Олигодендроцит - Oligodendrocyte

Олигодендроцит
Нейрон с олигодендроцитами и миелиновой оболочкой.svg
Олигодендроциты образуют электрическую изоляцию вокруг аксонов нервных клеток ЦНС .
Подробности
Место расположения Центральная нервная система
Идентификаторы
латинский олигодендроцит
MeSH D009836
TH H2.00.06.2.00003, H2.00.06.2.01018
FMA 54540
Анатомические термины микроанатомии

Олигодендроциты (от греческого  « клетки с несколькими ветвями»), или олигодендроглия , представляют собой тип нейроглии , основные функции которой заключаются в обеспечении поддержки и изоляции аксонов в центральной нервной системе некоторых позвоночных , что эквивалентно функции, выполняемой шванновскими клетками в периферическая нервная система . Олигодендроциты делают это, создавая миелиновую оболочку . Один олигодендроцит может расширять свои отростки до 50 аксонов, оборачивая приблизительно 1 мкм миелиновой оболочки вокруг каждого аксона; С другой стороны, шванновские клетки могут оборачиваться только вокруг одного аксона. Каждый олигодендроцит образует один сегмент миелина для нескольких соседних аксонов.

Олигодендроциты обнаруживаются только в центральной нервной системе, которая включает головной и спинной мозг. Первоначально считалось, что эти клетки продуцируются в вентральной нервной трубке; однако исследования теперь показывают, что олигодендроциты происходят из вентральной желудочковой зоны эмбрионального спинного мозга и, возможно, имеют некоторую концентрацию в переднем мозге. Это последний тип клеток, который будет генерироваться в ЦНС. Олигодендроциты были обнаружены Пио дель Рио Хортега .

Классификация

Олигодендроциты - это разновидность глиальных клеток . Они возникают во время развития из клеток-предшественников олигодендроцитов (OPC), которые можно идентифицировать по экспрессии ими ряда антигенов , включая ганглиозид GD3, протеогликан хондроитинсульфата NG2 и субъединицу рецептора фактора роста альфа, полученного из тромбоцитов (PDGF- alphaR). Зрелые олигодендроциты широко классифицируются на миелинизирующие или немиелинизирующие сателлитные олигодендроциты. Предшественники и оба зрелых типа обычно идентифицируются по их экспрессии транскрипционного фактора OLIG2 .

Разработка

Большинство олигодендроцитов развиваются во время эмбриогенеза и ранней постнатальной жизни из ограниченных перивентрикулярных зародышевых областей. Образование олигодендроцитов в мозге взрослого человека связано с клетками - предшественниками, ограниченными глией , известными как клетки-предшественники олигодендроцитов (OPC). Клетки SVZ мигрируют из зародышевых зон и заселяют развивающееся белое и серое вещество, где они дифференцируются и созревают в миелин- образующие олигодендроциты. Однако неясно, все ли предшественники олигодендроцитов подвергаются этой последовательности событий.

Между серединой беременности и доношенными новорожденными в белом веществе головного мозга человека обнаруживаются три последовательных стадии классической линии олигодендроцитов человека: OPCs, незрелые олигодендроциты (немиелинизирующие) и зрелые олигодендроциты (миелинизирующие). Было высказано предположение, что некоторые подвергаются апоптозу, а другие не могут дифференцироваться в зрелые олигодендроциты, но сохраняются как взрослые OPCs. Примечательно, что популяция олигодендроцитов, происходящая из субвентрикулярной зоны, может быть значительно увеличена путем введения эпидермального фактора роста (EGF).

Функция

Миелинизация

Олигодендроцит миелинизирует несколько аксонов.

