บทบาทของ glia ในโรคทางระบบประสาท

เนื่องจากความเชื่อที่ว่าเซลล์ glial มีอยู่เพียงเพื่อให้การสนับสนุนโครงสร้างกับเซลล์ประสาท, มีการค้นพบมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าองค์ประกอบกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากในการทำงานที่ถูกต้องของระบบประสาท ในหน้าที่ปกติที่ดำเนินการโดย glia เราพบว่าการป้องกันความเสียหายและการรุกราน, โภชนาการของเซลล์ประสาทหรือการปรับปรุงแรงกระตุ้นไฟฟ้าซึ่งหมายความว่าพวกเขามีมากกว่าการสนับสนุนง่ายๆในการพัฒนาเซลล์ประสาทดังกล่าวและ อย่างที่คิดในอดีต.

จากการศึกษาที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เกี่ยวกับ Glia เราก็มองด้วยว่าเซลล์เหล่านี้ (ซึ่งเป็นส่วนประกอบของสมองส่วนใหญ่) มีส่วนร่วมในโรคทางระบบประสาทและความผิดปกติ, บางสิ่งบางอย่างที่จนถึงขณะนี้ทำเฉพาะในการสอบสวนของเซลล์ประสาทชนิดต่าง ๆ.

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจขอบเขตที่ neuroglia แทรกแซงในกระบวนการเหล่านี้เนื่องจากนี่อาจเป็นหนึ่งในเส้นทางสู่การค้นพบการรักษาในอนาคต.

ตรวจสอบด่วน: Glia คืออะไร?

ในระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) เราพบ สามชั้นหลักของเซลล์ glial: oligodendrocytes รับผิดชอบวางฝักไมอีลินกับเซลล์ประสาท; microglia ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันสมอง และ astrocytes ซึ่งนำเสนอฟังก์ชั่นมากมายเพื่อช่วยเซลล์ประสาท.

ไม่เหมือน SNC, ใน Peripheral Nervous System (SNP) พบเพียงหนึ่งประเภทหลักของ neuroglia เซลล์ Schว่านสี่ทิศ, ซึ่งแบ่งออกเป็นสาม ส่วนใหญ่พวกเขามีความรับผิดชอบในการสร้างชั้นไมอีลินในซอนของเซลล์ประสาท.

• หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้คุณสามารถอ่านบทความนี้: "เซลล์ Glial: มากกว่ากาวของเซลล์ประสาท"

โรคและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ glia

ในปัจจุบันนี้, มีหลักฐานเพิ่มขึ้นว่า neuroglia มีบทบาทในโรคที่ส่งผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลาง, ทั้งดีและไม่ดี ที่นี่ฉันนำเสนอรายการเล็ก ๆ ของพวกเขาครอบคลุมโรคประเภทต่าง ๆ ที่ฉันแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับความหมายของเซลล์ glial ในพวกเขา มีโอกาสที่รายละเอียดเพิ่มเติมจะถูกค้นพบในอนาคต.

1. อัมพาตชั่วคราวและถาวร

อัมพาตได้รับความเดือดร้อนเมื่อการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทตามด้วยเซลล์ประสาทหายไป, เพราะ "เส้นทางการสื่อสาร" ของเขาเสีย โดยหลักการแล้ว Glia สามารถปล่อยสารที่เรียกว่า neurotrophs ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเส้นประสาท เมื่อมันเกิดขึ้นใน SNP สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถกู้คืนความคล่องตัวได้ตลอดเวลา แต่นี่ไม่ใช่กรณีในระบบประสาทส่วนกลางที่เป็นอัมพาตอย่างถาวร.

เพื่อแสดงให้เห็นว่า Glia มีส่วนร่วมในการไม่ฟื้นตัวเนื่องจากเป็นสิ่งเดียวที่ทำให้เกิดความแตกต่างของการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทนี้เมื่อมันเกิดขึ้นใน SNP หรือในระบบประสาทส่วนกลาง Albert J. Aguayo ในปี 1980 ได้ทำการทดลอง หนูที่มีไขสันหลังที่เสียหาย (กล่าวคือเป็นอัมพาต) พวกเขาได้รับการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อเส้นประสาท ไปยังพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ ผลก็คือในสองเดือนหนูจะกลับมาเคลื่อนไหวอย่างเป็นธรรมชาติ.

