Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Виды и подвиды, функции глиальных клеток

Глии имеют следующие типы:

  1. Макроглию или глиоциты.
  2. Микроглию или глиальные макрофаги.

Глиоциты

К глиоцитам относятся:

  • эпендимоциты;
  • астроциты;
  • олигодендроциты.

Эпендимоциты образуют защитный слой клеток, прежде всего, в канале спинного мозга, а также желудочках головного. Эти элементы органической субстанции образуются первыми в нервных трубках и на начальной стадии имеют функции опоры и разграничения.

Данные клетки снабжены небольшими ответвлениями в виде ресничек, которые помогают движению церебральной жидкости. По мере развития организма реснички теряются, оставаясь только на отдельных участках. На поверхности нервных волокон эпендимоциты формируют мембрану, которая отделяет ЦНС от других тканей организма.

Астроциты представляют из себя клетки с отростками, они похожи на изображение звезды. Бывают двух типов: протоплазматических и волокнистых (фиброзных).

Протоплазматические астроциты имеются исключительно в сером веществе мозговых тканей. Отростки у них короткие, но толстые, и обладают ответвлениями на концах. Имеют своей задачей разграничение и участие в обмене веществ.

Волокнистые астроциты составляют основу глии в белом веществе. Отростки у них длинные, благодаря им формируются волокна, поддерживающие мозговой аппарат.

Концы этих видов астроцитов образуют пограничные мембраны. Кроме защиты нейронов, волокнистые астроциты обеспечивают метаболизм и питание клеток.

Астроглия является одной из важнейших тканей, формирующих среду для функционирования головного мозга.

Самой большой группой глиоцитов являются олигодендроциты. Эта группа окружает нейроны как в центральной нервной системе, так и в периферической. Вырабатывая миелин, создает электроизолирующую оболочку.

При помощи олигодендроцитов происходит обмен воды и солей в клеточных образованиях, а также процессы разрушения и восстановления. Защитная и трофическая деятельность этих групп формирует поддержку для нейронов и доставляет им необходимое питание.

Микроглия

Микроглия представляет из себя сообщество клеток небольшого размера, с двумя-тремя отростками. На концах отростков выделяются небольшие разветвления. Клетки микроглии имеют способность к небольшим движениям по типу амёб.

В отличии от ядер клеток макроглии, которые имеют круглую или овальную формы, у микроглии они вытянутой или треугольной формы. При раздражении клетки способны втягивать отростки внутрь и округлять свою форму. В таком виде их называют зернистыми шарами.

Одним из свойств микроглии является участие в синтезе белков. Но основная функция – защита нейронов от попадания субстанций, способных нарушить деятельность нервной системы. Микроглия выполняет роль макрофагов, поглощая и разлагая все вредные вещества.

Состав
Функции
Макроглия:

  • эпендимоциты;
  • астроциты;
  • олигодендроциты.
  • опорная;
  • защитная;
  • трофическая;
  • секреторная;
  • разграничительная.
Микроглия

Нейроглия не выполняет проводящих функций и не распространяет нервный сигнал, за это отвечают нейроны.

Для измерения количества разных видов ткани в нервной системе применяют нейроглиальный коэффициент.

Нейролиальный коэффициент — это процентное соотношение нейроглии и нейронов в центральной нервной системе. Так как нейроглия формирует среду для работы нейронов, то ее клеточный материал доминирует в системе и составляет до 90% всей массы.

Патологии

Центральная нервная система, как и любая другая ткань организма, может подвергаться повреждениям. Нейроглия испытывает патологические воздействия в первую очередь. Защитные функции позволяют принять удар на себя.

Все вирусы, способные воздействовать на нервную систему, начинают деятельность с изменения глии. В результате клетки дают доброкачественные новообразования, формируют кисты в спинном и головном мозге.

При сильном воздействии на микроглию начинает разрушаться миелиновая оболочка нейронов, что способствует возникновению таких тяжелых заболеваний как:

  • амиотрофический склероз;
  • паркинсонизм;
  • нейропатия;
  • болезнь Альцгеймера.

Разрушение защитного барьера глии приводит к тяжелым заболеваниям нервной системы и нарушениям работы головного мозга. Новейшие исследования в этой области позволяют надеяться на прорыв в лечении многих патологий, связанных органическими изменениями тканей нейроглии.

Читайте ещё

Изменения во внутреннем и во внешнем мире способны фиксироваться и восприниматься всеми живыми организмами.

Сюда относятся изменения таких факторов как освещение, температура, звук, движение, запах, положение тела и отдельных его частей, процессы во внутренних органах. После обнаружения все это должно анализироваться и способствовать определенным действиям.

По мере развития жизни на Земле и усложнения окружающей среды выживание организмов стало зависеть от того, насколько быстро они могут реагировать на изменения в их окружении.

Так как связь клеток друг с другом при действии химических средств не обеспечивала достаточной скорости, развилась более эффективная система, основанная на молниеносной передаче импульсов между областями тела вдоль специальных нервных клеток, называемых нейронами.

