Peran glia dalam penyakit neurologis

Karena kepercayaan bahwa sel glial hanya ada untuk memberikan dukungan struktural pada neuron, Semakin banyak ditemukan bahwa unsur-unsur mikroskopis ini sangat terlibat dalam berfungsinya sistem saraf dengan benar. Di antara fungsi-fungsi yang biasa dilakukan oleh glia, kita menemukan pertahanan terhadap kerusakan dan penyerbu, nutrisi neuron atau perbaikan impuls listrik, yang berarti bahwa mereka lebih dari sekadar dukungan sederhana dalam pengembangan neuron dan seperti yang dipikirkan di masa lalu.

Dari penelitian yang berkembang pada glia, kami juga melihat bagaimana sel-sel ini (yang mewakili sebagian besar komponen otak) terlibat dalam penyakit dan gangguan neurologis, sesuatu yang sampai sekarang hanya dilakukan dalam penyelidikan berbagai jenis neuron.

Penting untuk memahami sejauh mana intervensi neuroglia dalam proses ini, karena ini mungkin salah satu jalan menuju penemuan penyembuhan di masa depan..

Ulasan singkat: apa itu glia?

Dalam Sistem Saraf Pusat (SSP) yang kami temukan tiga kelas utama sel glial: oligodendrosit, yang bertanggung jawab untuk menempatkan selubung mielin ke neuron; mikroglia, yang fungsinya adalah melindungi otak; dan astrosit, yang menghadirkan banyak fungsi untuk membantu neuron.

Berbeda dengan SNC, dalam Sistem Saraf Periferal (SNP) hanya satu jenis utama neuroglia yang ditemukan, sel Schwann, yang dibagi menjadi tiga. Terutama, mereka bertanggung jawab untuk menghasilkan lapisan mielin di akson neuron.

• Untuk mengetahui lebih banyak tentang topik ini, Anda dapat berkonsultasi dengan artikel ini: "Sel glial: lebih dari lem neuron"

Penyakit dan gangguan yang berhubungan dengan glia

Saat ini, Ada semakin banyak bukti bahwa neuroglia berperan dalam penyakit yang mempengaruhi SSP, baik untuk yang baik maupun yang buruk. Di sini saya menyajikan daftar kecil dari mereka, yang mencakup berbagai jenis penyakit, di mana saya berkomentar implikasinya (yang sekarang dikenal) dari sel glial di dalamnya. Kemungkinan banyak detail lainnya akan ditemukan di masa depan.

1. Kelumpuhan sementara dan permanen

Kelumpuhan terjadi ketika koneksi antara neuron diikuti oleh neuron terputus, karena "jalur komunikasi" -nya telah rusak. Pada prinsipnya, glia dapat melepaskan zat yang dikenal sebagai neurotrof yang meningkatkan pertumbuhan saraf. Seperti yang terjadi di SNP, ini memungkinkan untuk memulihkan mobilitas dari waktu ke waktu. Tapi ini bukan kasus di CNS, menderita kelumpuhan permanen.

Untuk menunjukkan bahwa glia terlibat dalam non-pemulihan, karena itu adalah satu-satunya yang membedakan perubahan neurologis ini ketika terjadi di SNP atau di SSP, Albert J. Aguayo, pada 1980-an, melakukan percobaan di mana tikus dengan sumsum tulang belakang yang rusak (yaitu, dengan kelumpuhan), mereka menerima transplantasi jaringan saraf siatik menuju area yang terkena dampak. Hasilnya adalah bahwa dalam dua bulan, tikus-tikus itu kembali bergerak dengan sangat alami.

Dalam penyelidikan selanjutnya, telah ditemukan bahwa ada sejumlah faktor yang tidak memungkinkan pemulihan total koneksi. Salah satunya adalah myelin itu sendiri yang mereka hasilkan oligodendrocytes, yang, ketika membentuk selubung, mencegah pertumbuhan neuron. Tujuan dari proses ini tidak diketahui saat ini. Faktor lain adalah kelebihan kerusakan yang ditimbulkan oleh mikroglia, karena zat yang dilepaskan untuk mempertahankan sistem juga berbahaya bagi neuron.

2. Penyakit Creutzfeldt-Jakob

Penyakit neurodegeneratif ini disebabkan oleh infeksi prion, yang merupakan protein abnormal yang telah mendapatkan otonomi. Nama lain yang diterima adalah ensefalopati spongiformis, karena otak mereka yang terkena berakhir berlubang, memberi perasaan spons. Salah satu variannya menyebabkan peringatan kesehatan di tahun sembilan puluhan, yang dikenal sebagai penyakit sapi gila.

Ditransmisikan jika dicerna, prion memiliki kemampuan untuk melintasi penghalang darah-otak selektif dan tinggal di otak. Di CNS, ia menginfeksi neuron serta astrosit dan mikroglia, mereplikasi dan membunuh sel-sel dan menciptakan lebih banyak prion.

