
เซลล์เหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ไปทั่วระบบประสาทส่วนกลางขยายและหดส่วนขยายของพวกเขาที่รู้จักกันในนามของปลอมเทียม ("ฟุตเท็จ") พวกเขาเดินทางในทำนองเดียวกันกับอะมีบา เมื่อพวกเขาพบว่ามีการสูญเสียของเซลล์ประสาทพวกเขาก็ฮุบมันและย่อยมัน กระบวนการนี้เรียกว่า phagocytosis
เมื่อเนื้อเยื่อถูกทำลายจำนวนมากต้องถูกทำลายเซลล์เหล่านี้จะทวีคูณสร้างเซลล์ใหม่เพียงพอที่จะไปถึงเป้าหมาย เมื่อทำความสะอาดเนื้อเยื่อแอสโตรเจนจะครอบครองพื้นที่ว่างที่เกิดขึ้นจากกรอบ 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 จะสร้างการยืดตัวที่จะถูกรีดซ้ำ ๆ รอบ ๆ หนึ่งซอนทำให้เกิดชั้นไมอีลิน
ชิ้นส่วนที่ไม่ใช่ myelinated จากซอนจะถูกเรียกว่า Ranvier nodules โดยผู้ค้นพบ
เซลล์จุลินทรีย์หรือ microgliocytes
พวกมันเป็นเซลล์ glial ที่เล็กที่สุด พวกเขายังสามารถทำหน้าที่เป็น phagocytes นั่นคือการบริโภคและทำลายของเซลล์ประสาท อีกฟังก์ชั่นที่พวกเขาพัฒนาคือการปกป้องสมองปกป้องจากจุลินทรีย์ภายนอก
ดังนั้นจึงมีบทบาทสำคัญในฐานะองค์ประกอบของระบบภูมิคุ้มกัน เหล่านี้มีความรับผิดชอบสำหรับปฏิกิริยาการอักเสบที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อการบาดเจ็บที่สมอง
โรคที่มีผลต่อเซลล์ glial
มีโรคทางระบบประสาทหลายอย่างที่แสดงความเสียหายในเซลล์เหล่านี้ Glia เชื่อมโยงกับความผิดปกติเช่น dyslexia, การพูดติดอ่าง, ออทิสติก, โรคลมชัก, ปัญหาการนอนหลับหรืออาการปวดเรื้อรัง นอกจากโรคทางระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์หรือหลายเส้นโลหิตตีบ
นี่คือบางส่วนของพวกเขา:
- หลายเส้นโลหิตตีบ: มันเป็นโรคเกี่ยวกับระบบประสาทซึ่งระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยจะโจมตีเยื่อหุ้มไมอีลินในบางพื้นที่อย่างไม่เหมาะสม
- เส้นโลหิตตีบด้านข้าง Amyotrophic (ALS): ในโรคนี้มีการทำลายของเซลล์ประสาทยนต์ทำให้เกิดปัญหาการพูดของกล้ามเนื้ออ่อนแรงกลืนกินและหายใจคืบหน้า
ดูเหมือนว่าหนึ่งในปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการกำเนิดของโรคนี้คือการทำลายของเซลล์ glial ที่ล้อมรอบเซลล์ประสาทมอเตอร์ นี่อาจอธิบายสาเหตุที่ทำให้ความเสื่อมเริ่มขึ้นในพื้นที่เฉพาะและขยายไปถึงบริเวณใกล้เคียง
- โรคอัลไซเมอร์: เป็นความผิดปกติของระบบประสาทที่โดดเด่นด้วยความบกพร่องทางความรู้ทั่วไปซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการขาดความจำ การตรวจสอบหลายครั้งชี้ให้เห็นว่าเซลล์ glial สามารถมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดของโรคนี้
ดูเหมือนว่ามีการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและการทำงานของเซลล์ glial Astrocytes และ microglia ไม่สามารถทำหน้าที่ป้องกันระบบประสาทได้ ดังนั้นเซลล์ประสาทยังคงอยู่ภายใต้ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันและความเป็นพิษ
- โรคพาร์กินสัน: โรค นี้มีลักษณะเฉพาะด้วยปัญหาของมอเตอร์เนื่องจากความเสื่อมของเซลล์ประสาทที่ส่งโดปามีนไปยังพื้นที่ควบคุมมอเตอร์เช่นนิวเยียนิโกร
ดูเหมือนว่าการสูญเสียนี้จะเกี่ยวข้องกับการตอบสนอง glial โดยเฉพาะอย่างยิ่ง microglia ของ astrocytes
- ความผิดปกติของคลื่นความถี่ออทิสติก: ดูเหมือนว่าสมองของเด็กออทิสติกมีปริมาณมากกว่าเด็กที่มีสุขภาพดี จะพบว่าเด็กเหล่านี้มีเซลล์ประสาทมากขึ้นในบางพื้นที่ของสมอง พวกเขายังมีเซลล์ glial มากขึ้นซึ่งสามารถสะท้อนให้เห็นในอาการทั่วไปของความผิดปกติเหล่านี้
นอกจากนี้เห็นได้ชัดว่ามีความผิดปกติของ microglia เป็นผลให้ผู้ป่วยเหล่านี้ต้องทนทุกข์ทรมานจากการอักเสบในส่วนต่าง ๆ ของสมอง สิ่งนี้ทำให้เกิดการสูญเสียการเชื่อมต่อ synaptic และการตายของเส้นประสาท อาจด้วยเหตุผลนี้มีการเชื่อมต่อน้อยกว่าปกติในผู้ป่วยเหล่านี้
- ความผิดปกติทางอารมณ์: การศึกษาอื่น ๆ พบว่าจำนวนเซลล์ glial ลดลงซึ่งเกี่ยวข้องกับความผิดปกติต่างๆ ตัวอย่างเช่นÖngur, Drevets and Price (1998) แสดงให้เห็นว่ามีการลดลง 24% ของเซลล์ glial ในสมองของผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางอารมณ์
โดยเฉพาะในเยื่อหุ้มสมอง prefrontal ในผู้ป่วยที่มีภาวะซึมเศร้าที่สำคัญการสูญเสียนี้ถูกทำเครื่องหมายมากขึ้นในผู้ที่ประสบโรคสองขั้ว ผู้เขียนเหล่านี้แนะนำว่าการสูญเสียเซลล์ glial อาจเป็นสาเหตุของการลดกิจกรรมที่เห็นในพื้นที่นั้น
มีเงื่อนไขอื่น ๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ glial ปัจจุบันมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อกำหนดบทบาทที่แน่นอนในโรคต่าง ๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นความผิดปกติของระบบประสาท