The Neuron’s Secret Partner
شریک مخفی نورون ها(1)
سلولهای گلیال معماران ، پزشکان ، پلیس ، سرایداران و باغبانان نورون ها:
وقتی صحبت از سلولهای مغزی می شود ، معمولاً منظور ما از سلولهای عصبی است، آن عزیزان پرکار و پر انرژی زیست شناسی سلولی که شاخه های بسیاری را در شبکه های پیچیده به هم می آمیزند و دائماً با پرچانگی الکتریکی خودشان به ترق و تروق می‌افتد. اما نورون ها فقط نیمی از سلول های مغز را تشکیل می دهند. بقیه ، معروف به نوروگلیا یا به سادگی گلیا ، مدتهاست که در سایه نورون زندگی می کنند.
Henri Dutrochet، فیزیولوژیست فرانسوی ، اولین بار گلیا را در سال 1824 مستند کرد ، اگرچه نمی دانست که اینها چه هستند ولی او به سادگی گلوله هایی که بین اعصاب نرم تنان دیده می شد را یادداشت کرد. در سال 1856 ، Rudolf Virchow، زیست شناس آلمانی ، این گلوله ها را "نوروگلیا" نامید و آنها را "نوعی بتونه که عناصر عصبی در آن تعبیه شده است" توصیف کرد. در دهه های بعدی ، دانشمندان دریافتند که این بتونه در واقع از سلولهای جداگانه ساخته شده است (حداقل شش نوع اصلی که تاکنون می دانیم) که شبکه های ساختاری پیچیده ای با نورون ها و رگ های خونی تشکیل داده اند. با این حال آنها هنوز گلیا (که به معنای "چسب" در یونانی است) را فقط ماده کرکی قلمداد می کنند ، مغز مانند بسته بندی بادام زمینی است ، یک پلاسمای بی اثر که هر چیز دیگری را در جای خود نگه می دارد.
در اوایل سال 1900 ، این مفهوم رو به ازبین رفتن بود. بسیاری از دانشمندان برجسته مغز و اعصاب اظهار داشتند که گلیا در واقع بسیار فعال تر از آن است که قبلاً تصور می شد، شاید آنها در حال تغذیه سلول های عصبی یا کمک به آنها در برقراری ارتباط یا ترمیم آنها پس از آسیب بودند. دانشمندان علوم مغز و اعصاب از دهه 1960 به بعد ، به دلیل عمده مجموعه ابزارهای پیشرفته آزمایشگاهی ، تایید کردند که گلیاها معماران ، پزشکان ، پلیس ، نگهبانان و باغبانان نورون ها هستند. در پنج سال گذشته ، محققان سرانجام گلیا را مورد توجه ویژه قرار دادند و به عنوان شرکای بسیار پویا ، غیرقابل مقایسه و متنوع و ضروری نورون ها دانستند. در اینجا پنج نقشی که اخیراً گلیا در مغز بازی می کند ، آورده شده است:
سیم کشی!:
نورون ها همیشه در جاهایی که قرار است در آن زندگی کنند یعنی متولد نمی شوند. در مغز در حال رشد ، سلول های به اصطلاح شعاعی گلیا شبکه گسترده ای از کابل ها را تشکیل می دهند که در طی آن سلول های عصبی مانند کرم ها به خانه های دائمی خود می خزند. وقتی دیگر نیازی به این داربست نباشد ، گلیای شعاعی به انواع دیگر گلیا تبدیل می شود ، مانند آستروسیت هایی به شکل انفجار شکل و الیگودنتروسیت هایی مانند اختاپوس یا حتی به سلول های عصبی. دانشمندان به تازگی کشف کرده اند که زیر مجموعه خاصی از سلول های شعاعی هستند که تبدیل به سلولهای عصبی می شوند که در بالاترین قسمت از قشر مغز یعنی لایه بیرونی و چروکیده مغز مسئول قرار دارند و پیچیده ترین استعدادهای ذهنی ما هستند.
از آنجا که قشر مخ مغز انسان برای پستانداری به اندازه ما بسیار بزرگ و متراکم است ، این سلول های گلیال احتمالاً نقشی اساسی در تکامل ما داشته اند. یک سری مطالعات در سه سال گذشته همچنین تأیید کرده است که برخی از سلول های گلیال مولکول هایی را ترشح می کنند که باعث ایجاد ارتباطات جدید بین سلول های عصبی می شوند ، در حالی که برخی دیگر سیناپس های ضعیف و کم استفاده را بلعیده و هضم می کنند و میکرو مدار مغز را در طول زندگی تغییر می دهد.
