Sangat umum bahwa, ketika berbicara tentang kecerdasan seseorang, kita merujuk secara spesifik pada tipe sel yang sangat spesifik: neuron. Dengan demikian, adalah normal untuk memanggil mononeuronal kepada siapa kita menghubungkan kecerdasan rendah dengan cara yang merendahkan. Namun,, gagasan bahwa otak pada dasarnya adalah seperangkat neuron yang semakin usang.

Otak manusia mengandung lebih dari 80 miliar neuron, tetapi ini hanya menyumbang 15% dari total sel dalam rangkaian organ ini.

85% sisanya ditempati oleh jenis lain dari tubuh mikroskopis: sel glial yang disebut. Secara keseluruhan, sel-sel ini mereka membentuk zat yang disebut glia atau neuroglia, yang meluas melalui semua celah dan celah dari sistem saraf.

Saat ini, glia adalah salah satu bidang studi dengan perkembangan terbesar dalam ilmu saraf, mencari mengungkapkan semua tugasnya dan interaksi yang mereka lakukan sehingga sistem saraf berfungsi sebagaimana mestinya. Dan apakah otak saat ini tidak dapat dipahami tanpa memahami implikasi dari glia.

Penemuan sel glial

Istilah neuroglia diciptakan pada tahun 1856 oleh ahli patologi Jerman Rudolf Virchow. Ini adalah kata yang dalam bahasa Yunani berarti "lem (glia) neuronal (neuro)", karena pada saat penemuannya diperkirakan bahwa neuron-neuron itu dihubungkan bersama untuk membentuk saraf dan, lebih lanjut, bahwa akson adalah sekumpulan sel alih-alih bagian dari neuron. Karena hal ini, diasumsikan bahwa sel-sel ini yang ditemukan di dekat neuron adalah untuk membantu struktur saraf dan memfasilitasi penyatuan di antara mereka, dan tidak ada yang lain. Singkatnya, peran yang agak pasif dan tambahan.

Pada tahun 1887, peneliti terkenal Santiago Ramón y Cajal sampai pada kesimpulan bahwa neuron adalah unit independen dan bahwa mereka dipisahkan dari yang lain oleh ruang kecil yang kemudian dikenal sebagai ruang sinaptik. Ini berfungsi untuk membantah gagasan bahwa akson lebih dari sekadar bagian sel saraf independen. Namun, gagasan kepasifan glial tetap ada. Namun hari ini, sedang ditemukan bahwa kepentingannya jauh lebih besar dari apa yang seharusnya.

Di satu sisi, ironis bahwa nama yang telah diberikan kepada neuroglia adalah itu. Memang benar itu membantu dalam struktur, tetapi tidak hanya melakukan fungsi ini, tetapi juga untuk perlindungan mereka, perbaikan kerusakan, meningkatkan impuls saraf, menawarkan energi, dan bahkan mengendalikan aliran informasi, di antara banyak fungsi yang ditemukan. Mereka adalah alat yang ampuh untuk sistem saraf.

Jenis sel glial

Neuroglia adalah seperangkat berbagai jenis sel yang memiliki kesamaan yang ada di sistem saraf dan bukan neuron.

Ada beberapa jenis sel glial yang berbeda, tetapi saya akan fokus pada pembicaraan tentang empat kelas yang dianggap paling penting, serta menjelaskan fungsi paling penting yang ditemukan hingga saat ini. Seperti yang telah saya katakan, bidang ilmu saraf ini semakin maju setiap hari, dan di masa depan akan ada perincian baru yang tidak diketahui hari ini..

1. sel Schwann

Nama sel glia ini adalah untuk menghormati penemunya, Theodore Schwann, lebih dikenal sebagai salah satu bapak Teori Sel. Jenis sel glial ini adalah satu-satunya yang ditemukan di Peripheral Nervous System (SNP), yaitu, di saraf yang berjalan di seluruh tubuh.

Saat mempelajari anatomi serabut saraf pada hewan, Schwann mengamati sel-sel yang terhubung di sepanjang akson dan yang memberi perasaan seperti "mutiara" kecil; di luar ini, dia tidak memberi mereka lebih penting. Dalam penelitian selanjutnya, ditemukan bahwa unsur-unsur mikroskopis dalam bentuk manik-manik ini sebenarnya adalah selubung mielin, produk penting yang menghasilkan jenis sel ini..