Нервная система млекопитающих в решающей степени зависит от миелиновых оболочек, которые уменьшают утечку ионов и уменьшают емкость клеточной мембраны для быстрой передачи сигнала. Миелин также увеличивает скорость импульса, так как скачкообразное распространение из потенциалов действия происходит на Ранвии между шванновскими клетками (этих PNS ) и олигодендроцитами (в ЦНСЕ ). Кроме того, скорость импульса миелинизированных аксонов линейно увеличивается с увеличением диаметра аксона, тогда как скорость импульсов немиелинизированных клеток увеличивается только пропорционально квадратному корню из диаметра. Изоляция должна быть пропорциональна диаметру волокна внутри. Оптимальное отношение диаметра аксона к общему диаметру волокна (включая миелин) составляет 0,6.

Олигодендроциты мозжечка крысы, окрашенные антителами к основному белку миелина красным цветом, а ДНК - синим. Хорошо видны два тела олигодендроцитов и несколько миелинизированных аксонов. Это полые трубы, поэтому на этом конфокальном изображении они выглядят как «технологические колеи». Большая часть ДНК находится в ядрах гранулярных клеток мозжечка , которые представляют собой небольшие интернейроны . Изображение и окраска антител от EnCor Biotechnology Inc.

Миелинизация преобладает только в нескольких областях мозга при рождении и продолжается во взрослой жизни. Весь процесс не завершается примерно до 25–30 лет. Миелинизация - важный компонент интеллекта, и количество белого вещества может положительно коррелировать с результатами теста IQ у детей. Крысы, которые были выращены в обогащенной среде, которая, как известно, увеличивает когнитивную гибкость, имели более сильную миелинизацию мозолистого тела .

Метаболическая поддержка

Олигодендроциты тесно взаимодействуют с нервными клетками и обеспечивают трофическую поддержку за счет продукции нейротрофического фактора линии глиальных клеток (GDNF), нейротрофического фактора мозга (BDNF) или инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1). Они также могут напрямую поставлять метаболиты нейронам, как описано в гипотезе лактатного челнока .

Предполагается, что сателлитные олигодендроциты (или перинейрональные олигодендроциты) функционально отличаются от других олигодендроцитов. Они не прикрепляются к нейронам через миелиновые оболочки и, следовательно, не способствуют изоляции. Они остаются противоположными нейронам и регулируют внеклеточную жидкость. Сателлитные олигодендроциты считаются частью серого вещества, тогда как миелинизирующие олигодендроциты являются частью белого вещества. Они могут поддерживать метаболизм нейронов. Сателлитные олигодендроциты могут быть задействованы для производства нового миелина после демиелинизирующего повреждения.

Клиническое значение

Заболевания, которые приводят к повреждению олигодендроцитов, включают демиелинизирующие заболевания, такие как рассеянный склероз и различные лейкодистрофии . Травма тела, например, повреждение спинного мозга, также может вызвать демиелинизацию. Незрелые олигодендроциты, количество которых увеличивается в середине беременности , более уязвимы для гипоксического повреждения и участвуют в перивентрикулярной лейкомаляции . Это в значительной степени врожденное состояние - повреждение вновь формирующегося мозга, поэтому может привести к церебральному параличу . В церебральным параличом, травмы спинного мозга, инсульт и , возможно , рассеянный склероз, олигодендроциты , как полагают , будет поврежден чрезмерным выпуском медиатора , глутамата . Также было показано, что повреждение опосредуется рецепторами N-метил-D-аспартата . Олигодендроциты дисфункция также может быть вовлечена в патофизиологии в шизофрении и биполярного расстройства .

Олигодендроциты также восприимчивы к инфекции вирусом JC , который вызывает прогрессирующую мультифокальную лейкоэнцефалопатию (ПМЛ), состояние, которое специфически поражает белое вещество, как правило, у пациентов с ослабленным иммунитетом . Опухоли олигодендроцитов называются олигодендроглиомами . Химиотерапевтический агент фторурацил (5-FU) вызывает повреждение олигодендроцитов у мышей, что приводит как к острому повреждению центральной нервной системы (ЦНС), так и к прогрессирующему ухудшению замедленной дегенерации ЦНС.

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

Внешние ссылки