پاک کردن شلوغی ها😯:
هر عضوی از بدن به خدمه نظافت نیاز دارد، وسیله ای برای پاکسازی مایعات اضافی، سلول های مرده و باقی مانده های سلولی ماندگار که می تواند به طور معمول مانع تجارت شود. مغز نیز از این قاعده مستثنی نیست. دانشمندان سال ها است می دانند که سلول های گلیا با انشعابات ریز به نام میکروگلیا نقش اصلی را در تیم مدیریت پسماند مغز دارند. میکروگلیا برای مهار پروتئین ها ، بقایای سلول های مرده و برخی از DNAهای غیر ضروری پرسه می زند. اما یک مطالعه که سال گذشته منتشر شد نشان داد که میکروگلیا برای از بین بردن توده های آمیلوئید بتا و سایر خوشه های پروتئینی مرتبط با آلزایمر و اختلالات تخریب عصبی مرتبط ضروری است.
Microglia تنها اعضای قبیله glia نیستند که به بیرون بردن سطل زباله کمک می کنند. سه سال پیش ،Jeffrey Iliff و همکارانش، آن زمان در مرکز پزشکی دانشگاه روچستر، مولکول های فلورسنت را به مایعات اطراف مغز موش های زنده تزریق کردند. این مولکول ها از طریق شبکه کانال هایی که قبلاً شناخته نشده بودند و توسط گلیا معروف به آستروسیت تشکیل شده اند، حرکت می کنند، که شریان ها و رگ ها را پهلو می دهند. ایلیف و تیمش تصور کردند این مجاری گلیال به عنوان یک سیستم تخلیه مغز عمل می کنند. هنگامی که آنها آمیلوئید بتا را به مغز جوندگان وارد کردند ، در واقع از طریق قنات astrocyte پاک شد.
کمک به بحث و گفت و گو نورون ها 😲:
سلول پیش ساز الیگودندروسیت (OPC) یکی از منحصر به فردترین و فعال ترین انواع گلیاست. سرانجام OPC ها به الیگودندروسیت های بالغ تبدیل می شوند می شوند که شاخک های زیادی را به شاخه های عصبی می پیچند و آنها را مانند سیم برق عایق لاستیکی غلاف می کنند. دانشمندان بیش از یک دهه پیش کشف کردند که OPC ها با نورون ها سیناپس تشکیل می دهند و رفتار خود را براساس سیگنال های الکتریکی دریافتی از آن نورون ها تغییر می دهند. آنها تنها سلولهای گلیال هستند که این کار را انجام می دهند. اکنون ، شواهد موجود نشان می دهد که ارتباط بین OPC ها و سلول های عصبی به دو طریق پیش می رود.
سطح OPC ها با یک پروتئین مشخص شناخته شده به نام NG2 پر شده است و در مطالعه ای که پاییز گذشته منتشر شد، Dominik Sakry و Angela Neitz از دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینتس نشان دادند که تکانه های الکتریکیOPC های دریافتی از سلولهای عصبی گاهی باعث آنزیم ها برای جدا شدن NG2 از سلول می شود. غشا، اجازه می دهد پروتئین دور شود و با نورون های مجاور تماس بگیرد. وقتی قطعات شکاف یافته NG2 به سلولهای عصبی متصل می شوند، سلول ها را در برابر انتقال دهنده های عصبی مانند گلوتامات که بازیگران اساسی در ارتباط عصبی هستند، پاسخ می دهند. هنگامی که ساکری و نیتز NG2 یا آنزیم های مربوط به آن را از موش ها حذف کردند ، توانایی حیوانات در جمع آوری اطلاعات حسی مختل شد، آنها نسبت به موش های معمولی کندتر بودند که متوجه می شوند صدای مضر تکراری، بی ضرر است و علاقه کمتری به بوهای جدید نشان می دهند. این نشان می دهد که گفتگوی متقابل بین سلول های عصبی و OPC فقط یک گفتگوی بیکار نیست، بلکه یک گفتگوی اساسی است که زمینه ساز رفتار است.
