Gliální buňka

V nervovém systému jsou gliové buňky (někdy nevrogly nebo jednoduše glia , z řeckého γλοιός ( gloios ), „lepkavé“) buňky, které tvoří prostředí neuronů . Zajišťují udržování homeostázy , produkují myelin a hrají roli v podpoře a ochraně nervové tkáně tím, že poskytují živiny a kyslík , eliminují mrtvé buňky a bojují proti patogenům .

Gliální buňky tvoří asi 50% objemu mozku a maximálně 50% mozkových buněk, na rozdíl od široce přijímaného tvrzení o poměrech 10: 1 až 50: 1, bez vážného odkazu. Obecně existují 4 hlavní typy gliových buněk:

Na rozdíl od drtivé většiny neuronů se gliové buňky mohou dělit mitózou .

Po dlouhou dobu bylo zapojení gliových buněk do zpracování informací o nervech podceňováno ve vztahu k prominentní roli neuronů, ale nyní se uznává, že mají modulační účinek na neurotransmisi, ačkoli podrobnosti těchto mechanismů zůstávají špatně pochopeny.

Historický

I když pravděpodobně byly pozorovány gliové buňky a neurony poprvé spolu na počátku 19 th století, na rozdíl od neuronů, jejichž morfologické a fyziologické vlastnosti byly přímo pozorován pro první vyšetřovatele nervového systému, byly považovány za gliové buňky, do středu XX . Století, jednoduše jako „lepidlo“, které „slepuje“ neurony dohromady.

V roce 1839 publikoval Theodor Schwann své dílo Mikroskopische Untersuchungen uber die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Thiere und Pflanzen („Mikroskopický výzkum shody struktur a vývoje živočichů a rostlin“), v němž bude nalezena teorie buněk . Popisuje v něm neurolemmocyty periferního nervového systému, které produkují myelinový obal obklopující nervová vlákna, která se nazývají Schwannovy buňky, a které jsou součástí gliových buněk.

Termín „glia“ poprvé použil Rudolf Virchow v roce 1846 k označení pojivové látky v mozku a míchě . Virchowovi se připisuje objev gliových buněk v roce 1856. Ve skutečnosti popisuje pojivovou tkáň nervových buněk, kterou nazývá „neuroglia“. V roce 1893 Andriezen rozlišuje „vláknitou gliu“ nalezenou v bílé hmotě „gliového protoplazmatu  “ v šedé hmotě, která tvoří buňky Starry jsou pokřtěni astrocytem Michael von Lenhossék (1893).

Ramon y Cajal pojme tento termín ve velmi přesném popisu struktury těchto buněk díky barvení svého vynálezu (1913), které mu umožňuje, na rozdíl od Golgiho metody, dobře vidět astrocyty šedé hmoty. Del Rio Hortega rozlišoval mezi „  oligodendrocyty  “ a buňkami mikroglií v letech 1919-1928.

Bylo zjištěno, že gliové buňky hrají roli v synaptické komunikaci prostřednictvím, například, zpětného vychytávání z neurotransmiterů , a tím i zpracování informací nervového systému , tedy v „  z nich  “ v běžném jazyce.

Klasifikace

Existují dvě třídy gliových buněk, mikrogliální buňky a buňky makroglie . Gliální buňky se také liší svou polohou v centrálním nervovém systému (CNS) nebo v periferním nervovém systému (PNS).

Mikrogliální buňky

Hrají roli ve fagocytóze.

Makrogliální buňky

Těchto buněk je v centrální nervové soustavě velmi mnoho. Existují ale také některé v periferním nervovém systému, kde tyto buňky mají funkce podobné určitým gliovým buňkám centrálního nervového systému.

Gliální buňky centrálního nervového systému (CNS)

Tyto buňky pocházejí z glioblastů embryonální neurální trubice.