Нервная система

Это совокупность организованных клеток, которая специализируется на проведении через сеть электрохимических сигналов от сенсорных рецепторов к месту образования реакций.

Они бывают двух типов: диффузные и централизованные. В диффузной, обнаруженной у низших беспозвоночных, мозг отсутствует, а нейроны распределены по всему организму по сетчатой ​​схеме.

В централизованных системах высших беспозвоночных и позвоночных часть их играет доминирующую роль в обработке информации и регуляции ответов. Эта централизация достигает наивысшей точки у позвоночных животных с хорошо развитым спинным и головным мозгом.

Импульсы передаются через волокна, которые составляют периферическую нервную систему.

Что такое нейроглия

Нейроглия – это структура мозга, предназначенная для поддержки функционирования нейронов. Термин происходит от словосочетания “нервный клей”. Впервые принцип ее работы был объяснен итальянским биологом Эмилио Лугаро в 1907 году.

Он предполагал, что глиальные клетки обмениваются веществами с внеклеточной жидкостью и таким образом осуществляют контроль над нейронной средой. Было доказано, что глюкоза, аминокислоты и ионы – все, что влияет на деятельность нейронов – участвуют в таком обмене.

При повышенной активности глиальные клетки могут захватывать и замедлять ионы калия. Таким образом они поддерживают нормальную работу мозга.

Neuron with oligodendrocyte and myelin sheath-ru.svg

Учитывая это, нейроглия превосходит количество нейронов. Она в наличии у беспозвоночных и позвоночных, может отличаться от нейронов отсутствием аксонов и наличием только одного типа процесса.

Ее клетки не образуют синапсов и не теряют способности делиться за всю свою жизнь.

В то время как нейроны и нейроглии находятся в непосредственной близости друг к другу, между этими составляющими нет прямых связей.

Подвиды

Помимо обычных гистологических и электронно-микроскопических методов иммунологические методы используются для идентификации различных типов нейроглиальных клеток. Путем их окрашивания антителами, которые связываются с конкретными белковыми составляющими, неврологи смогли разделить их на четыре подвида:

  • астроциты (волокнистые и протоплазматические)
  • олигодендроциты (межфаскулярные и периневральные)
  • микроглия
  • эпендимальные клетки

Астроциты

Астроциты – это глиальные клетки мозга, что выступают в качестве «утилизатора» недееспособных митохондрий, которые продуцируются нейронами. Астроциты не просто устраняют их, а заменяют собственными образованиями.

Существует их разделение на протоплазматические и волокнистые. Волокнистые глиальные клетки распространены в белом веществе ЦНС среди миелинизированных нервных волокон. Они характеризуются наличием многочисленных фибрилл в цитоплазме. Основные отростки расходятся в радиальном направлении (отсюда и название астроцита, что означает «звездообразная ячейка»).

Считается, что система работы астроцитов связана с действием нейромедиаторов, таких как глутамат и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Они выступают в качестве хранилища для последних.

Олигодендроциты

Олигодендроциты – особые клетки нейроглии, расположенные в ЦНС беспозвоночных и позвоночных, которые функционируют для производства миелина, то есть изолирующей оболочки на аксонах нервных волокон.

Они подразделяются на межфаскулярные и периневральные, имеют мало цитоплазматических фибрилл и довольно развитый аппарат Гольджи.

Их можно отличить от астроцитов благодаря большей плотности, как цитоплазмы, так и ядра, отсутствию фибрилл и гликогена в цитоплазме и большому количеству микротрубочек в отростках. Межфаскулярные олигодендроциты строятся рядами между нервными волокнами белого вещества ЦНС.

В сером веществе расположены периневральные, очень близко к соме нейронов. Глиальные клетки, эквивалентные олигодендроцитам, но расположенные в периферической области нервной системы, называются клетками Шванна.

Тип аксона определяет, произойдет свободная или плотная миелинизация. При плотной олигодендроцит оборачивается, как свернутый лист, вокруг аксона, пока волокно не покрывается несколькими слоями. Между сегментами миелиновой оболочки есть участки, называемые узлами Ранвье, которые важны при передаче нервных импульсов.

Микроглия

Микроглиальные клетки находятся в ЦНС беспозвоночных и позвоночных животных, и выполняют роль иммунных клеток.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Впервые они были идентифицированы гистологическим окрашиванием карбонатом серебра между 1919 и 1921 годами испанским нейроанатомом Пио дель Рио-Хортега.

Как предполагает название, клетки микроглии малы. На протяжении многих лет их функция оставалась неясной. Однако сегодня известно, что они опосредуют иммунные реакции в ЦНС, действуя как макрофаги, вычищая клеточный мусор и мертвые нейроны из нервной ткани благодаря процессу фагоцитоза.

Эмбриональное происхождение микроглии отличается от других типов глиальных клеток. В то время как другие образуются в нейроэктодерме, создающей нейроны, микроглия происходит из эмбриональной мезодермы, которая формирует клетки иммунной и кровеносной системы.