Myelin adalah lipoprotein itu menawarkan isolasi terhadap impuls listrik ke akson, artinya, hal itu memungkinkan aksi potensial dipertahankan untuk waktu yang lebih lama dan lebih lama, membuat pembakaran listrik berjalan lebih cepat dan tidak menyebar melalui membran neuron. Artinya, mereka bertindak seperti karet yang menutupi kabel.

Sel Schwann memiliki kemampuan untuk mengeluarkan beberapa komponen neurotrofik, termasuk "Nervous Growth Factor" (FCN), faktor pertumbuhan pertama yang ditemukan dalam sistem saraf. Molekul ini berfungsi untuk merangsang pertumbuhan neuron selama perkembangan. Juga, karena jenis glia ini mengelilingi akson seolah-olah itu adalah sebuah tabung, ia juga memiliki pengaruh untuk menandai arah ke mana ia harus tumbuh..

Di luar ini, telah terlihat bahwa ketika saraf di SNP telah rusak, FCN disekresi sehingga neuron dapat tumbuh kembali dan memulihkan fungsinya. Ini menjelaskan proses di mana kelumpuhan sementara yang otot-otot menderita setelah istirahat istirahat menghilang.

Tiga sel Schwann yang berbeda

Untuk ahli anatomi pertama tidak ada perbedaan dalam sel Schwann, tetapi dengan kemajuan dalam mikroskop telah dimungkinkan untuk membedakan hingga tiga jenis berbeda, dengan struktur dan fungsi yang terdiferensiasi dengan baik. Yang saya gambarkan adalah yang "myelinic", karena mereka menghasilkan myelin dan yang paling umum.

Namun,, dalam neuron dengan akson pendek, ada jenis sel Schwann lain yang disebut "unmyelinated", karena tidak menghasilkan selubung mielin. Ini lebih besar dari yang sebelumnya, dan di dalamnya menyimpan lebih dari satu akson pada suatu waktu. Rupanya mereka tidak memproduksi selubung mielin, karena dengan membran mereka sendiri sudah berfungsi sebagai isolasi untuk akson yang lebih kecil ini.

Tipe terakhir dari bentuk neuroglia ini ditemukan pada sinaps antara neuron dan otot. Mereka dikenal sebagai terminal Schwann atau sel perisinaptik (antara sinapsis). Fungsi yang diberikan kepadanya saat ini terungkap berkat eksperimen yang direalisasikan oleh Richard Robitaille, seorang neurobiolog dari Universitas Montreal. Tes terdiri dari menambahkan utusan palsu ke sel-sel ini untuk melihat apa yang terjadi. Hasilnya adalah bahwa respons yang diekspresikan oleh otot diubah. Dalam beberapa kasus kontraksi meningkat, dalam kasus lain menurun. Kesimpulannya adalah itu Jenis glia ini mengatur aliran informasi antara neuron dan otot.

2. Oligodendrosit

Dalam Sistem Saraf Pusat (CNS) tidak ada sel Schwann, tetapi neuron memiliki bentuk lain dari lapisan mielin berkat jenis sel glial alternatif. Fungsi ini dilakukan yang terakhir dari jenis neuroglia yang ditemukan: yang dibentuk oleh oligodendrosit.

Namanya mengacu pada bagaimana mereka digambarkan oleh ahli anatomi pertama yang menemukan mereka; sel dengan banyak ekstensi kecil. Tetapi kebenarannya adalah bahwa nama itu tidak sesuai dengan mereka, karena beberapa waktu kemudian, seorang murid Ramón y Cajal, Pío del Río-Hortega, merancang perbaikan dalam pewarnaan yang digunakan pada saat itu, mengungkapkan morfologi yang benar: sel dengan beberapa ekstensi panjang, seolah-olah itu adalah lengan.

Myelin di CNS

Perbedaan antara oligodendrocytes dan sel Schwann myelinated adalah bahwa yang pertama tidak membungkus akson dengan tubuh mereka, tetapi mereka melakukannya dengan ekstensi panjang, seolah-olah mereka adalah tentakel gurita, dan melalui mereka myelin dikeluarkan. Selain itu, mielin dalam SSP tidak hanya untuk mengisolasi neuron.

