Co jsou gliové buňky a co dělají?

Pravděpodobně jste slyšeli o šedé hmotě mozku, kterou tvoří buňky zvané neurony, ale bílá hmota tvoří méně známý typ mozkové buňky. Říká se jim gliové buňky.

Původně se věřilo, že gliové buňky - nazývané také glia nebo neuroglie - poskytují pouze strukturální podporu. Slovo glia doslovně znamená „neurální lepidlo“.

Relativně nedávné objevy odhalily, že vykonávají všechny druhy funkcí v mozku a nervech, které probíhají po celém těle. Výsledkem je, že výzkum explodoval a my jsme se o nich dozvěděli svazky. Stále ještě zbývá naučit se mnohem víc.

Typy gliových buněk

Primárně gliové buňky poskytují podporu neuronům. Přemýšlejte o nich jako o sekretariátu pro váš nervový systém a navíc o úklid a údržbu. Možná nedělají velké práce, ale bez nich by tyto velké práce nikdy nezvládly.

Gliální buňky přicházejí v několika formách, z nichž každá vykonává specifické funkce, které udržují váš mozek ve správném fungování - nebo ne, pokud trpíte onemocněním, které tyto důležité buňky ovlivňuje.

Váš centrální nervový systém (CNS) je tvořen mozkem a nervy páteře.

Ve vašem CNS je pět typů:

• Astrocyty
• Oligodendrocyty
• Microglia
• Ependymální buňky
• Radiální glia

Máte také gliové buňky v periferním nervovém systému (PNS), který zahrnuje nervy v končetinách, daleko od páteře. Existují dva typy gliových buněk:

• Schwannovy buňky
• Satelitní buňky

Astrocyty

Nejběžnějším typem gliových buněk v centrálním nervovém systému je astrocyt, který se také nazývá astroglia. "Astro" část názvu, protože odkazuje na skutečnost, že vypadají jako hvězdy, s projekcemi všude.

Některé, nazývané protoplazmatické astrocyty, mají silné výstupky se spoustou větví. Jiné, nazývané vláknité astrocyty, mají dlouhé, štíhlé paže, které se větví méně často.

Protoplazmatický typ se obvykle nachází mezi neurony v šedé hmotě, zatímco vláknité se obvykle nacházejí v bílé hmotě. I přes tyto rozdíly plní podobné funkce.

Astrocyty mají několik důležitých úloh. Tyto zahrnují:

• Vytváření hematoencefalické bariéry (BBB): BBB je jako přísný bezpečnostní systém, jen vpouští látky, které by ve vašem mozku měly být, a zároveň chrání věci, které by mohly být škodlivé. Tento filtrační systém je nezbytný pro udržení zdraví vašeho mozku.
• Regulace neurotransmiterů: Neurony komunikují prostřednictvím chemických poslů zvaných neurotransmitery. Jakmile je zpráva doručena, neurotransmitery zůstávají, dokud je astrocyt recykluje. Tento proces zpětného vychytávání je cílem mnoha léků, včetně antidepresiv.
• Čištění: Astrocyty také čistí to, co zbylo po smrti neuronu, stejně jako přebytečné ionty draslíku, což jsou chemikálie, které hrají důležitou roli v nervové funkci.
• Regulace průtoku krve do mozku: Aby váš mozek správně zpracovával informace, potřebuje určité množství krve, které jde do všech jeho různých oblastí. Aktivní oblast získá více než neaktivní oblast.
• Synchronizace aktivity axonů: Axony jsou dlouhé vláknové části neuronů a nervových buněk, které vedou elektřinu k odesílání zpráv z jedné buňky do druhé.
• Energetický metabolismus mozku a homeostáza: Astrocyty regulují metabolismus v mozku ukládáním glukózy z krve a poskytují ji jako palivo pro neurony. To je jedna z jejich nejdůležitějších rolí.

Dysfunkce astrocytů byla potenciálně spojena s řadou neurodegenerativních onemocnění, včetně:

• Amyotrofická laterální skleróza (ALS nebo Lou Gehrigova choroba)
• Huntingtonova chorea
• Parkinsonova choroba

Živočišné modely onemocnění souvisejících s astrocyty pomáhají vědcům dozvědět se o nich více s nadějí, že objeví nové možnosti léčby.

Oligodendrocyty

Oligodendrocyty pocházejí z nervových kmenových buněk. Slovo se skládá z řeckých výrazů, které dohromady znamenají „buňky s několika větvemi“. Jejich hlavním účelem je pomoci informacím rychleji se pohybovat po axonech.