به کمک آنها نفس می کشید 😵:
گلیاهایی که به عنوان astrocytes شناخته می شود به طور خلاصه در اطراف رگ های خونی تغذیه کننده و سلول های عصبی قرار دارد، که آنها را در موقعیت فوق العاده ای برای نظارت بر محتویات خون و در صورت نیاز تنظیم گردش خون قرار می دهد. الکساندر گورین و همکارانش از دانشگاه کالج لندن مطالعه کردند که چگونه آستروسیت ها در مغز موش می تواند به نوسان سطح اکسیژن و دی اکسید کربن در خون پاسخ دهد. ابتدا, آنها آستروسیت های زنده را مهندسی کرده تا زمانی که سلول‌ها سیگنال‌های کلسیمی داخلی خود را که به هماهنگی فعالیت‌های درون سلول کمک می‌کنند, مهار کنند. سپس آنها را در معرض سطوح مختلف ph قرار دادند.
تنها آستروسیت ها در بصل النخاع، بخشی از ساقه مغز که تنفس و ضربان قلب را کنترل می کند، پاسخ دادند. هنگامی که آن آستروسیت ها افت pH خون را که با افزایش سطح دی اکسید کربن مطابقت دارد، تشخیص دادند، سیگنال دهی کلسیم داخلی خود را افزایش دادند و شروع به ترشح آدنوزین تری فسفات (ATP)کردند (مولکولی که برای ذخیره انرژی و انجام طیف وسیعی از وظایف سلولی استفاده می شود). ATPسلولهای عصبی اطراف را تحریک به آتش (گرما) می کند، که باعث افزایش سرعت تنفس در موش های زنده می شود و در نهایت اکسیژن بیشتری به مغز وارد می شود. بالا بردن PH که با اکسیژن خون ارتباط دارد، نتیجه عکس داشت. این نشان می دهد که گلیا برای هر نفسی که می کشید بسیار مهم است.
شما را باهوش می کند 😎:
در داستان کوتاه دانیل کیز(Daniel Keyes)،با نام گلها برای آلجرنون،در سال 1958، دانشمندان جراحی مغزی را به طور آزمایشی بر روی شخصی به نام چارلی گوردون انجام دادند تا هوش وی را به طرز چشمگیری افزایش دهد.اول، هرچند، همانطور که اغلب در تحقیقات پزشکی اتفاق می افتد، آنها روش موش را آزمایش می کنند. مانند آلجرنون معروف. چند سال پیش ، دانشمندان کاری کاملاً مشابه (با موش ، یعنی انسان) انجام دادند. استیون گلدمن و مایکن ندرگارد از مرکز پزشکی دانشگاه روچستر و همکارانشان سلول های مغز انسان نابالغ را به سر موش های شیرخوار تزریق کردند.
چند ماه بعد، آن موش های نیمه انسان در آزمایش حافظه و هوش بسیار بهتر از موش های دارای مغز معمولی عمل کردند. آنها سریعتر راه فرار از پیچ و خم را پیدا می کردند و فهمیدند که صدای خاصی، از برق گرفتگی قریب الوقوع خبر می دهد. نکته اینجاست، دانشمندان موش ها را با سلول های عصبی تزریق نکردند، بلکه مغز موش ها را با سلول های گلیایی انسان مخلوط کردند. احتمالاً دلایل مختلفی برای این افزایش قدرت مغزی با سوخت گلیا وجود دارد. چندین ماه پس از جراحی، بسیاری از سلول های نابالغ گلیا در آستروسیت های انسان بالغ شده و در اصل مغز موش ها را تصرف کرده اند. آستروسیت های انسانی بزرگتر و قدرتمندتر از جوندگان مشابه خود هستند، آنها حدود 10 برابر شاخه های شاخه ای شاخه ای بیشتری دارند و امواج داخلی یون های کلسیم آنها سه برابر سریعتر حرکت می کنند. با جذب و آزاد سازی انتقال دهنده های عصبی و در نتیجه تغییر در دسترس بودن این مولکول ها، آستروسیت ها میزان شلیک مکرر و شدید نورون ها را تغییر می دهند. در موش هایی که دارای آستروسیت انسانی هستند، سلول های عصبی سیگنال های قویتری ارسال می کنند و در وهله اول احتمال شلیک آنها بیشتر است، و مغزهای فوقانی شارژ شده برای آنها باقی می ماند. فقط می توان تصور کرد که گلیا ما با مغز مغز پر از سلول های عصبی انسانی چه کاری می تواند انجام دهد یا اینکه بدون آن ها چقدر متفاوت خواهیم بود.
قسمت دوم را هم دنبال کنید
لینک قسمت دوم
http://cheetah-tech.blog.ir/post/%D9%86%D9%88%D8%B1%D9%88%DA%AF%D9%84%DB%8C%D8%A7-%D9%87%D8%A7-2