Читайте также:  Дофамин гормон: функции, за что отвечает у женщин, почему повышен, это гормон радости или нейромедиатор

В развивающихся зрелых организмах она также может быть получена из лейкоцитов, которые циркулируют в крови и перемещаются в центральную нервную систему.

Микроглия активируется воспалениями в ЦНС, неврологическими дегенеративными расстройствами, такими как синдром Альцгеймера или инфекционными заболеваниями, такими как болезнь Крейтцфельдта-Якоба.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Подобные всем другим клеткам нейроглии, они создаются нейроэктодермой. Эти единицы нервной системы образуют эпителиальную выстилку полостей желудочков в головном мозге и центральном канале в спинном мозге. Также они формируют эпителиальный слой, защищающий сеть кровеносных сосудов, расположенных в стенке боковых желудочков полушарий головного мозга.

Нейроглия ответственна за контроль человеческого поведения. Некоторые ее клетки располагаются в гипоталамусе и контролируют аппетит, сердечные ритмы, циклы сна.

Глиальные клетки

Помимо нейронов в мозге также содержатся и другие клетки, именуемые глиальными (клетками глии). Почти всю историю современных наук о мозге клетки глии считались незначимыми, обслуживающими. Ныне же известно, что они, играя важную сопровождающую роль, все же ключевой фактор в развитии мозга, его деятельности и болезней.

Более 150 лет глиальные клетки считали необходимыми лишь для удержания нейронов на своих местах, их защиты и питания. Современные исследования, однако, показали, что эти клетки очень значимы для способностей мозга к обработке информации.

Глиальных клеток в мозге больше, чем нейронов, но с тех пор как их открыли, ученые ими, в общем, пренебрегали. Теперь-то делается все яснее, что для развития нашего понимания работы мозга эти клетки принимать в расчет необходимо.

Они не просто актеры второго плана: глиальные клетки играют важные роли на сцене работы мозга, а могут и вообще оказаться звездами этого спектакля.

Знакомство с глиальными клетками. В мозге содержатся разные типы глиальных клеток, и у каждого — свои особые функции. Астроциты имеют форму звездочки, размещаются в пространстве между нейронами. Снабжают питательными веществами и регулируют химический состав нейронов, а к тому же необходимы для обработки информации.

Эпендимальные клетки выстилают стенки желудочков мозга, производят и выделяют спинномозговую жидкость. У этих клеток имеются волоски-протуберанцы, именуемые ресничками, — они торчат внутрь желудочков и колышутся, тем самым улучшая циркуляцию спинномозговой жидкости.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Микроглиальные клетки — отряд особого реагирования мозга, первая линия обороны от микробов, уборщики отходов за умирающими нейронами.

Радиальная глия наличествует только на ранних стадиях развития мозга. Клетки этого вида производят громадное количество нейронов мозга и направляют их к развивающейся коре.

Не просто клей. В переводе с греческого «глия» означает «клей» — это название отражает давние представления о роли этих клеток. Однако исследования, обнародованные за последние десять лет, показывают, что глиальные клетки на самом деле жизненно важны во всех аспектах деятельности мозга.

Астроциты, к примеру, суть гораздо больше, чем просто набивка между нейронами, удерживающая их на местах.

У этих клеток свои действующие системы, они общаются друг с другом и с нейронами при помощи химических сигналов, тем самым добавляя еще один уровень сложности к механизмам обработки информации.

К тому же они вносят важный вклад в формирование синапсов (связей между нейронами) в период развития мозга.

Эти звездообразные клетки управляют общением между нейронами, а значит, незаменимы для функционирования синапсов в зрелом мозге.

Они тесно контактируют с синапсами — сжимают их своими пальцеподобными отростками, которые могут ослаблять или усиливать хватку, регулируя тем самым поток химических сигналов, проходящих между нейронами.

Эти сравнительно недавно открытые функции привели некоторых исследователей к предположению: некогда скромные астроциты необходимы мозгу для работы памяти.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Но и этим дело не исчерпывается. Радиальные глиоциты играют ключевую роль в развитии мозга.

На ранних стадиях этого развития нервная система представляет собой полую трубку, из которой потом на одном конце образуется головной мозг, а на другом — спинной.

У клеток радиальной глии есть одиночные отростки, проницающие толщу трубки, разветвляющиеся у внутренней поверхности и производящие незрелые нейроны.

Юные нейроны взбираются по волокнам клеток произведшей их радиальной глии к внешней поверхности трубки.

Эта «радиальная миграция» происходит волнами — так складываются специфические по свойствам слои коры головного мозга, формируясь изнутри наружу, т.е.

первая волна мигрирующих нейронов образует внутренний слой коры, а все последующие минуют уже образовавшийся слой и выстраивают следующий, ближе к поверхности трубки.

Рассеянный склероз, к примеру, заболевание, при котором иммунная система по ошибке нападает на олигодендроциты и разрушает миелиновую оболочку, которую они производят.

