Karakteristike mijelina, funkcije, proizvodnja i bolesti

mijelin, ili mijelinske ovojnice, masna je tvar koja okružuje živčana vlakna i ima funkciju povećanja brzine živčanih impulsa, olakšavajući komunikaciju između neurona. Također omogućuje veću uštedu energije živčanog sustava.

Mielin se sastoji od 80% lipida i 20% proteina. U središnjem živčanom sustavu, živčane stanice koje ga proizvode su glija stanice nazvane oligodendrociti. Dok se nalaze u perifernom živčanom sustavu, pojavljuju se kroz Schwannove stanice.

Dva glavna proteina mijelina koji proizvode oligodendrociti su PLP (proteolipidni protein) i MBP (mijelinski bazični protein).

Kada se mijelin ne razvija pravilno ili je iz nekog razloga povrijeđen, naši živčani impulsi usporavaju ili postaju blokirani. To je ono što se događa kod demijelinizirajućih bolesti, što dovodi do simptoma kao što su ukočenost, nedostatak koordinacije, paraliza, vid i kognitivni problemi.

Otkriće mijelina

Ova supstanca otkrivena je sredinom 19. stoljeća, ali gotovo pola stoljeća prije nego što je otkrivena njegova važna funkcija izolatora..

Sredinom devetnaestog stoljeća znanstvenici su pronašli nešto čudno u živčanim vlaknima koja su se razgibala od kičmene moždine. Primijetili su da su prekriveni sjajnom bijelom masnom tvari.

Njemački patolog Rudolf Virchow prvi je upotrijebio koncept "mijelina". Ona dolazi od grčke riječi "myelós", što znači "koštana srž", koja se odnosi na nešto središnje ili unutarnje.

To je bilo zato što je mislio da je mijelin unutar živčanih vlakana. To je pogrešno uspoređeno s koštanom srži.

Kasnije je utvrđeno da je ova supstanca obavila aksone neurona, tvoreći mahune. Bez obzira na to gdje se nalaze mijelinske ovojnice, funkcija je ista: učinkovito prenosi električne signale.

1870-ih francuski liječnik Louis-Antoine Ranvier primijetio je da je mijelinska ovojnica diskontinuirana. Naime, duž aksona postoje intervali koji nemaju mijelin. Oni su usvojili ime Ranvier nodula i služe za povećanje brzine provodenja živaca.

Kako je strukturiran mijelin?

Mijelin okružuje akson ili produžetak živca stvarajući cijev. Cijev ne tvori kontinuiranu prevlaku, već se sastoji od niza segmenata. Svaka od njih mjeri oko 1 mm.

Između segmenata nalaze se mali komadi nepokrivenog aksona zvani Ranvier noduli. One mjere od 1 do 2 mikrometra.

Dakle, akson obložen mijelinom nalikuje ogrlici izduženih bisera. To olakšava solarni provod živčanog impulsa, tj. Signali "skok" iz jednog čvora u drugi. To omogućuje da brzina provođenja bude brža u mijeliniziranom neuronu nego u drugoj bez mijelina.

Mijelin također služi kao elektrokemijski izolator tako da se poruke ne šire u susjedne stanice i povećavaju otpornost aksona..

Ispod moždane kore postoje milijuni aksona koji povezuju kortikalne neurone s onima u drugim dijelovima mozga. U ovom tkivu postoji visoka koncentracija mijelina koja mu daje neprozirnu bijelu boju. Stoga se naziva bijela tvar ili bijela tvar.

Kako se proizvodi?

Oligodendrocit može proizvesti do 50 dijelova mijelina. Kada se razvija središnji živčani sustav, te stanice proizvode produženja koja nalikuju veslima kanua.

Zatim se svaki od njih nekoliko puta valja oko dijela aksona, stvarajući slojeve mijelina. Zahvaljujući svakom veslu, dakle, dobiva se segment mijelinske ovojnice aksona.

U perifernom živčanom sustavu nalazi se i mijelin, ali ga proizvodi vrsta živčanih stanica koje se nazivaju Schwannove stanice.

Većina aksona perifernog živčanog sustava prekrivena je mijelinom. Mijelinske ovojnice također su segmentirane kao u središnjem živčanom sustavu. Svaka mijelinizirana površina odgovara jednoj Schwannovoj ćeliji koja je nekoliko puta omotana oko aksona.

Kemijski sastav mijelina koji proizvode oligodendrociti i Schwannove stanice je različit.

Stoga, kod multiple skleroze, imunološki sustav ovih pacijenata napada samo mijelinski protein proizveden oligodendrocitima, ali ne onaj generiran Schwannovim stanicama. Dakle, periferni živčani sustav nije oštećen.

značajke

Svi aksoni živčanog sustava gotovo svih sisavaca prekriveni su mijelinskim omotačima. One su odvojene jedna od druge čvorićima Ranviera.

Akcijski potencijali različito putuju aksonima s mijelinom nego onima koji nisu unesrećeni (bez ove tvari).

