Glial Hücreler: Tipleri, Fonksiyonları ve Hastalıkları

Glial hücreler nöronları koruyan ve onları bir arada tutan hücrelerdir. Beynimizdeki nöronlardan daha fazla glial hücre var.

Glial hücrelerin kümesine glia veya glia denir. "Glia" terimi Yunanca'dan gelir ve "tutkal" anlamına gelir. Bu yüzden zamanlar "sinir tutkalı" olarak konuşulur.

Glial hücreler doğumdan sonra büyümeye devam eder. Yaşlandıkça sayıları azalır. Aslında, glial hücreler nöronlardan daha fazla değişiklik geçirirler.

Spesifik olarak, bazı glial hücreler, gen ekspresyon şablonlarını yaşla dönüştürür. Örneğin, 80 yaşına geldiğinde hangi genlerin aktifleştirildiği veya devre dışı bırakıldığı. Bunlar çoğunlukla hipokampus (hafıza) ve essentialia nigra (hareket) gibi beyin alanlarında değişiklik gösterir. Her insandaki glial hücrelerin miktarı bile yaşlarını belirlemek için kullanılabilir.

Nöronlar ve glial hücreler arasındaki ana fark, ikincisinin doğrudan sinapslara ve elektrik sinyallerine katılmamasıdır. Ayrıca nöronlardan daha küçüktür ve aksonları veya dendritleri yoktur.

Nöronların metabolizması çok yüksektir, ancak besin depolayamazlar. Bu yüzden sürekli oksijen ve besin kaynağına ihtiyaçları var. Bu, glial hücreler tarafından gerçekleştirilen fonksiyonlardan biridir. Onlar olmasaydı nöronlarımız ölürdü.

Tarih boyunca yapılan çalışmalar, pratik olarak, yalnızca, nöronlara odaklanmıştır. Bununla birlikte, glial hücrelerin daha önce bilinmeyen birçok önemli işlevi vardır. Örneğin, son zamanlarda beyin hücreleri, kan akışı ve zeka arasındaki iletişime katıldıkları keşfedilmiştir.

Bununla birlikte, glial hücrelerin keşfedilmesi gereken çok şey vardır, çünkü işlevleri henüz bilinmeyen ve farklı nörolojik patolojilerle ilişkili gibi görünen birçok madde salgılarlar.

Glial hücrelerin kısa tarihçesi

3 Nisan 1858'de Rudolf Virchow, Berlin Üniversitesi Patoloji Enstitüsü'ndeki bir konferansta nöroglia kavramını açıkladı. Bu konferans "Omurilik ve Beyin" başlıklıydı. Virchow, beyin veya "sinir çimentosu" olarak bağ dokusu olarak gliadan bahsetti.

Bu konferans "Hücre Patolojisi" adlı bir kitapta yayınlandı. On dokuzuncu yüzyılın en etkili tıbbi yayınlarından biri haline geldi. Bu kitap sayesinde, nöroglia kavramı dünyaya yayıldı.

1955'te Albert Einstein öldüğünde, beyni yakından incelemek için çıkarıldı. Bunun için formaldehit dolu bir kapta sakladılar. Bilim adamları beynindeki olağanüstü yeteneklerinin nedenini cevaplamaya çalışırken kesintileri incelediler.

Popüler inanış, beynin normalden daha büyük olduğu yönündedir, fakat değildi. Ne hesabın daha fazla nöronu buldular, ne de büyüklüğü vardı.

Birçok araştırmadan sonra, 1980'lerin sonunda, Einstein'ın beyninin daha fazla sayıda glial hücreye sahip olduğunu buldular. Her şeyden önce, ilişkisel korteks adı verilen bir yapıda. Bu bilgilerin yorumlanmasından sorumludur. Bellek veya dil gibi karmaşık işlevlere katılır.

Bu, bilim insanlarını şaşırttılar çünkü glial hücrelerin sadece nöronları bir arada tutmaya hizmet ettiklerini düşünüyorlardı.

Araştırmacılar, aralarındaki iletişim yetersizliğinden dolayı glial hücreleri uzun süre görmezden gelmişti. Bunun yerine, nöronlar aksiyon potansiyellerini kullanarak sinaps aracılığıyla iletişim kurarlar. Yani, mesaj göndermek için nöronlar arasında iletilen elektriksel darbeler.

Bununla birlikte, glial hücreler aksiyon potansiyeli üretmezler. Her ne kadar son bulgular bu hücrelerin elektriksel yollarla değil kimyasallarla bilgi alışverişinde bulunduğunu göstermektedir.

Ek olarak, sadece birbirleriyle değil nöronlarla da iletişim kurarak ilettikleri bilgiyi arttırır.

fonksiyonlar

Glial hücrelerin ana fonksiyonları şunlardır:

- Merkezi sinir sistemine bağlı tutun. Bu hücreler nöronların etrafında bulunur ve yerlerinde sabit kalırlar.

- Glial hücreler, organizmanın geri kalanının nöronlar üzerindeki fiziksel ve kimyasal etkilerini hafifletir.