  • že astrocyty mají tvar hvězdy, s četnými radiálními rozšířeními. Jedná se o největší buňky v nervové tkáni. Rozlišuje se mezi astrocyty typu I , které jsou v kontaktu s krevními kapilárami, a astrocyty typu II obklopující neuron a synaptickou štěrbinu, čímž se zabrání disperzi neurotransmiterů . Astrocyty navíc syntetizují neurotransmitery. Rovněž udržují neurony v dobrém funkčním stavu tím, že jim dodávají energii. Pomáhají udržovat rovnováhu ve složení extracelulární tekutiny. Díky svým „nohám“ astrocyty zajišťují funkční spojení mezi cévami a neurony: přijímají energetické substráty (glukózu, kyslík) na úrovni krevních cév a přivádějí je k neuronům, zbavují je také neuronů rozkladné látky, které musí být evakuovány krevními cévami.
  • že oligodendrocyty jsou menší než astrocyty a nesou méně rozšíření. Jsou původem myelinových obalů obklopujících axony nervových vláken. Existují malé části axonu nepokryté myelinem zvané Ranvierovy uzliny . Jsou označeny galaktocerebrosidy .
  • ependymální buňka odvozená z épendymoblastes . Tvoří zeď, která vymezuje různé dutiny centrálního nervového systému. Tyto buňky jsou také zodpovědné za syntézu mozkomíšního moku (CSL).
Gliální buňky periferního nervového systému (PNS)

Tyto buňky pocházejí z glioblastů nervových hřebenů embrya.

  • že satelitní buňky mají podobnou funkci astrocytů. Obklopují senzorické a autonomní neurony. Rozdíl je v tom, že jsou v prostředí s přítomností jiné než nervové tkáně.
  • že Schwannovy buňky , jako jsou oligodendrocyty poskytnout myelinizace axonů, který znamená, že jejich elektrické izolace. Mezi těmito dvěma typy buněk však existují malé rozdíly. Schwannovy buňky existují pouze v periferním nervovém systému. Schwannova buňka tvoří myelinový obal kolem jednoho axonu, zatímco oligodendrocyty mohou myelinovat více axonů (z různých neuronů) v centrálním nervovém systému (v průměru asi deset).

Role

V centrálním nervovém systému poskytují gliové buňky homeostázu neuronálnímu prostředí (astrocyty). Také fyzicky izolují neurony a tvoří hematoencefalickou bariéru (ependymocyty a astrocyty typu I ). Jakákoli látka musí překročit tuto bariéru, než dosáhne neuronů.

Na astrocyty z typu I také poskytují strukturální funkci a metabolické funkce. Astrocyty typu II se vyměňují současně s několika neurony. Umožňují synchronizovat synaptickou aktivitu změnou iontových koncentrací kolem neuronů, což mění elektrický stav, a tedy i reaktivitu těchto neuronů. Astrocyty mají také neurotransmiterové receptory, stejně jako neurony: jsou proto ovlivňovány synaptickou aktivitou. Oligodendrocyty, jako Schwannovy buňky v periferním nervovém systému, obalují své plazmatické membrány kolem určitých axonů a vytvářejí myelinový obal . Právě tento plášť urychluje přenos nervových impulsů v axonech.

Gliální buňky jsou embryologicky spojeny s nervovými buňkami. Mají podpůrnou funkci vůči neuronům a podílejí se na jejich výživě. Vzhledem k tomu, že se gliové buňky dělí, mají také úlohu vyplňovat ztráty nervové tkáně, ke kterým může dojít po cévní mozkové příhodě nebo úrazu hlavy. Ty se obecně dělí pomalu, během existence organismu, který je obsahuje. Jsou tedy díky svému rozdělení v nervovém systému na počátku jizev v oblastech mozku, nazývaných také glióza nebo neoplastika. Mají tedy roli v neuronální plasticitě .

Stručně řečeno, různé role a funkce gliových buněk jsou:

V současné době Má výzkum tendenci ukazovat, že gliové buňky nejsou jen „pracovníky“ ve službách neuronů. Například, jejich působení se podílí na potenciaci neuronu, ale také na vývoji synapsí .