Mijelin se omata oko aksona ne dopuštajući izvanstaničnoj tekućini da uđe između njih. Jedino mjesto na aksonu koje kontaktira ekstracelularnu tekućinu nalazi se u Ranvierovim čvorićima, između svakog mijelinskog omotača.

Tako se stvara akcijski potencijal i putuje kroz mijelinizirani akson. Dok prelazi zonu punu mieline, potencijal se smanjuje, ali ipak ima snagu da oslobodi još jedan potencijal djelovanja u sljedećem čvorištu. Potencijali se ponavljaju u svakom Ranvierovom čvoru, koji se naziva "slano" provođenje..

Ova vrsta vožnje olakšana strukturiranjem mijelina, omogućuje da impulsi putuju mnogo brže kroz naš mozak.

Dakle, možemo reagirati na vrijeme na moguće opasnosti ili razviti kognitivne zadatke u sekundi. Osim toga, to dovodi do velike uštede energije za naš mozak.

Razvoj mijelinskog i živčanog sustava

Proces mijelinizacije je spor i počinje približno 3 mjeseca nakon oplodnje.

Razvija se u različito vrijeme, ovisno o području živčanog sustava koji se formira. Na primjer, prefrontalna regija je posljednje područje koje je mijelinizirano i odgovorno je za složene funkcije kao što su planiranje, inhibicija, motivacija, samoregulacija itd..

Na rođenju su samo neka područja mozga potpuno mijelinirana. Kao regije moždanog debla, koje usmjeravaju reflekse. Kada su aksoni mijelinirani, neuroni postižu optimalno funkcioniranje i bržu i učinkovitiju vožnju.

Iako proces mijelinizacije započinje u postpanatalnom razdoblju, aksoni neurona hemisfera mozga provode taj proces malo kasnije..

Od četvrtog mjeseca života neuroni se mijeli do drugog djetinjstva (između 6 i 12 godina). Zatim se nastavlja u adolescenciji (od 12 do 18 godina) do rane odrasle dobi, što je povezano s razvojem složenih kognitivnih funkcija.

Primarna senzorna i motorička područja moždane kore počinju svoju mielinaciju prije frontalnih i parijetalnih asocijacijskih zona. Potonji su potpuno razvijeni tijekom 15 godina.

Commissuralna, projekcijska i asocijacijska vlakna su mielinirana kasnije od primarnih zona. Ustvari, struktura koja objedinjuje obje moždane hemisfere (tzv. Corpus callosum), razvija se nakon rođenja i završava svoju mijelinizaciju na 5 godina. Veća mijelinacija corpus callosum povezana je s boljim kognitivnim funkcioniranjem.

Dokazano je da proces mijelinizacije ide ruku pod ruku s kognitivnim razvojem ljudskog bića. Neuronske veze cerebralnog korteksa postaju složene, a njihova mijelinizacija povezana je s izvođenjem sve složenijih ponašanja.

Primjerice, primijećeno je da se radna memorija poboljšava kada se razvije frontalni režanj i mijelinat. Isto se događa s vizuospacijskim vještinama i mijelinizacijom parijetalnog područja.

Kompliciranije motoričke sposobnosti, kao što je sjedenje ili hodanje, razvijaju se pomalo paralelno s mijelinizacijom mozga.

His et al. (2008) otkrili su da područja Broca i Wernicke prolaze kroz vrhunac brze mijelinizacije u isto vrijeme prije 18 mjeseci starosti. Nakon tog doba dolazi do usporavanja procesa mijelinizacije. Autori povezuju tu činjenicu s brzim razvojem vokabulara oko 2 godine.

S druge strane, lučni fascikulus, struktura koja se spaja s područjem Broca i Wernicke, nastavlja proces brze mijelinizacije nakon ovog doba. Sigurno je to povezano s usvajanjem složenijeg jezika.

Zapravo, neuropsihološka procjena djece temelji se na ideji da je razvoj kognitivnih funkcija djece ekvivalentan njihovom cerebralnom sazrijevanju. Taj se proces odvija u dvije različite osi: vertikalnoj osi i horizontalnoj osi.

Proces cerebralnog sazrijevanja slijedi vertikalnu os, počevši od subkortikalnih struktura prema kortikalnim strukturama (od moždanog stabla prema gore). Osim toga, jednom unutar korteksa, održava vodoravni smjer. Počevši od primarnih zona i nastavljajući se prema regijama pridruživanja.

Ovo horizontalno sazrijevanje dovodi do progresivnih promjena unutar iste hemisfere mozga. Osim toga, ona uspostavlja strukturne i funkcionalne razlike između dviju hemisfera.

Bolesti povezane s mijelinom

Neispravna mijelinizacija je glavni razlog neuroloških bolesti. Kada aksoni izgube svoj mijelin, koji je poznat kao demijelinacija, električni signali živaca se mijenjaju.

Demijelinacija se može pojaviti zbog upala, metaboličkih ili genetskih problema. Iako, bez obzira na uzrok, gubitak mijelina uzrokuje značajnu disfunkciju živčanih vlakana. Posebno, on smanjuje ili blokira živčane impulse između mozga i ostatka tijela.

