Živčni sistem ljudi in vretenčarjev ima enoten strukturni načrt in ga predstavlja osrednji del - možgani in hrbtenjača, pa tudi periferni del - živci, ki se raztezajo iz osrednjih organov, ki so živčni procesi. celice - nevroni.
Njuna kombinacija tvori živčno tkivo, katerega glavni funkciji sta razdražljivost in prevodnost. Te lastnosti pojasnjujejo predvsem strukturne značilnosti lupin nevronov in njihovih procesov, sestavljenih iz snovi, imenovane mielin. V tem članku bomo obravnavali strukturo in funkcije te spojine ter našli možne načine za njeno obnovitev.
Zakaj so nevrociti in njihovi procesi prekriti z mielinom
Ni naključje, da imajo dendriti in aksoni zaščitno plast, sestavljeno iz proteinsko-lipidnih kompleksov. Dejstvo je, da je vzbujanje biofizični proces, ki temelji na šibkih električnih impulzih. Če električni tok teče skozi žico, je treba slednjo pokriti z izolacijskim materialom, da se zmanjša razpršitev električnih impulzov in preprečizmanjšanje toka. Mielinska ovojnica opravlja enake funkcije v živčnem vlaknu. Poleg tega je podpora in zagotavlja tudi moč za vlakna.
Kemična sestava mielina
Tako kot večina celičnih membran ima tudi lipoproteinsko naravo. Poleg tega je vsebnost maščob tukaj zelo visoka - do 75% in beljakovin - do 25%. Mielin vsebuje tudi majhno količino glikolipidov in glikoproteinov. Njegova kemična sestava se razlikuje v hrbteničnih in lobanjskih živcih.
Prvi imajo visoko vsebnost fosfolipidov - do 45 %, ostalo pa holesterol in cerebrozidi. Demielinizacija (to je zamenjava mielina z drugimi snovmi v živčnih procesih) vodi v hude avtoimunske bolezni, kot je multipla skleroza.
S kemičnega vidika bo ta proces videti takole: mielinska ovojnica živčnih vlaken spremeni svojo strukturo, kar se kaže predvsem v zmanjšanju odstotka lipidov v primerjavi z beljakovinami. Poleg tega se količina holesterola zmanjša in vsebnost vode poveča. In vse to vodi v postopno zamenjavo mielina, ki vsebuje oligodendrocite ali Schwannove celice, z makrofagi, astrociti in medcelično tekočino.
Rezultat takšnih biokemičnih sprememb bo močno zmanjšanje sposobnosti aksonov, da izvajajo vzbujanje do popolne blokade prehoda živčnih impulzov.
Lastnosti nevroglialnih celic
Kot smo že povedali, mielinsko ovojnico dendritov in aksonov tvorijo posebnestrukture, za katere je značilna nizka stopnja prepustnosti za natrijeve in kalcijeve ione, zato imajo le potenciale mirovanja (ne morejo prevajati živčnih impulzov in opravljati električne izolacijske funkcije).
Te strukture se imenujejo glialne celice. Ti vključujejo:
- oligodendrociti;
- vlakneni astrociti;
- ependimalne celice;
- plazmični astrociti.
Vsi nastanejo iz zunanje plasti zarodka - ektoderme in imajo skupno ime - makroglia. Glijo simpatičnega, parasimpatičnega in somatskega živca predstavljajo Schwannove celice (nevrolemociti).
Struktura in funkcije oligodendrocita
So del centralnega živčnega sistema in so makroglialne celice. Ker je mielin beljakovinsko-lipidna struktura, pomaga povečati hitrost vzbujanja. Celice same tvorijo električno izolacijsko plast živčnih končičev v možganih in hrbtenjači, ki nastane že v obdobju intrauterinega razvoja. Njihovi procesi ovijajo nevrone, pa tudi dendrite in aksone, v gube njihove zunanje plazmaleme. Izkazalo se je, da je mielin glavni električno izolacijski material, ki omejuje živčne procese mešanih živcev.