Nedávné údaje skutečně ukazují, že gliové buňky, zejména astrocyty, jsou vybaveny formou buněčné excitability založené na změnách intracelulárních koncentrací vápníku: hovoříme o intracelulárních vlnách vápníku, ale také o vlnách vápníku. Mezibuněčné, protože tyto vápníkové vlny by byly schopný se šířit z jednoho astrocytu do druhého. Zatím není jasné, jak se tyto vlny šíří, ale zdá se, že ATP je silně zapojena. Mohly by také zasáhnout komunikační uzly mezi astrocyty. Zvýšení astrocytového vápníku by mimo jiné bylo odpovědné za uvolňování aktivních látek, jako je glutamát, těmito buňkami, které by mohly přímo ovlivňovat neuronální aktivitu. Někteří dokonce mluví o gliotransmiterech.

Nedávné výzkumné pokusy prokázat, že gliové buňky jsou schopné de-diferenciace na neurony . Ta druhá by se tedy podílela na neurogenezi u dospělých.

Překvapivě lze gliové buňky přeprogramovat in vitro a poté jsou schopné generovat funkční neurony. Tyto experimenty otevírají další cestu k opravě poškozených neuronů v mozku.

Práce na implikacích gliových buněk v mnoha mechanismech dříve interpretovaných z výlučně neuronového hlediska se rychle rozšiřují a stále jsou zdrojem debaty, zejména pokud jde o zpracování informací a jejich memorování. Paměti lze vysvětlit z neurobiologickou hlediska (zejména na buněčné úrovni, která sítě) prostřednictvím neuronové aktivity, ale role astrocytů se stále diskutuje.

Rozličný

  • všimli jsme si na začátku XXI th  století , že mozek Einsteina (stále, navzdory jeho vůli, Dr. Thomas Harvey), měli vyšší než průměr buňky gliové počet v jeho laloky temenní, ale nikdo neví, zda to vysvětluje jeho génia nebo ne. Později však bylo zjištěno, že toto zjištění nebylo nijak významné a je zcela logicky vysvětleno: během pitvy bylo zjištěno, že procento gliových buněk je mnohem vyšší než průměr. Marian Diamond , neuroanatom z univerzity v Berkeley, napsal v roce 1985 v časopise Neurology , že poměr gliových buněk k neuronům je vyšší v Einsteinových temenních lalocích než v průměru jedenácti analyzovaných mozků. Přímo se odvodilo, že Einstein měl mnohem více gliových buněk než průměrný člověk. Ve skutečnosti byl měřen poměr neuronů a gliových buněk v Einsteinově mozku.
  • intenzivní hra u malých savců (na rozdíl od prostředí bez stimulace) vede ke zvýšení počtu gliových buněk. Experiment nebyl ze zřejmých důvodů zkoušen na lidech, ale Einstein měl velkou radost z provádění neustálých malých myšlenkových experimentů . László Polgár , psychiatr učící šachy, nicméně tréninkem svých dcer v šachu od dětství ukázal, že IQ lze „kultivovat“ a výrazně zvyšovat po celý život v důsledku cvičení ( šachy , matematika, myšlenkové experimenty…).
  • důležitost hry pro tvorbu gliových buněk neobejde bez vrhání zajímavého světla na vzdělávací zkušenosti Jean Piaget , Maria Montessori , dokonce i staré dílo Jean-Marie Conty a Jean Borotra  : Sport et formation de l 'spirit (1968) ).

Patologie

Neurony jsou i nadále intenzivně studovány, a to i z hlediska jejich patologických stavů, ale vědci věnují zvýšenou pozornost dalším buňkám centrálního nervového systému, včetně gliových buněk, které již nejsou považovány za pasivní podporu.

V letech 2000–2015 se prokázalo , že gliové buňky jsou zapojeny do:

  • jsou neurodegenerativní onemocnění ( Alzheimerova choroba , Parkinsonova ), z důvodu jejich zánětlivá odpověď nepřiměřené;
  • epilepsie  : tento zánět nervů může být také součást epilepsie, astrocytů hypertrofie a násobit, s neurozánětlivých charakteristických příznaků;
  • určitá neuropatická a neurozánětlivá bolest: astrocyty by mohly synchronizovat neurony škodlivým způsobem uvolňováním glutamátu  ;
  • některé účinky expozice mikrovlnám z mobilních telefonů , které se objevují u lidí a na zvířecím modelu podle nedávné práce (2016), že jsou schopné vyvolat gliomy nebo maligní gliomy (vzácný nádor na mozku, nalezený u 2% až 3% samců potkanů vystaveni po dobu 9  h / den po dobu 2 let, bez vztahu dávka-účinek a zatímco samice a krysy v kontrolní skupině byly ušetřeny).