Oligodendrocyty vypadají jako špičaté koule. Na špičkách jejich hrotů jsou bílé, lesklé membrány, které se obalují kolem axonů na nervových buňkách. Jejich účelem je vytvořit ochrannou vrstvu, jako je plastová izolace na elektrických vodičích. Tato ochranná vrstva se nazývá myelinová pochva.

Pouzdro však není spojité. Mezi každou membránou existuje mezera, která se nazývá „Ranvierův uzel“, a je to uzel, který pomáhá účinně šířit elektrické signály podél nervových buněk.

Signál ve skutečnosti přeskakuje z jednoho uzlu do druhého, což zvyšuje rychlost nervového vedení a zároveň snižuje množství energie potřebné k jeho přenosu. Signály podél myelinizovaných nervů mohou cestovat rychlostí až 200 mil za sekundu.

Při narození máte jen několik myelinizovaných axonů a jejich množství stále roste, dokud vám nebude asi 25 až 30 let. Předpokládá se, že myelinizace hraje důležitou roli v inteligenci. Oligodendrocyty také zajišťují stabilitu a přenášejí energii z krevních buněk do axonů.

Pojem „myelinová pochva“ vám může být známý z důvodu jeho souvislosti s roztroušenou sklerózou. U této nemoci se věří, že imunitní systém těla útočí na myelinové pochvy, což vede k dysfunkci těchto neuronů a zhoršené funkci mozku. Poranění míchy může také způsobit poškození myelinových obalů.

Mezi další nemoci považované za spojené s dysfunkcí oligodendrocytů patří:

• Leukodystrofie
• Nádory zvané oligodendrogliomy
• Schizofrenie
• Bipolární porucha

Některé výzkumy naznačují, že oligodendrocyty mohou být poškozeny neurotransmiterem glutamátem, který mimo jiné stimuluje oblasti vašeho mozku, abyste se mohli soustředit a naučit se nové informace. Ve vysokých hladinách je však glutamát považován za „excitotoxin“, což znamená, že může nadměrně stimulovat buňky, dokud nezemřou.

Microglia

Jak naznačuje jejich název, mikroglie jsou malé gliové buňky. Působí jako vlastní imunitní systém mozku, který je nezbytný, protože BBB izoluje mozek od zbytku vašeho těla.

Mikroglie jsou ve střehu před známkami zranění a nemocí. Když to zjistí, nabijí se a postarají se o problém - ať už to znamená odstranění mrtvých buněk nebo zbavení toxinu nebo patogenu.

Když reagují na zranění, způsobují mikroglie zánět jako součást procesu hojení. V některých případech, jako je Alzheimerova choroba, se mohou hyperaktivovat a způsobit příliš mnoho zánětu. Předpokládá se, že to povede k amyloidním plakům a dalším problémům spojeným s tímto onemocněním.

Spolu s Alzheimerovou chorobou zahrnují nemoci, které mohou souviset s mikrogliální dysfunkcí:

• Fibromyalgie
• Chronická neuropatická bolest
• Poruchy autistického spektra
• Schizofrenie

Předpokládá se, že microglia má mnoho dalších pracovních míst, včetně rolí v plastice spojené s učením a řízení vývoje mozku, ve kterých mají důležitou funkci úklidu.

Naše mozky vytvářejí mnoho spojení mezi neurony, které jim umožňují předávat informace tam a zpět. Ve skutečnosti je mozek vytváří mnohem více, než potřebujeme, což není efektivní. Mikroglie detekuje zbytečné synapsie a „stříhá“ je, stejně jako zahradník prořezává růžový keř, aby byl zdravý.

Mikrogliální výzkum se v posledních letech opravdu rozběhl, což vedlo ke stále většímu porozumění jejich rolím ve zdraví a nemoci v centrální nervové soustavě.

Ependymální buňky

Ependymální buňky jsou primárně známé pro přípravu membrány zvané ependyma, což je tenká membrána lemující centrální kanál míchy a komory (průchody) mozku. Vytvářejí také mozkomíšní mok a podílejí se na BBB.

Ependymální buňky jsou extrémně malé a seřadí se těsně k sobě, aby vytvořily membránu. Uvnitř komor mají řasinky, které vypadají jako malé chloupky, které se vlní tam a zpět, aby cirkulovaly mozkomíšní mok.