- Nöronların birbirleriyle sinyal alışverişinde bulunmaları için gerekli besin ve diğer kimyasalların akışını kontrol edin.

- Nöronları diğerlerinden izole ederek nöronal mesajların karışmasını önlerler.

- Ölen nöronların israfını ortadan kaldırın ve etkisiz hale getirin.

- Nöronal sinapsları güçlendirir (bağlantılar). Bazı çalışmalar, eğer glial hücre yoksa nöronların ve bağlantılarının başarısız olduğunu göstermiştir. Örneğin, kemirgenlerle yapılan bir çalışmada, tek başına nöronların çok az sinaps yaptığı gözlendi.

Bununla birlikte, astrositler adı verilen bir glial hücre sınıfı eklediklerinde, sinapsların sayısı belirgin şekilde arttı ve sinaptik aktivite 10 kat arttı.

Ayrıca astrositlerin, trombospondin olarak bilinen ve nöronal sinapsların oluşumunu kolaylaştıran bir madde saldıklarını keşfetmişlerdir.

- Nöronal budamaya katkıda bulunun. Sinir sistemimiz gelişirken, nöronlar ve bağlantılar (sinapslar) boşalmak için yaratılır.

Gelişimin sonraki aşamalarında, nöronal budama olarak bilinen fazla nöronlar ve bağlantılar kesilir. Glial hücrelerin bu görevi bağışıklık sistemi ile birlikte uyardığı görülüyor.

Bazı nörodejeneratif hastalıklarda, glia'nın anormal fonksiyonlarından dolayı patolojik bir budama olduğu doğrudur. Bu, örneğin Alzheimer hastalığında meydana gelir.

- Bazı glial hücreler aksonları kapladığından, miyelin adı verilen bir madde oluşturduğundan öğrenmeye katılırlar. Miyelin, sinir uyarılarının daha hızlı hareket etmesine neden olan bir yalıtkandır.

Öğrenmenin teşvik edildiği bir ortamda, nöronların miyelinlenme seviyesi artar. Bu nedenle, glial hücrelerin öğrenmeyi desteklediği söylenebilir.

Glial hücre tipleri

Yetişkinlerin merkezi sinir sisteminde üç tip glial hücre vardır. Bunlar: astrositler, oligodendrositler ve mikroglial hücreler. Daha sonra, her biri açıklanmaktadır.

astrositleri

Astrosit "yıldız şeklinde hücre" anlamına gelir. Beyinde ve omurilikte bulunurlar. Başlıca işlevi, nöronların bilgi alışverişinde bulunmaları için çeşitli şekillerde uygun bir kimyasal ortam sağlamaktır.

Ek olarak, astrositler (astroglisitler olarak da bilinir) nöronları destekler ve beyin israfını ortadan kaldırır. Ayrıca nöronları (hücre dışı sıvı) çevreleyen, maddeleri emen veya salıveren sıvının kimyasal bileşimini düzenlemeye de yararlar.

Astrositlerin bir başka işlevi de nöronları beslemektir. Bazı astrositlerin uzaması (yıldızın kolları olarak adlandırılabilir) kan damarlarının etrafına sarılırken, diğerleri nöronların belirli bölgelerine yayılır.

Bu yapı, ünlü İtalyan histolog Camillo Golgi'nin dikkatini çekti. Astrositlerin besinleri nöronlara vermesi ve atıklardan kan kılcal damarlarından kopması nedeniyle olduğunu düşündü.

Golgi, 1903'te besinlerin kan damarlarından astrositlerin sitoplazmalarına geçtiğini ve ardından nöronlara geçmesini önerdi. Şu anda, Golgi hipotezi doğrulandı. Bu yeni bilgi ile entegre edilmiştir.

Örneğin, astrositlerin kılcal damarlardan glikoz aldığı ve laktata dönüştürdüğü bulunmuştur. Bu, glikoz metabolizmasının ilk aşamasında üretilen kimyasaldır.

Laktat emilim için nöronları çevreleyen hücre dışı sıvı içine salınır. Bu madde, nöronlara, glikozdan daha hızlı metabolize edebilecekleri bir yakıt sağlar.

Bu hücreler merkezi sinir sistemi boyunca hareket edebilir, psödopodia ("yanlış ayaklar") olarak bilinen uzantılarını uzatabilir ve geri çekebilirler. Amiplerin yaptığı gibi seyahat ederler. Bir nöron atığı bulduğunda, yalayıp yırtıp sindirirler. Bu sürece fagositoz denir.

Büyük miktarda hasarlı doku yok edildiğinde, bu hücreler çoğalacak ve hedefe ulaşmak için yeterince yeni hücre üretecektir. Doku temizlendikten sonra astrositler bir çerçeve tarafından oluşturulan boş alanı kaplarlar. Ek olarak, belirli bir astrosit sınıfı, alanı mühürleyen bir yara dokusu oluşturur.

oligodendrositlere

Bu glial hücre tipi, nöronların (aksonlar) uzantılarını destekler ve miyelin üretir. Miyelin, aksonları izole ederek kaplayan bir maddedir. Bu, bilginin yakındaki nöronlara yayılmasını önler.