Istraživači su 1980. kemijski izazvali gubitak mijelina u leđnoj moždini mačaka. Otkrili su da su živčani impulsi putovali sporije duž živčanih vlakana. To je uzrokovalo da većinu vremena signali nisu dosegli kraj aksona.

Tijekom tog razdoblja identificirani su i elementi mijelina, kao što su proteini koji ga stvaraju i geni koji ih kodiraju. Pomoću miševa izmijenili su gene koji su proizveli te proteine, što je rezultiralo nedostatkom mijelina.

Zahvaljujući ovim modelima miševa, bilo je moguće znati više o demijelinizirajućim bolestima.

Gubitak mijelina u ljudi povezan je s nekoliko poremećaja središnjeg živčanog sustava kao što je moždani udar, ozljede kralježnične moždine i multipla skleroza..

Neke od najčešćih bolesti povezanih s mijelinom su:

- Multipla skleroza: u ovoj bolesti, imunološki sustav koji je odgovoran za obranu tijela bakterija i virusa, pogrešno napada mijelinske ovojnice. To uzrokuje da živčane stanice i kičmena moždina ne mogu međusobno komunicirati ili slati poruke mišićima.

Simptomi se kreću od umora, slabosti, boli i obamrlosti, do paralize, pa čak i do gubitka vida. Također uključuje kognitivno oštećenje i motoričke poteškoće.

- Akutni diseminirani encefalomijelitis: pojavljuje se zbog upale mozga i kratke, ali intenzivne srži koja oštećuje mijelin. Može doći do gubitka vida, slabosti, paralize i poteškoća u koordiniranju pokreta.

- Poprečni mijelitis: upala leđne moždine koja uzrokuje gubitak bijele tvari na ovom mjestu.

Ostala stanja su neuromyelitis optica, Guillain-Barré sindrom ili demijelinizirajuće polineuropatije.

Što se tiče nasljednih bolesti koje pogađaju mijelin, leukodistrofija i Charcot-Marie-Tooth bolest može se spomenuti. Ozbiljnije stanje koje snažno ugrožava mijelin je Canavanova bolest.

Simptomi demijelinizacije vrlo su različiti ovisno o funkcijama uključenih živčanih stanica. Manifestacije variraju ovisno o svakom pacijentu i bolesti, te imaju različite kliničke prikaze prema svakom pojedinom slučaju. Najčešći simptomi su:

- Umor ili umor.

- Problemi vida: kao što je zamagljen vid u središtu vidnog polja, što utječe samo na jedno oko. Bol se može pojaviti i kad se oči pomaknu. Drugi simptom je dvostruki vid ili smanjen vid.

- Gubitak sluha.

- Tinitus ili tinitus, što je percepcija zvukova ili zujanje u ušima bez vanjskih izvora koji ih proizvode.

- Trnci ili obamrlost nogu, ruku, lica ili trupa. To se obično naziva neuropatija.

- Slabost ekstremiteta.

- Simptomi se pogoršavaju ili se ponovno pojavljuju nakon izlaganja toplini, primjerice nakon vrućeg tuša.

- Promjena kognitivnih funkcija kao što su problemi s pamćenjem ili govorne poteškoće.

- Problemi koordinacije, ravnoteže ili preciznosti.

Trenutno se provode istraživanja na mijelinu za liječenje demijelinizirajućih bolesti. Znanstvenici nastoje regenerirati oštećeni mijelin i spriječiti kemijske reakcije koje uzrokuju takva oštećenja.

Oni također razvijaju lijekove za zaustavljanje ili ispravljanje multiple skleroze. Osim toga, istražuju koja su antitijela posebno ona koja napadaju mijelin i mogu li matične stanice preokrenuti oštećenje demijelinacije.

reference

1. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija ponašanja 8. Ed Madrid: Pearson.
2. Akutno diseminirani encefalomijelitis. (N. D.). Preuzeto 14. ožujka 2017. iz Nacionalnog instituta za neurološke poremećaje i moždani udar: english.ninds.nih.gov.
3. Mijelin. (N. D.). Preuzeto 14. ožujka 2017., s Wikipedije: en.wikipedia.org.
4. Mijelinska ovojnica i multipla skleroza (MS). (9. ožujka 2017.) Dobiveno iz Emedicinehealth: emedicinehealth.com.
5. Mijelin: Pregled. (24. ožujka 2015.) Preuzeto s BrainFacts: brainfacts.org.
6. Morell P., Quarles R.H. (1999). Mijelinski korice. U: Siegel G.J., Agranoff B.W., Albers R.W., et al., Eds. Osnovna neurokemija: molekularni, stanični i medicinski aspekti. 6. izdanje. Philadelphia: Lippincott-Raven. Dostupno na: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Robertson, S. (11. veljače 2015.). Što je Myelin? Preuzeto iz vijesti Medicinske znanosti o životu: news-medical.net.
8. Rosselli, M., Matute, E., i Ardila, A. (2010). Neuropsihologija razvoja djeteta. Meksiko, Bogota: Uvodnik Moderni priručnik.