|
|||||
Содержание. Демиелинизация ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Содержание
Развитие[править] Дополнительная информация: Критический период § Миелин Процесс образования миелина называется миелинизацией или миелиногенезом. В ЦНС клетки, называемые клетками-предшественниками олигодендроцитов (ОПК; предшественники олигодендроцитов), дифференцируются в зрелые олигодендроциты, которые образуют миелин. У людей миелинизация начинается в начале 3-го триместра[10]. хотя в момент рождения в ЦНС или ПНС присутствует лишь небольшое количество миелина. В младенчестве миелинизация быстро прогрессирует, и все большее число аксонов приобретает миелиновые оболочки. Это соответствует развитию когнитивных и двигательных навыков, включая понимание языка, овладение речью, ползание и ходьбу. Миелинизация продолжается в подростковом и раннем взрослом возрасте, и хотя в настоящее время она в основном завершена, миелиновые оболочки могут быть добавлены в области серого вещества, такие как кораголовного мозга, на протяжении всей жизни. [11][12][13] Распределение видов[править] Миелин считается определяющей характеристикой челюстных позвоночных (гнатостомы), хотя у беспозвоночных аксоны окружены типом клеток, называемых глиальными клетками. Эти глиальные обертки весьма отличаются от компактного миелина позвоночных, образованного, как указывалось выше, концентрическим многократным обертыванием отростка миелинизирующей клетки вокруг аксона. Миелин был впервые описан в 1854 году Рудольфом Вирховым[16], хотя более века спустя, после развития электронной микроскопии, его происхождение из глиальных клеток и ультраструктура стали очевидны[17]. У позвоночных не все аксоны миелинизированы. Например, в ПНС большая часть аксонов немиелинизирована. Вместо этого, они ensheathed не myelinatingшванновские клетки, известные как Ремак СКС и собраны в пучки Ремак. [18] в ЦНС, не-миелиновых аксонов (или перерывами миелинизированные аксоны, значение аксонов с длинным не-миелиновых регионов между миелиновые сегменты) смешиваются с миелиновые и вплетённый, по крайней мере, частично, на процессы другого типа клетки глии в астроциты. [нужная цитация][19] Композиция[править] Просвечивающий электронный микрограф поперечного сечения миелинизированного аксона ПНС, полученный на Установке электронной микроскопии в Тринити-колледже, Хартфорд, Коннектикут Диаграмма миелинизированного аксона в поперечном сечении
Миелин ЦНС несколько отличается по составу и конфигурации от миелина ПНС, но оба они выполняют одну и ту же " изолирующую" функцию (см. Будучи богатым липидами, миелин выглядит белым, отсюда и название, данное " белому веществу" ЦНС. Оба тракта белого вещества ЦНС (например, зрительный нерв, кортикоспинальный тракт и мозолистоетело ) и нервы ПНС (например, седалищный нерв и слуховой нерв, которые также кажутся белыми), каждый из которых состоит из тысяч или миллионов аксонов, в основном выровненных параллельно. Кровеносные сосуды обеспечивают путь для кислорода и энергетических субстратов, таких как глюкоза, чтобы достичь этих волоконных трактов, которые также содержат другие типы клеток, включая астроциты и микроглии в ЦНС и макрофаги в ПНС. В пересчете на общую массу миелин содержит примерно 40% воды; сухая масса содержит от 60% до 75% липидов и от 15% до 25% белка. Содержание белка входит основной белок миелина (МВР), [20], который в изобилии в ЦНС, где он играет чрезвычайно важную, без резервирования роль в формировании компактного миелина; гликопротеин олигодендроцитов миелина (МНГ), [21], который является специфическим для ЦНС; и proteolipid белок (ПЛП), [22], который является основным белком миелина в ЦНС, но лишь второстепенным компонентом миелина ПНС. В ПНС миелиновый белок нулевой (MPZ или P0) играет аналогичную роль с PLP в ЦНС в том, что он участвует в удержании вместе нескольких концентрических слоев мембраны глиальных клеток, которые составляют миелиновую оболочку. Основным липидом миелина является гликолипид, называемый галактоцереброзид. Переплетающиеся углеводородные цепи сфингомиелина укрепляют миелиновую оболочку. Холестерин является важным липидным компонентом миелина, без которого миелин не образуется. Функция[править] Основная статья: Соляная проводимость Распространение потенциала действия в миелинизированных нейронах происходит быстрее, чем в немиелинизированных нейронах из-за солевой проводимости. Основная