В результате способность нервов передавать импульсы ухудшается, что приводит к симптомам этого расстройства. В тяжелых случаях нарушение миелинового слоя, изолирующего периферические нервы, вызывает паралич, а поражение зрительного нерва — к слепоте.

Эти клетки также играют роль в нейродегенеративных заболеваниях — например, болезнях Альцгеймера и Паркинсона. Такого рода недуги характеризуются неестественным скоплением нерастворимых белковых комков внутри или вокруг нейронов.

В здоровом мозге микроглиальные клетки приглядывают за порядком и прибирают любые отходы, но, как показывают новейшие исследования, разобраться с этими белковыми комками микроглиоцитам пациентов с нейродегенеративными расстройствами не удается.

Недавно ученые обнаружили, что у людей с болезнью под названием «боковой амиотрофический склероз» (разновидность заболевания двигательных нейронов) мутировавшие астроциты испускают ядовитые вещества, убивающие двигательные нейроны.

Аварийная бригада мозга.Микроглия формируется костным мозгом, клетки микроглии — иммунная система мозга. Эти клетки постоянно патрулируют мозг, вытягивая и поджимая похожие на пальцы отростки, — проверяют, не возникло ли каких-нибудь признаков инфекции, повреждения или болезни.

Обнаружив в мозге микробы, микроглиальные клетки ползут, подобно амебам, к чужакам и поглощают их; этот процесс называется фагоцитозом (букв. «поедание клетки»).

Микроглия задействована и в случаях поражений мозга: микроглиальные клетки принимают сигнал о химических неполадках, отправленный поврежденными и умирающими нейронами, и ползут к месту поражения. По прибытии они прибирают мертвые клетки и другие клеточные отходы.

Биология и медицина

Помимо нейронов нервная тканьсодержит клетки еще одного типа – клетки глии,  глиальные клетки, или глия (от греч. “глия” – клей). Они выполняют опорную и защитную функции , а также участвуют в нейронофагии.

По численности их  в 10 раз больше, чем нейронов (10 в 13-ой и 10 в 12-ой степени, соответственно) и они занимают половину объема центральной нервной системы (ЦНС).

Глиальные клетки окружают нервныеклетки и играют вспомогательную роль Глиальные клетки более многочисленные,чем нейроны: составляют по крайней мере половину объема ЦНС ( рис. 1-18 ).

Так одни глиальные клетки участвуют в поддержании состава межклеточной среды вокруг нейронов , другие образуют миелиновую оболочку вокруг аксонов , благодаря которой увеличивается скорость проведения потенциалов действия. Следовательно, не принимая прямогоучастия в краткосрочных коммуникативных процессах в нервной системе, клетки нейроглии способствуют осуществлению этой функции нейронами.

  • Таким образом, глия не только выполняет опорные функции, но
    и обеспечивает многообразные метаболические процессы в нервной ткани, а также способствует восстановлению нервной ткани после травм и инфекций.
  • Между нейронами и глиальными клетками существуют сообщающиеся между собой щели размером
    15-20 нм, так называемое
    интерстициальное пространство , занимающее 12-14% общего объема
    мозга.
  • Глиальные клетки невозбудимы:  во время деполяризации глиальных клеток
    проводимость их мембран не повышается.

Клеткинейроглии делятся на несколько типов. Клеткиэпендимы выстилают желудочки головногомозга и спинномозговой канали образуют эпителиальный слой в сосудистомсплетении . Они соединяют желудочки с нижележащими тканями.

Клетки макроглии делятся на двекатегории – астроциты и олигодендроциты .

Протоплазматические астроцитылокализованы в сером веществе; оттела клетки, содержащей овальное ядро и большое количество гликогена , отходят сильноразветвленные короткие и толстые отростки.

Фибриллярные астроциты локализованыв белом веществе . Ядро у них также овальное, итело клетки содержит много гликогена, но отростки длинные и менее разветвленные, некоторые ветви буквальноупираются в стенки кровеносных сосудов. Эти клетки переносят питательныевещества из крови в нейроны.

Астроциты двух типов взаимосвязаны и образуют обширное трехмерноепространство, в которое погружены нейроны. Они часто делятся, образуя вслучае повреждений центральной нервной ситемы рубцовую ткань.

Читайте также:  Ипохондрия - лечение, симптомы, причины, диагностика

Олигодендроциты локализованы в сером ибелом веществе. Они мельче астроцитов и содержат одно сферическое ядро. Оттела клетки отходит небольшое число тонких веточек, а само оно содержитцитоплазму с большим количеством рибосом. Шванновские клетки – этоспециализированные олигодендроциты, синтезирующие миелиновую оболочку миелинизированных волокон .

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Клетки микроглии локализованы и всером, и в белом веществе, но в сером веществе их больше.

От каждого концамаленького продолговатого тела клетки, содержащей лизосомы и хорошо развитый аппарат Гольджи , отходит по толстомуотростку. От всех его ветвей отходят более мелкие боковые веточки.

Приповреждении мозга эти клетки превращаются в фагоциты и, перемещаясь при помощиамебоидного движения, противостоят вторжению чужеродных частиц.