Saya belum melupakan oligodendrocytes, dan sepertinya begitu Jenis glia ini menolak infeksi oleh prion, tetapi tidak tahan terhadap kerusakan oksidatif yang muncul sebagai bagian dari perjuangan yang dilakukan mikroglia dalam upaya untuk mempertahankan neuron. Pada tahun 2005, dilaporkan bahwa protein dalam keadaan normal yang menghasilkan prion ditemukan di mielin CNS, meskipun tidak diketahui apa fungsinya di dalamnya..

3. Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

ALS adalah penyakit degeneratif yang mempengaruhi neuron motorik, bahwa sedikit demi sedikit mereka kehilangan fungsionalitas, menyebabkan kehilangan mobilitas sampai mereka mencapai kelumpuhan.

Penyebabnya adalah mutasi pada gen yang mengkode enzim Superoxide Dismutase 1 (SOD1), yang memiliki fungsi mendasar untuk kelangsungan hidup sel, yang merupakan eliminasi radikal bebas dari oksigen. Bahaya radikal adalah ketidakseimbangan muatan dalam sitoplasma, yang pada akhirnya menyebabkan malfungsi seluler dan kematian..

Dalam percobaan dengan tikus dengan varian mutasi gen SOD1, terlihat bagaimana mereka mengembangkan penyakit ALS. Jika mutasi pada neuron motorik dicegah, tikus tetap sehat. Kejutan muncul dengan kelompok kontrol, di mana hanya motoneuron yang menunjukkan mutasi. Teorinya menunjukkan bahwa pada tikus ini, motoneuron akan mati dan menghasilkan penyakit. Tapi ini tidak terjadi, dan yang mengejutkan semua orang, tikus itu ternyata sehat. Kesimpulannya adalah itu sel-sel di dekat motor neuron (glia) memiliki beberapa mekanisme yang terkait dengan SOD1 yang mencegah degenerasi saraf.

Secara khusus, penyelamat neuron adalah astrosit. Jika motoneuron sehat yang tumbuh dalam plak dikaitkan dengan kekurangan astrosit dalam SOD1, mereka sekarat. Kesimpulan yang diambil adalah bahwa astrosit bermutasi melepaskan beberapa jenis zat beracun untuk neuron motorik, menjelaskan mengapa hanya jenis neuron ini yang mati dalam perkembangan penyakit. Tentu saja, agen beracun masih tetap menjadi misteri dan objek investigasi.

4. Nyeri kronis

Nyeri kronis adalah gangguan yang permanen sel-sel nyeri tetap aktif, tanpa kerusakan yang menyebabkan rangsangan mereka. Nyeri kronis berkembang ketika ada perubahan dalam sirkuit nyeri SSP setelah cedera atau penyakit.

Linda Watkins, seorang peneliti nyeri di University of Colorado, menduga bahwa mikroglia mungkin terlibat dalam nyeri kronis dengan mampu melepaskan sitokin, suatu zat yang disekresikan dalam respon inflamasi dan mengaktifkan rasa sakit..

Untuk memeriksa apakah ia benar, ia melakukan tes pada tikus dengan nyeri kronis yang disebabkan oleh kerusakan pada tulang belakang. Ini diberikan minocycline, yang menargetkan mikroglia, mencegah aktivasi dan, sebagai konsekuensinya, tidak melepaskan sitokin.. Hasilnya langsung, dan tikus berhenti menderita sakit.

Kelompok studi yang sama menemukan mekanisme dimana mikroglia mengenali ketika suatu daerah rusak. Neuron yang rusak melepaskan zat yang dikenal sebagai fraktin, bahwa mikroglia mengenali dan membela sitokin yang mengeluarkan. Masalah nyeri kronis adalah karena beberapa alasan, mikroglia tidak berhenti melepaskan sitokin, terus-menerus merangsang produksi sensasi rasa sakit, meskipun tidak ada lagi kerusakan..

5. Alzheimer

Alzheimer adalah penyakit itu menghancurkan neuron dan komunikasi mereka, menghasilkan hilangnya memori. Tanda penyakit ini pada anatomi otak adalah penampilan plak pikun di berbagai wilayah otak. Plak ini adalah agregat dari protein yang disebut beta-amiloid, yang beracun bagi neuron.

Yang menghasilkan akumulasi racun ini adalah astrosit. Jenis glia ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan beta-amiloid peptida, karena dapat memproses prekursornya, Amiloid Prekursor Protein (PPA). Alasan terjadinya hal ini belum jelas.

Tanda lain adalah bahwa di sekitar piring sejumlah besar mikroglia diamati, yang dalam upaya untuk mempertahankan jaringan, dikelompokkan untuk melawan penumpukan beta-amiloid dan melepaskan zat beracun (seperti sitokin, kemokin, atau oksigen reaktif), yang alih-alih membantu, meningkatkan kematian neuron, karena racun bagi mereka. Selain itu, mereka tidak memiliki efek pada plak pikun.