Schwannove celice in njihove značilnosti
Mielinsko ovojnico živcev perifernega sistema tvorijo nevrolemociti (Schwannove celice). Njihova značilnost je, da lahko tvorijo zaščitno ovojnico samo enega aksona in ne morejo tvoriti takšnih procesovlastno oligodendrocitim.
Med Schwannovimi celicami na razdalji 1-2 mm so območja brez mielina, tako imenovana Ranvierjeva vozlišča. Preko njih se v aksonu krčevito izvajajo električni impulzi.
Lemociti so sposobni popravljati živčna vlakna in opravljajo tudi trofično funkcijo. Zaradi genetskih aberacij začnejo celice lemocitne membrane nenadzorovano mitotično delitev in rast, zaradi česar se v različnih delih živčnega sistema razvijejo tumorji - švanomi (nevrinomi).
Vloga mikroglije pri uničenju mielinske strukture
Mikroglije so makrofagi, ki so sposobni fagocitoze in so sposobni prepoznati različne patogene delce – antigene. Zahvaljujoč membranskim receptorjem te glialne celice proizvajajo encime - proteaze, pa tudi citokine, kot je interlevkin 1. Je posrednik vnetnega procesa in imunosti.
Mielinsko ovojnico, katere funkcija je izolirati aksialni cilinder in izboljšati prevodnost živčnega impulza, lahko poškoduje interlevkin. Posledično je živec "gol" in hitrost prevajanja vzbujanja se močno zmanjša.
Poleg tega citokini z aktiviranjem receptorjev izzovejo prekomerni transport kalcijevih ionov v telo nevrona. Proteaze in fosfolipaze začnejo razgrajevati organele in procese živčnih celic, kar vodi do apoptoze – smrti te strukture.
Razgradi se in razpade na delce, ki jih požrejo makrofagi. Ta pojav se imenujeekscitotoksičnost. Povzroča degeneracijo nevronov in njihovih končičev, kar vodi do bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen.
pulpna živčna vlakna
Če so procesi nevronov - dendriti in aksoni, pokriti z mielinsko ovojnico, potem se imenujejo kašasti in inervirajo skeletne mišice, vstopajo v somatski oddelek perifernega živčnega sistema. Nemielinizirana vlakna tvorijo avtonomni živčni sistem in inervirajo notranje organe.
Mešasti odrastki imajo večji premer kot nemesnati in so oblikovani na naslednji način: aksoni upognejo plazemsko membrano glialnih celic in tvorijo linearne mezaksone. Nato se podaljšajo in Schwannove celice se večkrat ovijejo okoli aksona in tvorijo koncentrične plasti. Citoplazma in jedro lemocita se premakneta v območje zunanje plasti, ki se imenuje nevrilema ali Schwannova membrana.
Notranji sloj lemocita je sestavljen iz večplastnega mezoksona in se imenuje mielinska ovojnica. Njegova debelina v različnih delih živca ni enaka.
Kako obnoviti mielinsko ovojnico
Glede na vlogo mikroglije v procesu demielinacije živcev smo ugotovili, da se pod delovanjem makrofagov in nevrotransmiterjev (na primer interlevkinov) mielin uniči, kar posledično vodi do poslabšanja prehrane nevronov in motnja v prenosu živčnih impulzov vzdolž aksonov.
Ta patologija izzove pojav nevrodegenerativnih pojavov: poslabšanje kognitivnih procesov, predvsega spomina in razmišljanja, videz motene koordinacije gibov telesa in finih motoričnih sposobnosti.
Zaradi tega je možna popolna invalidnost bolnika, ki nastane kot posledica avtoimunskih bolezni. Zato je vprašanje, kako obnoviti mielin, trenutno še posebej pereče. Te metode vključujejo predvsem uravnoteženo beljakovinsko-lipidno prehrano, pravilen življenjski slog in odsotnost slabih navad. V hudih primerih bolezni se uporablja zdravljenje z zdravili za obnovitev števila zrelih glialnih celic - oligodendrocita.