  1. Глия является системой трофического обеспечения нервной системы , а также принимает активное участие в специфическом функционировании
    нервной ткани: в норме тормозит гиперактивность нейронов , способствует активному поглощению из синаптической щели и утилизации медиаторов и других агентов, участвующих в повреждении
    нейронов. В условиях ишемии микроглиальные клетки индуцируют синтез не
    только нейротоксичных веществ, но и сигнальных молекул, клеточных
    регуляторов, трофических факторов, способствующих выживаемости нейронов и
    уменьшающих процессы постишемического рубцевания
  2. Микроглия – единственный иммунокомпетентный компартмент в центральной нервной системе  
  3. В ЦНС к нейроглии относятся астроциты и олигодендроциты, а в периферической нервной системе – шванновские клетки и клетки-сателлиты . 

Клетки микроглии и эпендимы считаются центральными глиальными клетками  ( рис. 32.7 , рис. 32.10 ).

Все ссылки

Нейроглия: функции глиальных клеток нервной ткани

Нейроглияпредставляет собой среду, окружающую нейроциты и выполняющую в нервной ткани опорную, разграничительную, трофическую и защитную функции. Развивается из эктодермы.

Избирательность обмена веществ между нервной тканью и кровью обеспечивается, помимо морфологических особенностей самих капилляров ( сплошная эндотелиальная выстилка, плотная базальная мембрана) также и тем, что отростки глиоцитов, прежде всего астроцитов, образуют на поверхности капилляров слой, отграничивающий нейроны от непосредственного соприкосновения с сосудистой стенкой. Таким образом, формируется гематоэнцефалический барьер.

  • Нейроглия состоит из клеток, которые делятся на два генетически различных вида:
  • 1) Глиоциты (макроглия);
  • 2) Глиальные макрофаги (микроглия).
  • К макроглии центральной нервной системы относят эпендимоциты, астроциты и олигодендроциты

Эпендимоциты. Они образуют плотный слой клеточных элементов, выстилающих спинномозговой канал и все желудочки мозга. Выполняют пролиферативную, опорную функцию, участвуют в образовании сосудистых сплетений желудочков мозга.

Эпендимальные клетки желудочков мозга выполняют функцию гематоэнцефалического барьера.

Некоторые эпендимоциты выполняют секреторную функцию участвуя в процессах образования цереброспинальной жидкости и выделяя различные активные вещества прямо в полость мозговых желудочков или кровь.

Астроциты. Они образуют опорный аппарат центральной нервной системы. Различают два вида астроцитов: протоплазматические и волокнистые. Протоплазматические астроциты лежат преимущественно в сером веществе центральной нервной системы и несут разграничительную и трофическую функции.

Волокнистые астроциты располагаются главным образом в белом веществе мозга и в совокупности образуют плотную сеть – поддерживающий аппарат мозга. Основная функция астроцитов – опорная и изоляция нейронов от внешних влияний, что необходимо для осуществления специфической деятельности нейронов.

Олигодендроциты. Это самая многочисленная группа клеток нейроглии. Олигодендроциты окружают тела нейронов в центральной и перферической нервной системе, находятся в составе оболочек нервных волокон и в нервных окончаниях.

Олигодендроциты играют значительную роль в образовании оболочек вокруг отростков клеток, при этом они называются нейролеммоцитами (леммоциты – шванновские клетки). В процессе дегенерации и регенерации нервных волокон олигодендроциты выполняют еще одну очень важную функцию – они участвуют в нейронофагии, т.е. удаляют омертвевшие нейроны путем активного поглощения продуктов распада.

К макроглии периферической нервной системе относятся

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

· шванновские клетки – это специализированные олигодендроциты, синтезирующие миелиновую оболочку миелинизированных волокон. Они отличаются от олигодендроглии тем, что охватывают обычно только один участок отдельного аксона.

· клетки-сателлиты – инкапсулируют нейроны ганглиев спинальных и черепных нервов, регулируя микросреду вокруг этих нейронов аналогично тому, как это делают астроциты.

· микроглия – это мелкие клетки, разбросанные в белом и сером веществе нервной системы. Клетки микроглии являются глиальными макрофагами и выполняют защитную функцию, принимая участие в разнообразных реакциях в ответ на повреждающие факторы.

Глиальный барьер

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) – физиологический механизм, регулирующий обмен веществ между кровью, спинномозговой жидкостью и мозгом.

ГЭБ осуществляет защитные функции, препятствуя проникновению в центральную нервную систему некоторых чужеродных веществ, введенных в кровь, или продуктов нарушенного обмена веществ, образовавшихся в самом организме.

Гемато-энцефалический барьер включает в себя следующие компоненты:

  • эндотелий кровеносных капилляров (с непрерывной выстилкой) — главный компонент гемато-энцефалического барьера. Его клетки связаны мощными плотными соединениями, образование которых индуцируется контактом с астроцитами. Эндотелий препятствует переносу одних веществ, содержит специфические транспортные системы для других и метаболически изменяет третьи, превращая их в соединения, неспособные проникнуть в мозг;
  • базальную мембрану капилляров;
  • периваскулярную пограничную глиальную мембрану из отростков астроцитов.