Seperti yang ditunjukkan pada 1988 oleh Martin Schwab, deposisi mielin pada akson dalam neuron dalam kultur menghambat pertumbuhannya. Mencari penjelasan, Schwab dan timnya berhasil memurnikan beberapa protein myelin yang menyebabkan penghambatan ini: Nogo, MAG dan OMgp. Yang lucu adalah bahwa telah terlihat bahwa pada tahap awal perkembangan otak, protein MAG myelin merangsang pertumbuhan neuron, membuat fungsi terbalik pada neuron pada orang dewasa.. Alasan penghambatan ini adalah sebuah misteri, tetapi para ilmuwan berharap bahwa perannya akan segera diketahui.

Protein lain yang ditemukan di tahun 90-an ditemukan di myelin, kali ini oleh Stanley B. Prusiner: Prion Protein (PrP). Fungsinya dalam keadaan normal tidak diketahui, tetapi dalam keadaan bermutasi ia menjadi Prion dan menghasilkan varian penyakit Creutzfeldt-Jakob, umumnya dikenal sebagai penyakit sapi gila.. Prion adalah protein yang mendapatkan otonomi, menginfeksi semua sel glia, yang menghasilkan neurodegenerasi.

3. Astrosit

Jenis sel glial dijelaskan oleh Ramón y Cajal. Selama pengamatannya terhadap neuron, ia memperhatikan bahwa ada sel-sel lain di dekat neuron, berbentuk bintang; karenanya namanya. Terletak di SSP dan saraf optik, dan mungkin salah satu glia yang melakukan lebih banyak fungsi. Ukurannya dua sampai sepuluh kali lebih besar dari neuron, dan memiliki fungsi yang sangat beragam

Penghalang darah-otak

Darah tidak mengalir langsung ke SSP. Sistem ini dilindungi oleh Blood-Brain Barrier (BHE), membran permeabel yang sangat selektif. Astrosit terlibat aktif di dalamnya, bertanggung jawab untuk menyaring apa yang bisa terjadi pada pihak lain dan apa yang tidak. Terutama, mereka memungkinkan masuknya oksigen dan glukosa, untuk dapat memberi makan neuron.

Tetapi apa yang terjadi jika penghalang ini rusak? Selain masalah yang dihasilkan oleh sistem kekebalan tubuh, kelompok astrosit pindah ke daerah yang rusak dan bergabung bersama untuk membentuk penghalang sementara dan menghentikan pendarahan.

Astrosit memiliki kemampuan untuk mensintesis protein berserat yang dikenal sebagai GFAP, yang dengannya mereka mendapatkan ketahanan, selain mengeluarkan protein lain yang diikuti oleh protein yang memungkinkan mereka untuk mendapatkan ketahanan air. Secara paralel, astrosit mensekresikan neurotrof, untuk merangsang regenerasi di area tersebut.

Isi ulang baterai potasium

Fungsi lain yang dijelaskan dari astrosit adalah aktivitasnya untuk mempertahankan potensi aksi. Ketika neuron menghasilkan impuls listrik, ia mengumpulkan ion natrium (Na +) untuk menjadi lebih positif dengan bagian luar. Proses di mana muatan listrik dimanipulasi dari luar dan di dalam neuron menghasilkan keadaan yang dikenal sebagai depolarisasi, yang menyebabkan impuls listrik yang berjalan melalui neuron berakhir di ruang sinaptik. Selama perjalananmu, medium sel selalu mencari keseimbangan dalam muatan listrik, sehingga kehilangan kalium ion kali ini (K +), agar sesuai dengan medium ekstraseluler.

Jika ini selalu terjadi, pada akhirnya saturasi ion kalium akan dihasilkan di luar, yang berarti bahwa ion-ion ini akan berhenti keluar dari neuron, dan ini akan mengakibatkan ketidakmampuan untuk menghasilkan impuls listrik. Di sinilah astrosit memasuki adegan, mereka menyerap ion-ion ini di dalamnya untuk membersihkan ruang ekstraseluler dan membiarkannya terus mengeluarkan lebih banyak ion kalium. Astrosit tidak memiliki masalah dengan muatan, karena mereka tidak berkomunikasi dengan impuls listrik.