цель миелина-увеличить скорость распространения электрических импульсов по миелинизированному волокну. В немиелинизированных волокнах электрические импульсы (потенциалы действия) распространяются как непрерывные волны, но в миелинизированных волокнах они " прыгают" или распространяются посредством солевой проводимости. Последнее заметно быстрее первого, по крайней мере для аксонов определенного диаметра. Миелин уменьшает емкость и увеличивает электрическое сопротивление через аксональную мембрану (аксолеммуБыло высказано предположение, что миелин позволяет увеличить размер тела, поддерживая подвижную связь между удаленными частями тела. [14] Миелинизированные волокна лишены натриевых каналов с напряжением вдоль миелинизированных междоузлий, обнажая их только в узлах Ранвье. Здесь они очень обильны и плотно упакованы. Положительно заряженные ионы натрия могут проникать в аксон через эти каналы, управляемые напряжением, что приводит к деполяризации мембранного потенциала в узле Ранвье. Затем мембранный потенциал покоя быстро восстанавливается за счет положительно заряженных ионов калия, покидающих аксон через калиевые каналы. Затем ионы натрия внутри аксона быстро диффундируют через аксоплазму (аксональную цитоплазму), к соседнему миелинизированному междоузлию и, в конечном счете, к следующему (дистальному) узлу Ранвье, вызывая открытие напряженных закрытых натриевых каналов и поступление ионов натрия на этот участок. Хотя ионы натрия быстро диффундируют через аксоплазму, диффузия по своей природе декременталь, поэтому узлы Ранвье должны быть (относительно) близко расположены, чтобы обеспечить распространение потенциала действия. [25] Потенциал действия " перезаряжается" в последовательных узлах Ранвье, когда потенциал аксолеммальной мембраны деполяризуется примерно до +35 мВ[24]. Вдоль миелинизированного междоузлия энергетически зависимые натриевые/калиевые насосы перекачивают ионы натрия обратно из аксона и ионы калия обратно в аксон, чтобы восстановить баланс ионов между внутриклеточной (внутри клетки, т. е. в данном случае аксона) и внеклеточной (вне клетки) жидкостями. В то время как роль миелина как " аксонального изолятора" хорошо известна, другие функции миелинизирующих клеток менее известны или установлены только недавно. Миелинизирующая клетка" лепит " лежащий в основе аксон, способствуя фосфорилированию нейрофиламентов, тем самым увеличивая диаметр или толщину аксона в интернодальных областях; помогает кластеризировать молекулы на аксолемме (например, натриевые каналы с напряжением) в узле Ранвье; [26] и модулирует транспорт цитоскелетных структур и органелл, таких как митохондрии, вдоль аксона. [27] В 2012 году появились данные, подтверждающие роль миелинизирующей клетки в " питании" аксона. Другими словами, миелинизирующая клетка, по-видимому, действует как локальная " заправочная станция" для аксона, который использует большое количество энергии для восстановления нормального баланса ионов между ним и окружающей средой, следуя за генерацией потенциалов действия. Когда периферическое волокно разрывается, миелиновая оболочка образует дорожку, по которой может происходить рост. Однако миелиновый слой не обеспечивает идеальной регенерации нервного волокна. Некоторые регенерированные нервные волокна не находят правильных мышечных волокон, а некоторые поврежденные двигательные нейроны периферической нервной системы умирают без восстановления. Повреждение миелиновой оболочки и нервных волокон часто связано с повышенной функциональной недостаточностью. Немиелинизированные волокна и миелинизированные аксоны центральной нервной системы млекопитающих не регенерируются. [требуется цитирование] Клиническое значение[править] Демиелинизация Дополнительная информация: Демиелинизирующая болезнь Демиелинизация - это потеря миелиновой оболочки, изолирующей нервы, и является признаком некоторых нейродегенеративных аутоиммунных заболеваний, включая рассеянный склероз, острый диссеминированный энцефаломиелит, нейромиелитoptica, поперечный миелит, хроническую воспалительную демиелинизирующуюполиневропатию, синдром Гийена–Барре, центральный миелинозПонтина, наследственные демиелинизирующие заболевания, такие как лейкодистрофияи болезнь Шарко–Мари. Страдающие пернициозной анемией также могут страдать поражением нервов, если состояние не диагностируется быстро. Подострая комбинированная дегенерация спинного мозга вторичная