Cerebrospinální tekutina dodává živiny a vylučuje odpadní produkty z mozku a páteře. Slouží také jako polštář a tlumič nárazů mezi mozkem a lebkou. Je to také důležité pro homeostázu vašeho mozku, což znamená regulovat jeho teplotu a další funkce, které ho udržují v činnosti co nejlépe.

Radiální Glia

Radiální glia jsou považovány za typ kmenových buněk, což znamená, že vytvářejí další buňky. Ve vyvíjejícím se mozku jsou „rodiči“ neuronů, astrocytů a oligodendrocytů.

Když jste byli embryem, poskytovali také lešení pro vývoj neuronů díky dlouhým vláknům, která vedou mladé mozkové buňky na místo, jak se váš mozek formuje.

Jejich role jako kmenových buněk, zejména jako tvůrců neuronů, z nich dělá výzkum zaměřený na to, jak napravit poškození mozku z důvodu nemoci nebo poranění. Později v životě hrají roli také v neuroplasticitě.

Schwann buňky

Schwannovy buňky jsou pojmenovány podle fyziologa Theodora Schwanna, který je objevil. Fungují podobně jako oligodendrocyty v tom, že poskytují myelinové pochvy pro axony, ale existují spíše v periferním nervovém systému (PNS) než v CNS.

Místo toho, aby byly Schwannovými buňkami centrální buňkou s rameny zakončenými membránou, vytvářejí spirály přímo kolem axonu. Uzly Ranvier leží mezi nimi, stejně jako mezi membránami oligodendrocytů, a pomáhají při nervovém přenosu stejným způsobem.

Schwannovy buňky jsou také součástí imunitního systému PNS. Když je nervová buňka poškozena, má schopnost v zásadě sníst nervové axony a poskytnout chráněnou cestu pro vznik nového axonu.

Mezi nemoci zahrnující Schwannovy buňky patří:

• Guillain-Barreův syndrom
• Charcot-Marie-Tooth nemoc
• Schwannomatóza
• Chronická zánětlivá demyelinizační polyneuropatie
• Malomocenství

Provedli jsme slibný výzkum transplantace Schwannových buněk pro poranění míchy a jiné typy poškození periferních nervů.

Schwannovy buňky se také podílejí na některých formách chronické bolesti. Jejich aktivace po poškození nervů může přispět k dysfunkci u typu nervových vláken zvaných nociceptory, které snímají faktory prostředí, jako je teplo a chlad.

Satelitní buňky

Satelitní buňky dostávají své jméno podle způsobu, jakým obklopují určité neurony, přičemž několik satelitů tvoří obal kolem buněčného povrchu. O těchto buňkách se teprve začínáme učit, ale mnoho vědců věří, že jsou podobné astrocytům.

Satelitní buňky se nacházejí v periferním nervovém systému, na rozdíl od astrocytů, které se nacházejí v centrálním nervovém systému. Zdá se, že hlavním účelem družicových buněk je regulace prostředí kolem neuronů, udržování chemikálií v rovnováze.

Neurony, které mají satelitní buňky, tvoří gangily, což jsou shluky nervových buněk v autonomním nervovém systému a senzorickém systému. Autonomní nervový systém reguluje vaše vnitřní orgány, zatímco váš smyslový systém vám umožňuje vidět, slyšet, čichat, dotýkat se, cítit a chutnat.

Satelitní buňky dodávají výživu neuronům a absorbují toxiny těžkých kovů, jako je rtuť a olovo, aby nedocházelo k jejich poškození. Stejně jako mikroglie, i satelitní buňky detekují poranění a záněty a reagují na ně. Jejich role při opravě poškození buněk však dosud není dobře pochopena.

Rovněž se předpokládá, že pomáhají transportovat několik neurotransmiterů a dalších látek, včetně:

• Glutamát
• GABA
• Noradrenalinu
• Adenosintrifosfát
• Látka P
• Kapsaicin
• Acetylcholin

Satelitní buňky jsou spojeny s chronickou bolestí zahrnující poškození periferních tkání, poškození nervů a systémové zesílení bolesti (hyperalgezie), které může být výsledkem chemoterapie.

Slovo od Verywell

Hodně z toho, co víme, věříme nebo máme podezření na gliové buňky, jsou nové poznatky. Tyto buňky nám pomáhají pochopit, jak funguje mozek a co se děje, když věci nefungují tak, jak by měly.

Je jisté, že se o glii musíme naučit mnohem víc, a s přibývajícím množstvím znalostí pravděpodobně získáme nové způsoby léčby nesčetných nemocí.