ในการตรวจสอบภายหลังพบว่ามีจำนวนรวมของปัจจัยที่ไม่อนุญาตให้กู้คืนทั้งหมดของการเชื่อมต่อ หนึ่งในนั้นคือไมอีลินเองที่พวกมันผลิต oligodendrocytes ที่เมื่อสร้างฝักป้องกันการเติบโตของเซลล์ประสาท. วัตถุประสงค์ของกระบวนการนี้ไม่เป็นที่รู้จักในขณะนี้ อีกปัจจัยคือความเสียหายส่วนเกินที่เกิดจาก microglia เนื่องจากสารที่ถูกปล่อยออกมาเพื่อป้องกันระบบยังเป็นอันตรายต่อเซลล์ประสาท.

2. โรค Creutzfeldt-Jakob

โรค neurodegenerative นี้เกิดจากการติดเชื้อของ prion ซึ่งเป็นโปรตีนที่ผิดปกติที่ได้รับเอกราช. อีกชื่อหนึ่งที่ได้รับคือสปองจิฟอร์มเอนเซ็ปฟาโลพาทีเนื่องจากสมองของคนที่ได้รับผลกระทบนั้นเต็มไปด้วยรู, ให้ความรู้สึกของฟองน้ำ หนึ่งในสายพันธุ์ของมันทำให้เกิดการตื่นตัวด้านสุขภาพในยุคที่เรียกว่าโรควัวบ้า.

พรีออนมีความสามารถในการข้ามสิ่งกีดขวางเลือดสมองและเลือกพักในสมอง ในระบบประสาทส่วนกลางติดเชื้อเซลล์ประสาทเช่นเดียวกับ astrocytes และ microglia ทำซ้ำและฆ่าเซลล์และสร้างพรีออนมากขึ้นเรื่อย ๆ.

ฉันยังไม่ลืม oligodendrocytes และดูเหมือนว่า Glia ประเภทนี้ต่อต้านการติดเชื้อโดย prions แต่ไม่สามารถทนต่อความเสียหายออกซิเดชัน ที่ปรากฏเป็นส่วนหนึ่งของการต่อสู้ที่ microglia ดำเนินการในความพยายามที่จะปกป้องเซลล์ประสาท ในปี 2005 มีรายงานว่าโปรตีนในสภาวะปกติที่สร้างพรีออนนั้นพบได้ในไมอีลินของระบบประสาทส่วนกลางแม้ว่าจะไม่ทราบว่ามีฟังก์ชันอะไรอยู่ในนั้น.

3. เส้นโลหิตตีบด้านข้าง Amyotrophic (ALS)

ALS เป็นโรคความเสื่อมที่มีผลต่อเซลล์ประสาทยนต์, ทีละเล็กละน้อยพวกเขาสูญเสียฟังก์ชันการทำงานทำให้สูญเสียความคล่องตัวจนกว่าจะถึงอัมพาต.

สาเหตุคือการกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสเอนไซม์ Superoxide Dismutase 1 (SOD1) ซึ่งมีฟังก์ชั่นพื้นฐานเพื่อความอยู่รอดของเซลล์ซึ่งเป็นการกำจัดอนุมูลอิสระจากออกซิเจน อันตรายของอนุมูลอิสระคือการที่พวกเขาไม่สมดุลประจุในไซโตพลาสซึมซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การทำงานผิดปกติของเซลล์และการเสียชีวิต.

ในการทดลองกับหนูที่มียีนกลายพันธุ์ของ SOD1 นั้นจะเห็นได้ว่าพวกมันพัฒนาโรค ALS ได้อย่างไร หากมีการป้องกันการกลายพันธุ์ในเซลล์ประสาทมอเตอร์หนูก็ยังคงแข็งแรงอยู่ ความประหลาดใจปรากฏขึ้นพร้อมกับกลุ่มควบคุมซึ่งมีเพียงโมโตโทนแสดงการกลายพันธุ์ ทฤษฎีระบุว่าในหนูเหล่านี้ motoneurons จะตายและสร้างโรค แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นและทำให้ทุกคนประหลาดใจหนูเห็นได้ชัดว่ามีสุขภาพดี บทสรุปก็คือ เซลล์ที่อยู่ใกล้กับเซลล์ประสาทมอเตอร์ (the glia) มีกลไกบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ SOD1 ที่ช่วยป้องกันระบบประสาท.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ช่วยชีวิตของเซลล์ประสาทคือ astrocytes ถ้า motoneurons ที่มีสุขภาพดีที่ปลูกในคราบจุลินทรีย์นั้นเชื่อมโยงกับ astrocytes ที่ไม่เพียงพอใน SOD1 พวกมันจะตาย ข้อสรุปที่ได้คือแอสโตรเจนต์ที่กลายพันธุ์นั้นปล่อยสารพิษบางชนิดสำหรับเซลล์ประสาทยนต์อธิบายว่าทำไมเซลล์ประสาทประเภทนี้ถึงตายเพียงอย่างเดียวในการพัฒนาของโรค แน่นอนว่าสารพิษยังคงเป็นปริศนาและการสอบสวน.