по отношению к пернициозной анемии может привести к незначительному повреждению периферических нервов и серьезному повреждению центральной нервной системы, влияя на речь, равновесие и когнитивное восприятие. Когда миелин деградирует, проводимость сигналов по нерву может быть нарушена или потеряна, и нерв в конечном итоге увядает. Более серьезный случай ухудшения миелина называется болезнью Канавана. Иммунная система может играть роль в демиелинизации, связанной с такими заболеваниями, включая воспаление, вызывающее демиелинизацию путем перепроизводства цитокинов через регуляцию фактора некроза опухоли[32] или интерферона. Симптомы [править] Демиелинизация приводит к разнообразным симптомам, определяемым функциями пораженных нейронов. Он нарушает сигналы между мозгом и другими частями тела; симптомы отличаются от пациента к пациенту и имеют различные проявления при клиническом наблюдении и в лабораторных исследованиях. Характерные симптомы: размытость в центральное поле зрения, что влияет только на один глаз, может сопровождаться болью при движении глаз, двоение в глазах, потеря зрения/слуха, странное ощущение в ногах, руках, груди и лице, такие как покалывание или онемение (нейропатии), слабость рук и ног, когнитивные нарушения, включая нарушения речи, потеря памяти, тепловая чувствительность (симптомы ухудшаются, или появляются вновь после воздействия тепла, например горячих душ), потеря ловкости, трудности с координацией движений и нарушение равновесия, трудности с контролем дефекации или мочеиспускания, повышенная утомляемость, шум в ушах. [33] Ремонт миелина [edit] Дополнительная информация: Ремиелинизация Продолжаются исследования по восстановлению поврежденных миелиновых оболочек. Методы включают хирургическую имплантацию клеток-предшественников олигодендроцитов в центральную нервную систему и индуцирование репарации миелина с помощью определенных антител. В то время как результаты у мышей были обнадеживающими (через трансплантацию стволовых клеток), может ли этот метод быть эффективным в замене потери миелина у человека, до сих пор неизвестно. (AChEIs), может оказывать благотворное влияние на миелинизацию, восстановление миелина и целостность миелина. Усиление холинергической стимуляции также может действовать через тонкие трофические эффекты на процессы развития мозга и, в частности, на олигодендроциты и поддерживаемый ими пожизненный процесс миелинизации. Увеличение холинергической стимуляции олигодендроцитов, AChEIs и другие холинергические методы лечения, такие как никотин, возможно, могут способствовать миелинизации во время развития и репарации миелина в пожилом возрасте. [35] Ингибиторы гликогенсинтазыкиназы 3β, такие как хлорид лития было обнаружено, что они способствуют миелинизации у мышей с поврежденными лицевыми нервами. Холестерин является необходимым питательным веществом для миелиновой оболочки наряду с витамином В12. Дисмиелинизация [править] Дисмиелинизация характеризуется дефектной структурой и функцией миелиновых оболочек; в отличие от демиелинизации, она не вызывает повреждений. Такие дефектные оболочки часто возникают из-за генетических мутаций, влияющих на биосинтез и образование миелина. Дрожащая мышь представляет собой одну животную модель дисмиелинизации. К заболеваниям человека, к которым относится дисмиелинизация, относятся лейкодистрофии (болезнь Пелизея–Мерцбахера, болезнь Канавана, фенилкетонурия) и шизофрения. [39][40][41] Беспозвоночный миелин Функционально эквивалентные миелиноподобные оболочки обнаружены у нескольких таксонов беспозвоночных, включая олигохет, пенеид, палемониди каланоидов. Эти миелиноподобные оболочки имеют ряд общих структурных особенностей с оболочками, обнаруженными у позвоночных, включая множественность мембран, конденсацию мембран и узлов. [14] Однако узлы у позвоночных кольцевые, т. е. Они окружают аксон. В отличие от этого, узлы, обнаруженные в оболочках беспозвоночных, являются кольцевыми или фенестрированными, т. е. Они ограничены " пятнами". Примечательно, что самая быстрая регистрируемая скорость проводимости (как у позвоночных, так и у беспозвоночных) обнаружена в покрытых оболочкой аксонах беспозвоночных креветок Курума[14] в диапазоне от 90 до 200 м/с[15] (см. 100-120 м/с для самого быстрого миелинизированного аксона позвоночных). См. также[edit]
Ссылки[править]
Дальнейшее чтение[править]
Внешние ссылки[править]
Категории:
|
|||||
|