Нервные волокна: разновидности, микроскопическое и ультрамикроскопическое строение. Функции. Процесс миелинизации. Особенности строения миелиновых волокон центральной и периферической нервной систем. Реакция на травму, регенерация.

Нервные волокна представляют собой отростки нейронов, покрытые глиальными оболочками. Различают два вида нервных волокон – безмиелиновые и миелиновые. Оба вида состоят из центрально лежащего отростка нейрона, окруженного оболочкой из клеток олигодендроглии (в периферической нервной системе они называются шванновскими клетками (нейролеммоцитами).

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Миелиновые нервные волокна

Встречаются в ЦНС и периферической нервной системе и характеризуются высокой скоростью проведения нервных импульсов. Они обычно толще безмиелиновых и содержат отростки нейронов большего диаметра.

В таком волокне отросток нейрона окружен миелиновой оболочкой, вокруг которой располагается тонкий слой, включающий цитоплазму и ядро нейролеммоцита –нейролемма. Снаружи волокно покрыто базальной мембраной.

Рядом с узловым перехватом (паранодальная область) миелиновая оболочка охватывает аксон в виде терминальной пластинчатой манжетки. По длине волокна миелиновая оболочка имеет прерывистый ход; участок между двумя узловыми перехватами (межузловой сегмент) соответствует длине одного нейролеммоцита.

Миенилизация, процесс обложения миелином нервного волокна в период развития организма. Она начинается у зародыша на 5-м месяце внутриутробной жизни.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Системы волокон, имеющие одинаковую по сложности функцию, миелинизируются одновременно; чем сложнее функция данной системы, тем волокна ее позднее обкладываются миелином; обложение миелином служит признаком того, что волокно стало деятельным.

При рождении ребенка миенилизация далеко еще не закончена: в то время как одни части мозга уже вполне миелинизированы и готовы к функции, другие еще не закончили своего развития.

Постепенно развитие миелиновых оболочек происходит во всех отделах, благодаря чему устанавливается связь между различными центрами и в связи с этим развивается интелект ребенка: он начинает узнавать предметы и понимать их значение. Миелинизация главных систем заканчивается на восьмом месяце внеутробной жизни, и с этого момента она продолжается только в отдельных волокнах в течение еще многих лет (наружные слои мозговой коры по некоторымрым данным миелинизируются окончательно лишь к 45 годам жизни).

Нервная ткань – это не только скопление нейронов. Ее также образуют собственно нейроглия и глиальные макрофаги. Только взаимосвязанная работа всех клеточных элементов способна обеспечить полноценную работу головного мозга.

Глиальные клетки находятся в непосредственном контакте с нейронами и другими клеточными элементами (мозговыми оболочками, церебральными сосудами). При этом элементы нейроглии образуют оптимальную для нейронов среду. Подобная система строения служит опорой, питанием и разграничением нервных клеток, а также выполняет секреторные функции.

Нейроглиальная ткань детально описана гистологами Камилло Гольджи и Сантьяго Рамоном-и-Кахалем, за что в 1906 году они получили Нобелевскую премию. Однако сам термин «нейроглия» был впервые введен намного раньше – за 60 лет до этого немецким гистологом Рудольфом Вирховым.

Классификация

Особенности  происхождения глиальных элементов легли в основу их деления на макроглию (собственно нейроглию) и микроглию.

Макроглия неоднородна в морфо-функциональном отношении. К ней относят следующие типы клеток:

  • Эпендимальные;
  • Олигодендроциты;
  • Астроциты.

При этом каждая из групп также имеет свои виды клеток.

Эпендимальные клетки представлены эпендимоцитами I-го и II-го типов, а также таницитами. Располагаются они в один слой, образуют выстилку мягкой мозговой оболочки (I тип), внутренней поверхности желудочков, цереброспинального канала (II тип) и дно третьего желудочка (танициты). Такое строение обеспечивает выполнение барьерной функции.

Олигодендроциты представлены в центральной и в периферической нервной системе. Макроглия наиболее многочисленно представлена именно этими клетками. Виды олигодендроцитов:

  • Центральные глиоциты;
  • Сателиты;
  • Леммоциты.
Читайте также:  Туман в голове (неясная голова): причины и лечение

Астроциты – нейроглиальные элементы звездчатой формы с многочисленными отростками. К их особенности относят то, что они представлены только в центральной нервной системе как в белом веществе (протоплазматическая астроглия), так и в сером (волокнистая астроглия).

В понятие «нейроглия» также входят микроглиальные клетки или глиальные макрофаги. Они имеют отличное от макроглии не только строение, но и происхождение.

Эти особые виды многоотросчатых клеток разбросаны по всему веществу головного мозга и имеют способность к фагоцитозу (такой особенностью обладает и ряд других нейроглиальных элементов).