4. อาการปวดเรื้อรัง

อาการปวดเรื้อรังเป็นความผิดปกติที่เกิดขึ้นอย่างถาวร เซลล์ความเจ็บปวดยังคงทำงานอยู่โดยไม่มีความเสียหายใด ๆ ที่ทำให้เกิดการกระตุ้น. อาการปวดเรื้อรังพัฒนาเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในวงจรความเจ็บปวดของระบบประสาทส่วนกลางหลังจากได้รับบาดเจ็บหรือเจ็บป่วย.

Linda Watkins นักวิจัยด้านความเจ็บปวดที่ University of Colorado สงสัยว่า microglia อาจมีส่วนร่วมในอาการปวดเรื้อรังด้วยการปล่อย cytokines ซึ่งเป็นสารที่ถูกหลั่งออกมาในการตอบสนองการอักเสบและกระตุ้นความเจ็บปวด.

เพื่อตรวจสอบว่าเขาถูกต้องเขาทำการทดสอบหนูที่มีอาการปวดเรื้อรังที่เกิดจากความเสียหายต่อกระดูกสันหลัง ยาเหล่านี้มี minocycline ซึ่งกำหนดเป้าหมาย microglia ป้องกันการเปิดใช้งานและเป็นผลให้ไม่ปล่อยไซโตไคน์. ผลที่ตามมาก็คือทันทีและหนูหยุดทรมานความเจ็บปวด.

กลุ่มการศึกษาเดียวกันพบกลไกที่ microglia รับรู้เมื่อพื้นที่ได้รับความเสียหาย เซลล์ประสาทที่เสียหายจะปลดปล่อยสารที่เรียกว่าแฟรกคิน, microglia ที่รับรู้และป้องกันการหลั่งไซโตไคน์. ปัญหาของอาการปวดเรื้อรังคือด้วยเหตุผลบางอย่าง microglia ไม่หยุดปล่อยไซโตไคน์ออกมากระตุ้นการผลิตความรู้สึกเจ็บปวดอย่างต่อเนื่องแม้ว่าจะไม่มีความเสียหายอีกต่อไป.

5. สมองเสื่อม

สมองเสื่อมเป็นโรคที่ ทำลายเซลล์ประสาทและการสื่อสารทำให้สูญเสียความจำ. เครื่องหมายของโรคนี้ในกายวิภาคของสมองคือ ลักษณะของโล่ชรา ในภูมิภาคต่าง ๆ ของสมอง โล่เหล่านี้เป็นผลรวมของโปรตีนที่เรียกว่าเบต้า - อะไมลอยด์ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์ประสาท.

ใครเป็นผู้สร้างสารพิษสะสมนี้คือแอสโตรเจน Glia ประเภทนี้มีความสามารถในการสร้างเปปไทด์เบต้า - อะไมลอยด์เนื่องจากสามารถประมวลผลสารตั้งต้นของโปรตีนอะไมลอยด์ Precursor (PPA) ได้ สาเหตุของเหตุการณ์นี้ยังไม่ชัดเจน.

เครื่องหมายอีกอย่างคือรอบ ๆ แผ่นเปลือกโลก พบ microglia จำนวนมากซึ่งในความพยายามที่จะปกป้องเนื้อเยื่อนั้นถูกจัดกลุ่ม เพื่อต่อสู้กับการสะสมของเบต้า - อะไมลอยด์และปล่อยสารพิษ (เช่นไซโตไคน์, เคมีหรือออกซิเจนปฏิกิริยา) ซึ่งแทนที่จะช่วยส่งเสริมการตายของเซลล์ประสาทในขณะที่มันเป็นพิษกับพวกเขา นอกจากนี้พวกเขาไม่มีผลต่อแผ่นหินปูนชรา.