4. Mikroglia

Yang terakhir dari empat bentuk neuroglia yang paling penting adalah mikroglia. Ini ditemukan sebelum oligodendrocytes, tetapi diduga berasal dari pembuluh darah. Ini menempati antara 5 hingga 20 persen populasi glia SNC, dan pentingnya didasarkan pada kenyataan bahwa itu adalah dasar dari sistem kekebalan otak. Dengan memiliki perlindungan penghalang darah-otak, bagian bebas dari sel tidak diperbolehkan, dan ini termasuk orang-orang dari sistem kekebalan tubuh. Untuk alasan itu, otak membutuhkan sistem pertahanannya sendiri, dan ini dibentuk oleh jenis glia ini.

Sistem kekebalan tubuh SNC

Sel glia ini memiliki mobilitas yang hebat, yang memungkinkan untuk bereaksi dengan cepat terhadap masalah yang ditemukan di SSP. Mikroglia memiliki kemampuan untuk melahap sel, bakteri, dan virus yang rusak, serta melepaskan satu yang diikuti oleh agen kimia yang digunakan untuk melawan penyerang. Tapi penggunaan elemen-elemen ini dapat menyebabkan kerusakan kolateral, karena juga beracun bagi neuron. Karena itu, setelah konfrontasi harus menghasilkan, seperti halnya astrosit, neurotropik untuk memfasilitasi regenerasi daerah yang terkena.

Sebelumnya saya berbicara tentang kerusakan pada BBB, masalah yang sebagian disebabkan oleh efek samping dari mikroglia ketika leukosit melintasi BBB dan masuk ke otak. Bagian dalam CNS adalah dunia baru untuk sel-sel ini, dan mereka bereaksi terutama sebagai tidak diketahui seolah-olah itu adalah ancaman, menghasilkan respons kekebalan terhadapnya.. Mikroglia menginisiasi pertahanan, memprovokasi apa yang bisa kita katakan sebagai "perang saudara", yang menyebabkan banyak kerusakan pada neuron.

Komunikasi antara glia dan neuron

Seperti yang telah Anda lihat, sel-sel glia menjalankan beragam tugas. Tetapi bagian yang belum jelas adalah apakah neuron dan neuroglia saling berkomunikasi. Para peneliti pertama sudah memahami bahwa glia, tidak seperti neuron, tidak menghasilkan impuls listrik. Tetapi ini berubah ketika Stephen J. Smith memeriksa bagaimana mereka berkomunikasi, baik dengan satu sama lain maupun dengan neuron.

Smith memiliki intuisi bahwa neuroglia menggunakan ion kalsium (Ca2 +) untuk mengirimkan informasi, karena elemen ini adalah yang paling banyak digunakan oleh sel pada umumnya. Entah bagaimana, ia dan rekan-rekannya menceburkan diri ke dalam kolam dengan keyakinan ini (setelah semua "popularitas" ion tidak memberi tahu kita banyak tentang fungsi spesifiknya), tetapi mereka benar.

Para peneliti ini merancang percobaan yang terdiri dari kultur astrosit yang ditambahkan kalsium fluoresen, yang memungkinkan mikroskop fluoresensi melihat posisinya. Selain itu, ditambahkan di tengah neurotransmitter yang sangat umum, glutamat. Hasilnya langsung. Selama sepuluh menit mereka bisa melihat bagaimana fluoresensi masuk ke dalam astrosit dan bergerak di antara sel-sel seolah-olah itu adalah gelombang. Dengan percobaan ini mereka menunjukkan bahwa glia berkomunikasi antara itu dan neuron, karena tanpa neurotransmitter gelombang tidak dimulai.

Yang terakhir diketahui tentang sel glial

Melalui penelitian yang lebih baru, telah ditemukan bahwa glia mendeteksi semua jenis neurotransmiter. Selain itu, baik astrosit dan mikroglia memiliki kemampuan untuk memproduksi dan melepaskan neurotransmiter (walaupun unsur-unsur ini disebut gliotransmitter karena mereka berasal dari glia), sehingga mempengaruhi sinapsis neuron.

Bidang studi saat ini adalah melihat ke atas di mana sel-sel glia mempengaruhi fungsi umum otak dan proses mental yang kompleks, seperti belajar, memori atau tidur.