Основная роль глиальных макрофагов состоит в защите церебральных структур от патологических агентов.

Происхождение

Глиальные клетки имеют различное происхождение. В зависимости от того, какие клетки явились предшественниками нейроглиальных элементов, выделяют макро- и микроглию.

Макроглия развивается из эктодермы (наружного эмбрионального листка), т.е. имеет общих с нейронами предшественников. Микроглиальные макрофаги имеют мезодермальное происхождение (из среднего зародышевого листка).

По сути элементы микроглии формируются из структур крови (эритромиелоидов, примитивных макрофагов и других клеток гемоцитарного ростка), заселяющие мозг на ранних этапах эмбриогенеза.

Происхождение

Олигодендроглия развивается из олигодендроцитарных клеток-предшественников.

Большинство олигодендроцитов развиваются в течение эмбриогенеза и раннего младенчества из околожелудочковых зародышевых областей.

Клетки субвентрикулярной зоны мигрируют из зародышевых зон, чтобы заселить развивающиеся белое и серое вещество, где они дифференцируются и созревают в миелин-образующую олигодендроглию.

Однако ещё неизвестно, все ли олигодендроглиальные предшественники проходят такую последовательность событий. Было высказано предположение, что некоторые из них подвергаются апоптозу, то есть самоуничтожаются, а другие не могут дифференцироваться в зрелую олигодендроглию и сохраняются как взрослые олигодендроглиальные предшественники.

Сейчас происхождение олигодендроцитов активно обсуждается учеными.

При рождении миелинизация распространена только в некоторых регионах мозга, она продолжается до возраста 25-30 лет.

Патологии

Патологии, при которых повреждаются олигодендроциты, связаны с нарушением миелинизации нервных структур. В данном случае определенные участки нервных клеток, предающих нервные импульсы, а в последствии и обширные участки, имеют на своей поверхности миелиновую оболочку, необходимую для осуществления передали потока электрических потенциалов, что приводит к большим энергетическим потерям.

Среди наиболее часто встречающихся патологий в основе которых лежит подобный патологический процесс, являются различные варианты рассеянного склероза или лейкодистрофия.Кроме того, в некоторых случаях патологический процесс, сопровождающийся дисфункцией олигодендроцитов связан с шизофреническими или биполярными расстройствами.

Иногда патология олидендроцитов может быть вызвана травматическим воздействием, при котором наблюдается паралич и, следовательно, демиелинизация нервных структур.

Причиной повреждения данных структур может быть и некроз тканей, асептического происхождения. Данная патология наиболее распространена в детском возрасте, когда во время родового процесса или периода внутриутробного развития может происходить травматическое состояние.

Вызывать повреждение структур олигодендроцитов может и вирусная инфекция. Вирус папилломы человека приводит к прогрессирующей мультифокальной лейкоэнцефалопатией, затрагивающей участки белого вещества. Подвержены такой патологии люди, имеющие ослабленный иммунитет.Повреждается ткань олигодендроцитов и при опухолевом процессе, возникающим на фоне флуороурацила.

Повреждение олигодендроцитов наблюдается при демиелинизирующих заболеваниях, таких как рассеянный склероз и различные лейкодистрофии. Дисфункция олигодендроцитов также может быть связана с патофизиологией шизофрении и биполярного расстройства.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Травмы тела, например, повреждения спинного мозга, могут также вызвать демиелинизацию. Церебральный паралич (иногда развивается из перивентрикулярной лейкомаляции, которая представляет собой локальный или распространенный асептический некроз белого вещества больших полушарий головного мозга и встречается чаще всего у недоношенных детей) в основном бывает врожденным или вызванным повреждением новообразованного мозга (травма структур головного мозга в период внутриутробного развития и родов).

Олигодендроциты также восприимчивы к инфекции полиомавирусом человека (вирусом JC), что вызывает прогрессирующую мультифокальную лейкоэнцефалопатию (PML) — состояние, которое специфически затрагивает белое вещество, как правило, у пациентов с ослабленным иммунитетом.

Опухоли олигодендроглии называют олигодендроглиомами. Химиотерапевтический агент флуороурацил (5-FU) вызывает повреждение олигодендроцитов у мышей, что приводит как к резким острым нарушениям центральной нервной системы, так и постепенно усиливающейся со временем отсроченной дегенерации ЦНС.

Примечания

  1. Pelvig DP, Pakkenberg H, Stark AK, Pakkenberg B (November 2008). «Neocortical glial cell numbers in human brains». Neurobiology of Aging29 (11): 1754-62. DOI:10.1016/j.neurobiolaging.2007.04.013. PMID 17544173.