Poznámky a odkazy

  1. „Spánek: hvězdné buňky jsou klíčem“, Marie-Catherine Mérat, Science et Vie n o  1100, květen 2009, strana 105 .
  2. (v) Frederico Azevedo AC, "  stejného počtu neuronových buněk a Nonneuronal Zkontrolujte lidský mozek rok izometricky měřítku-Up mozku savců  " , The Journal of Comparative Neurology , n o  513,2009, str.  10 ( číst online ).
  3. (in) Suzana Herculano-Houzel, „  Lidský mozek v číslech: lineárně zvětšený mozek primátů  “ , Frontiers in Human Neuroscience ,2009( číst online ).
  4. (in) Xue Fan a Yves Agid , „  At the Origin of the History of Glia  “ , Neuroscience , sv.  385,srpna 2018, str.  255–271 ( DOI  10.1016 / j.neuroscience.2018.05.050 , číst online , přístup 29. dubna 2019 )
  5. (in) GG Somjen, „  Nervenkitt: Notes on the history of the concept of neuroglia  “ , Glia , sv.  1, n o  1,1988, str.  2-9.
  6. (in) Virginia Garcia-Marin Pablo Garcia-Lopez, Miguel Freire, „  Cajalovy příspěvky k výzkumu glia  “ , Trends in Neuroscience , sv.  30, n o  9,září 2007, str.  479-487.
  7. D. Tritsch (dir.), Fyziologie du neuronu , 1998, s.  35 .
  8. Richard D. Orsa, D (1994). neurofyziologie: buněčná fyziologie a senzorický systém , Dunod, Paříž, s.  14 .
  9. Schmidt, RF. DudeL, J. Janig, W. Zimmerman, M. (1984). Neurofyziologie , knihkupec le Francois ( str.  15-16-17 ).
  10. Lazorthes, G. (1983). Centrální nervový systém , Paříž, Masson ( str.  26-27-28 ).
  11. Oliet, S: „Interakce mezi neurony a gliovými buňkami: procesy, které umožňují astrocytům aktivně přispívat k přenosu a synaptické plasticitě, jako je zpětné vychytávání glutamátu a uvolňování gliotransmiterů“. http://www.inb.u-bordeaux2.fr/dev/FR/equipe.php?equipe=Relations%20glie-neurone .
  12. ( In ) Andrew, Charles C., J. Ellen, R. (1991). Mezibuněčná signalizace v gliových buňkách: vlny vápníku a oscilace v reakci na mechanickou stimulaci a glutamát https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1675864 .
  13. (in) Benedikt Berninger, R. Marcos Costa, Ursula Koch, Timm Schroeder, Bernd Sutor, Benedikt Grothe a Magdalena Götz, funkční vlastnosti neuronů odvozené z in vitro přeprogramovaných postnatálních astroglií - Journal of Neuroscience - číslo 27 - str.  8654-8664 -8. srpna 2007.
  14. Elie, MP. Podivný osud Einsteinova mozku , québecká věda , 31. 3. 2010.
  15. Ossipow, V. Pellissier, F. „Gliální buňky, probuzení mlčící většiny“. Biofutur , n o  277, květen 2007, str.  24-27 .
  16. Decosterd, I. Beggah, A-T. Bonny, C. (2007), neuropatická bolest a neurozánětlivých: role glia, Biofutur n o  227 p.  28-32 .
  17. (in) Michael Wyde et al. (2016) „  Zpráva o dílčích nálezech z Národního toxikologického programu Studie karcinogeneze radiofrekvenčního záření mobilních telefonů u Hsd: krysy Sprague Dawley® SD (expozice celého těla)  “ doi: https://dx.doi.org/10.1101/055699  ; prozatímní zpráva, podaná na server „  bioRxiv preprint  “ 26. května 2016 jako součást Národního toxikologického programu (NTP), publikovaná pod licencí cc-by-4.0 ( shrnutí a verze PDF , 74  s. ).

Podívejte se také

Bibliografie

Související články

externí odkazy