Miyelin, sinir uyarılarının akson boyunca daha hızlı hareket etmesine yardımcı olur. Bütün aksonlar miyelinle kaplı değildir.

Miyelinli bir akson, uzun boncuklu bir kolyeye benzer, çünkü miyelin sürekli dağılmaz. Aksine, ele geçen parçalar da dahil olmak üzere bir dizi bölüme dağıtılır.

Tek bir oligodendrosit, 50 segmente kadar miyelin üretebilir. Merkezi sinir sistemimiz geliştiğinde, oligodendrositler daha sonra bir akson parçası etrafında tekrar tekrar yuvarlanan ve böylece miyelin katmanlarını üreten uzamalar üretir.

Bir aksondan miyelinlenmemiş parçalara keşif yapanlar tarafından Ranvier nodülleri denir.

Mikroglial hücreler veya mikroglisitler

En küçük glial hücrelerdir. Ayrıca fagositler olarak da hareket edebilirler, yani nöronal atığı yutup yok ederler. Geliştirdikleri diğer bir fonksiyon ise beynin korunması, onu dış mikroorganizmalardan korumaktır.

Bu nedenle bağışıklık sisteminin bir bileşeni olarak önemli bir rol oynar. Bunlar beyin hasarına cevaben ortaya çıkan enflamatuar reaksiyonlardan sorumludur.

Glial hücreleri etkileyen hastalıklar

Bu hücrelerde hasarı gösteren birçok nörolojik hastalık vardır. Glia, disleksi, kekemelik, otizm, epilepsi, uyku problemleri veya kronik ağrı gibi bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Alzheimer hastalığı veya multipl skleroz gibi nörodejeneratif hastalıklara ek olarak.

İşte bunlardan bazıları:

- Multipl skleroz: Hastanın bağışıklık sisteminin yanlışlıkla belirli bir bölgedeki miyelin kılıflarına saldırdığı nörodejeneratif bir hastalıktır.

- Amyotrofik lateral skleroz (ALS): Bu hastalıkta, kas zayıflığı konuşma problemlerine, yutma ve nefes alma ilerlemesine neden olan, ilerleyen bir motor nöron imhası vardır.

Bu hastalığın kaynağında rol oynayan faktörlerden birinin, motor nöronları çevreleyen glial hücrelerin imhası olduğu görülmektedir. Bu, dejenerasyonun belirli bir alanda başlamasının ve bitişik alanlara yayılmasının nedenini açıklayabilir.

- Alzheimer hastalığı: genel olarak bilişsel bozulma ile karakterize, çoğunlukla hafıza açıkları nedeniyle ortaya çıkan nörodejeneratif bir hastalıktır. Birçok araştırma, glial hücrelerin bu hastalığın kökeninde önemli bir rol oynayabileceğini göstermektedir.

Glial hücrelerin morfolojisi ve fonksiyonlarında değişiklikler olduğu görülüyor. Astrositler ve mikroglia, nöroproteksiyon işlevlerini yerine getirmekte başarısız olmaktadır. Böylece nöronlar oksidatif strese ve eksitotoksisiteye maruz kalırlar.

- Parkinson hastalığı: Bu hastalık, dopamini, substia nigra gibi motor kontrol alanlarına ileten nöronların dejenerasyonu nedeniyle oluşan motor problemlerle karakterizedir.

Bu kaybın, özellikle astrositlerin mikroglia'sı ile bir glial cevabı ile ilişkili olduğu görülmektedir.

- Otizm spektrum bozuklukları: otizmli çocukların beyninin sağlıklı çocuklardan daha fazla hacme sahip olduğu görülmektedir. Bu çocukların beynin bazı bölgelerinde daha fazla nöron olduğu tespit edildi. Ayrıca, bu hastalıkların tipik semptomlarına yansıtılabilen daha fazla glial hücreye sahiptirler.

Ek olarak, görünüşe göre mikrogliada bir arıza var. Bunun bir sonucu olarak, bu hastalar beynin farklı bölgelerinde nöroinflamasyondan muzdariptir. Bu, sinaptik bağlantıların kaybına ve nöronal ölüme neden olur. Belki de bu nedenle bu hastalarda normalden daha az bağlantı vardır.

- Afektif bozukluklar: Başka çalışmalarda, farklı bozukluklarla ilişkili glial hücrelerin sayısında azalma olduğu bulunmuştur. Örneğin, Öngur, Drevets ve Price (1998), duygusal bozuklukları olan hastaların beyninde glial hücrelerin% 24 oranında azaldığını göstermiştir.

Spesifik olarak, prefrontal kortekste, majör depresyonlu hastalarda, bu kayıp, bipolar bozukluğu olanlarda daha belirgindir. Bu yazarlar, glial hücrelerin kaybının, o bölgede görülen aktivitedeki azalmanın nedeni olabileceğini öne sürmektedir.

Glial hücrelerin dahil olduğu başka birçok koşul vardır. Günümüzde, başta nörodejeneratif bozukluklar olmak üzere birçok hastalıkta tam rolünü belirlemek için daha fazla araştırma yapılmaktadır.