Литература

  • Baumann, Nicole.Biology of Oligodendrocyte and Myelin in the Mammalian Central Nervous System (англ.) // Physiological Reviews (англ.) : journal. — 2001. — Vol. 81, no. 2. — P. 871—927. — PMID 11274346.
  • Fadi; Ragheb.The M3 Muscarinic Acetylcholine Receptor Mediates p42mapk Activation and c-fos mRNA Expression in Oligodendrocyte Progenitors (англ.) : journal. — Ottawa: National Library of Canada, 1999.
  • Raine, C.S. (1991). Oligodendrocytes and central nervous system myelin. In Textbook of Neuropathology, second edition, R.L. Davis and D.M. Robertson, eds. (Baltimore, Maryland: Williams and Wilkins), pp. 115—141.
  • Tkachev D., Mimmack M. L., Ryan M. M. et al. Oligodendrocyte dysfunction in schizophrenia and bipolar disorder (англ.) // The Lancet : journal. — Elsevier, 2003. — September (vol. 362, no. 9386). — P. 798—805. — DOI:10.1016/S0140-6736(03)14289-4. — PMID 13678875.
  • Káradóttir, R.; D. Attwell. Neurotransmiter receptors in the life and death of oligodendrocytes (англ.) // Neuroscience (англ.) : journal. — Elsevier, 2007. — 14 April (vol. 145, no. 4). — P. 1426—1438. — DOI:10.1016/j.neuroscience.2006.08.070. — PMID 17049173.
  • Carlson, Neil. Physiology of Behavior (неопр.). — Boston, MA: Allyn {amp}amp; Bacon (англ.), 2010. — С. 38—39. — ISBN 0-205-66627-2.
  • Sokol, StaceyThe Physiology and Pathophysiology of Multiple Sclerosis (неопр.) (недоступная ссылка). Multiple Sclerosis: Physiological Tutorial. Дата обращения 29 апреля 2012.Архивировано 16 июля 2012 года.
  • Fields, Douglas.White Matter Matters (англ.) // Scientific American. — Springer Nature, 2008. — 18 February (vol. 298, no. March 2008). — P. 54—61. — DOI:10.1038/scientificamerican0308-54. — Bibcode2008SciAm.298c..54D.
  • Menn, Benedicte; Oscar Gonzalez-Perez (англ.).Origin of Oligodendrocytes in the Subventricular Zone of the Adult Brain (англ.) // The Journal of Neuroscience (англ.) : journal. — 2006. — 26 July (vol. 26, no. 30). — P. 7907—7918. — DOI:10.1523/JNEUROSCI.1299-06.2006. — PMID 16870736.
  • Gonzalez-Perez, O., B; Romero-Rodriguez, R; Soriano-Navarro, M; Garcia-Verdugo, JM; Alvarez-Buylla, A. Epidermal growth factor induces the progeny of subventricular zone type B cells to migrate and differentiate into oligodendrocytes (англ.) // Stem Cells : journal. — 2009. — Vol. 27, no. 8. — P. 2032—2043. — DOI:10.1002/stem.119. — PMID 19544429.
  • Vallstedt, A; Klos JM; Ericson F. Multiple dorsoventral origins of oligodendrocyte generation in the spinal cord and hindbrain (англ.) // Neuron (англ.) : journal. — Cell Press (англ.), 2005. — 6 January (vol. 1, no. 1). — P. 55—67. — DOI:10.1016/j.neuron.2004.12.026. — PMID 15629702.
  • Thomas, JL; Spassky N; Perez Villegas EM; Olivier C; Cobos I; Goujet-Zalc C; Martínez S; Zalc B. Spatiotemporal development of oligodendrocytes in the embryonic brain (англ.) // Journal of Neuroscience Research (англ.) : journal. — 2000. — 15 February (vol. 59, no. 4). — P. 471—476. — DOI:10.1002/(SICI)1097-4547(20000215)59:4{amp}lt;471::AID-JNR1{amp}gt;3.0.CO;2-3. — PMID 10679785.
  • Richardson, WD; Kessaris, N; Pringle, N. Oligodendrocyte wars (англ.) // Nature Reviews Neuroscience : journal. — 2006. — Vol. 1, no. 1. — P. 11—18. — DOI:10.1038/nrn1826. — PMID 16371946.

Строение

Внешне они имеют овальную форму, от которой отходят отростки. Количество отростков может быть небольшим, при этом определить точное количество бывает сложно из-за того, что они оборачивают одну из частей рядом расположенного аксона. Это создаёт из тесное анатомическое расположение. При микроскопии олигодендроцит создаёт своеобразную изоляцию для аксонов.

По размеру тело олигодендроцита гораздо меньше тела астроцитов.

По своему внутреннему строению они имеют ядро мелового размера, приокращивании приобретающие темный цвет, напоминающие форму круга или овала. Так же в составе имеются мелкие ядрышки. Цитоплазму представляет слабооксифильный элемент, который при неспецифических методах окрашивания не визуализируется в виде отдельной структуры, а сливаясь, становится незаметным с другими клеточными компонентами нервной системы.

Глиальные клетки и нейроглия, виды и функции глии

Каждая из органелл по своему структурному происхождению имеет вид, близкий к нейронам. Электронная микроскопия позволяет обнаружить большое количество митохондриальный клеток, эндоплазматический сети, полисомы, рибосомы, элементы аппарата Гольджи, а так же микрофиламенты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *