Komórki glejowe

Piotr Rybak

25 października 2005

Komórki glejowe

I. Trochę historii i trochę liczbII. Klasyfikacja komórek glejowychIII. Funkcje mikrogleju IV. Oligodendrocyty i komórki SchwannaV. AstrocytyVI. Nowe spojrzenie na neuroglejVII. Wnioski

I. Trochę historii i trochę liczb

Historia badań:• 1836 r. Jan Purkinje publikuje obserwacje komórek

kory móżdżku• 1856 r. Rudolf Virchow – uważał, że substancja

wypełniająca miejsce między neuronami to tkanka łączna. Nadał jej nazwę Nervenkitt .

• Dieters opisał kom. geljową – brak aksonu• 1873 r. Camillo Golgi – teoria o służebnej roli

komórek glejowych• Lata 20-ste i 30-ste XX w. Del Rio-Hortega – prace

badawcze i klasyfikacja mikrogleju i oligodendrocytów

Liczbę neuronów w mózgu szacuje się na około:

111.6x10Komórek glejowych jest około:

9x więcej niż neuronów

I. Trochę historii i trochę liczb

II. Klasyfikacja komórek glejowych

Neuroglej dzielimy na:

1.Makroglej:

• Astrocyty

• Oligodendrocyty i komórki Schwanna

II. Klasyfikacja komórek glejowych

2. Mikroglej

III. Funkcje mikrogleju

• Składnik układu odpornościowego

• Pochłaniają produkty rozpadu tkanki nerwowej

• Uaktywniają się w stanach zapalnych, uszkodzeniach i guzach mózgu

• Glejoza – tworzenie blizn tkankowych

IV. Oligodendrocyty i komórki Schwanna

Gdzie występują?Oligodendrocyty (mózgowie)Komórki Schwanna (układ

obwodowy)

Funkcje:odpowiadają za tworzenie osłonki mielinowej – zwiększenie prędkości rozchodzenia się potencjałów czynnościowych.

IV. Oligodendrocyty i komórki Schwanna

Oligodendrocyty – mogą tworzyć kilka wypustek - tworzą otoczki mielinowe na kilku aksonach.

IV. Oligodendrocyty i komórki Schwanna

IV. Oligodendrocyty i komórki Schwanna

Prędkości przewodzenia w aksonach:

niezmielinizowane od 0.5 do 2 [m/s]

zmielinizowane od 7 do 100 [m/s]

V. Astrocyty

• Przenoszą substancje odżywcze z naczyń krwionośnych

• Regulują stężenie jonów K+ w przestrzeni

międzykomórkowej• Wraz z komórkami nabłonkowymi naczyń

włosowatych tworzą barierę krew-mózg

• Regulują neuroprzekaźnictwo (o tym później)

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

1955 r. Thomas Harvey

Marian C. Diamond (Berkley Univeristy of California)

Duża ilość komórek glejowych w obszarze kory kojarzeniowej w stosunku do innych części mózgu

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Do niedawna uważano zgodnie z teorią Golgiego, że komórki glejowe tylko wspomagają neurony dostarczając im potrzebne substancje.

Co mówią nam najnowsze odkrycia?

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Komórki glejowe posiadają większość kanałów jonowych obecnych w neuronach.

Nie przewodzą impulsów elektrycznych.

Komunikują się między sobą poprzez szybkie synapsy chemiczne – połączenia szczelinowe.

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Z zakończeń presynaptycznych wraz z neuromediatorami uwalnia się ATP

1999 r. - Peter B. Guthrie (University of Utah) – pobudzone Astrocyty uwalniają ATP do przestrzeni międzykomórkowej -> wiąże się z innymi Astrocytami powodując napływ jonów Ca2+

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Nowe badania nad neuroglejem:Richard Fields i Beth Stevens (NIH) - komórki zwojów korzeni grzbietowych nerwów rdzeniowych (dorsal root ganglion) + kom. Schwanna i Oilgodendrocyty – w odpowiedzi na potencjał czynnościowy neuronów zwiększa się stężenie jonów wapnia w kom. glejowej.

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Uwaga do poprzedniej stronyDlaczego neurony też „świecą” czyli skąd się bierze wapń w neuronach?

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Podczas przejścia potencjału czynnościowego z aksonu uwalniane jest ATP.

Napływ jonów Ca2+ może wywoływać zmianę ekspresji genów w komórce glejowej.

Obserwacje komórek Schwanna:• kom. skupione wokół pobudzanych aksonów namnażają się

wolniej• kom. położone wokół często pobudzanych aksonów

rozwijały się słabiej a proces wytwarzania mieliny ustawał (podobny efekt zaobserwowali po dodaniu ATP)

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Zalety ATP:•Brak w przestrzeni międzykomórkowej•Łatwo się rozprzestrzenia•Szybko ulega rozpadowi

Stare wiadomości nie mieszają się z nowymi

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Obserwacje Oligodendrocytów:• ATP nie hamuje proliferacji• Adenozyna pobudza dojrzewanie i wytwarzanie mieliny

Obserwacje Astrocytów :• Maiken Nedergaard (NY Medical College) – wzrost

aktywności elektrycznej synaps w hippokampie w odpowiedzi na pobudzenie Astrocytów jonami wapnia

• Philip Haydon (University of Pennsylvania) – pobudzenie astrocytu glutaminianem powoduje przepływ jonów Ca2+ do najbliższych astrocytów

• Ben Barres (Stanford University) - obecność astrocytów zwiększa ilość synaps – białko trombospondyna

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

VI. Nowe spojrzenie na neuroglej

Najnowsze hipotezy:•astrocyty mogą kontrolować uwalnianie neurotransmiterów

•astrocyty poprzez „fale wapniowe” mogą synchronizować działanie synaps

VII. Wnioski

• Komórki glejowe „podsłuchują” neurony• Potencjał czynnościowy wpływa na działanie

komórki glejowej• Obwody czynnościowe Astrocytów są

najwyraźniej skoordynowane z aktywnością obwodów neuronów

• Astrocyty mogą modulować przekazy synaptyczne i sprzyjają powstawaniu synaps