Úvod

Všechny orgány se nacházejí v mnohobuněčných organismů jsou tvořeny dvěma typy buněk; parenchymálních buněk a podpůrných buněk. Parenchymální buňky se podílejí na provádění hlavní funkce tohoto orgánu, jako jsou nefrony v ledvinách a myocyty v srdci atd. Podpůrné buňky jsou zodpovědné za udržování struktury orgánu. Kromě toho také poskytují podporu výživy a ochranu parenchymálních buněk. Parenchymální buňky nemohou vykonávat svou funkci bez těchto podpůrných buněk.

nervový systém je také tvořen těmito dvěma typy buněk. Parenchymální buňky jsou v tomto případě neurony, které mohou přenášet nervové impulsy a mohou je také analyzovat. Podpůrné buňky jsou gliové buňky. Jsou to specializované buňky hojně přítomné jak v centrálním, tak v periferním nervovém systému. Tyto gliové buňky poskytují podporu několika způsoby a jsou nezbytné pro normální fungování nervového systému.

oligodendrocyty jsou jednou z těchto gliových buněk. Jsou exkluzivní pro centrální nervový systém. Jejich hlavní funkcí je tvořit myelinový plášť kolem axonů v centrálním nervovém systému. V tomto článku budeme studovat strukturu oligodendrocytů, jejich vývoj, funkce, klasifikace a klinické stavy spojené s nimi. Tak čti dál.

struktura

oligodendrocyty jsou gliové buňky, které mají buněčné tělo a buněčné procesy. Jak je zřejmé z názvu, oligodendrocyty (oligo=několik) mají malý počet procesů vycházejících z buněčného těla.

tyto buňky mají malé buněčné tělo, které obsahuje sférické jádro. Jiné organely jsou v těchto buňkách řídké. Celé tělo buňky je obsazeno sférickým jádrem. V těchto buňkách je však přítomno hojné hladké endoplazmatické retikulum pro syntézu myelinu.

malé procesy vyzařují z buněčného těla oligodendrocytů. Tyto procesy se ovíjejí kolem axonů neuronů nalezených v CNS. Bude vysvětleno dále pod nadpisem funkce.

oligodendrocyty a související procesy nejsou pod světelným mikroskopem příliš viditelné. Objevují se jako malé buňky s kondenzovaným jádrem a nezbarvenou cytoplazmou pod světelným mikroskopem pomocí rutinních skvrn. Podrobný obraz těchto buněk se získá pomocí elektronového mikroskopu.

klasifikace

oligodendrocyty přítomné v centrálním nervovém systému jsou rozděleny do dvou hlavních typů; myelinizační a nemyelinizační.

Myelinizační oligodendrocyty

ty se nacházejí v bílé hmotě mozku a míchy. Jedná se o primární gliové buňky v CNS, které se podílejí na syntéze myelinu kolem nervových vláken.

buňky zařazené do této kategorie mohou být dále klasifikovány na základě vzoru myelinového pláště, který tvoří.

• Typ I: tyto buňky tvoří několik segmentů myelinu na stejných nebo různých axonech. Takto vytvořené myelinové segmenty mají různorodou orientaci.
• typ II: tyto buňky mají strukturu podobnou buňkám typu I. Myelinové segmenty tvořené buňkami typu II jsou však uspořádány paralelně k sobě.
• typ III: tyto buňky malý počet myelinových segmentů na axony, které mají velký průměr.

nemyelinizační oligodendrocyty

ty se nacházejí v šedé hmotě CNS. Tyto buňky nevytvářejí myelinový plášť kolem axonů. Jsou to také satelitní oligodendrocyty. Jejich funkcí je regulovat extracelulární tekutinu obklopující neurony v šedé hmotě.

vývoj

gliové buňky přítomné v nervovém systému jsou rozděleny do dvou kategorií; mikroglie a makroglie. Obě tyto kategorie mají odlišný embryologický původ. Mikrogliální buňky jsou odvozeny z mezenchymálních buněk, zatímco makroglie včetně oligodendrocytů jsou odvozeny z neuroektodermu.

stejně jako ostatní makrogliální buňky jsou oligodendrocyty také odvozeny z neuroepitelu neurální trubice. Tyto neuroepiteliální buňky se diferencují za vzniku glioblastů nazývaných také spongioblasty.

tyto blastové buňky vedou ke vzniku oligodendroblastů, které jsou bezprostředními prekurzory oligodendrocytů.

bylo zjištěno, že mozek a mícha obsahují různé třídy oligodendrocytů. Tyto třídy se liší vzhledem k jejich embryologickému vývoji.

v míše neuroepiteliální buňky nejprve vyvolávají motorické neurony ve ventrální komorové zóně. Poté přecházejí na glioblasty. Oligodendroblasty (oligodendrocytové prekurzorové buňky), které pocházejí z těchto glioblastů, se pohybují po míše a diferencují se za vzniku oligodendrocytů.

v případě mozku vznikají prekurzorové buňky oligodendrocytů nejprve v předním mozku. První vlna prekurzorových buněk vzniká ze střední eminence. Tyto buňky naplňují celý embryonální přední mozek. Tyto buňky jsou později spojeny druhou vlnou přicházející z kaudální eminence. Třetí a poslední vlna prekurzorových buněk vznikají po narození v postnatální kůře. Všechny tyto prekurzorové buňky se nakonec diferencují od oligodendrocytů.

diferenciace prekurzorových buněk na oligodendrocyty

proces diferenciace prekurzorových buněk oligodendrocytů za vzniku oligodendrocytů je regulován různými signalizačními mechanismy během embryologického vývoje.

proces myelinizace také začíná během procesu diferenciace. Bylo zjištěno, že oligodendrocyty mohou ensheath axony a tvoří myelinový plášť během rané fáze diferenciace. Tyto buňky mají pouze malé časové rozpětí pro vytvoření myelinového pláště. Jakmile jsou oligodendrocyty zralé, nemohou ensheath další axony a myelinizační proces nemůže pokračovat.

podrobný popis myelinizace oligodendrocyty je uveden v následující části.

Funkce

nejdůležitější funkcí oligodendrocytů je tvoří myelinové pochvy kolem axonů v mozku a míše. Zde budeme diskutovat o podrobnostech procesu myelinace oligodendrocyty.

proces myelinizace

proces myelinizace oligodendrocyty zahrnuje následující kroky.

Balení Axony

proces myelinizace začíná, když procesy oligodendrocyty obal kolem axonů nacházejí v bílé hmotě. Oligodendrocyty se náhodně nezakrývají kolem axonů. Proces je spíše regulován různými signalizačními mechanismy.

oligodendrocyty vybírají axony o průměru větším než 0,2 mikrometru. Jeden oligodendrocyt se může ovinout kolem více axonů pocházejících z různých neuronů. Balení více axonů je vysoce koordinovaný proces. Různé axony nejsou zabaleny postupně v různých časech. Spíše balení více axonů probíhá současně během krátké doby.

tvorba více membránových vrstev

připomeňme, že myelinový plášť se skládá z více vrstev plazmatické membrány. Jakmile proces oligodendrocytů zabalí axon, začne se otáčet kolem nervového vlákna.

tímto způsobem se axonální nervové vlákno obklopí po sobě jdoucími vrstvami plazmatické membrány oddělenými cytoplazmou. Tyto vrstvy plazmatické membrány jsou bohaté na fosfolipidy a myelinové proteiny, které tvoří biochemické složení myelinového pláště.

kondenzace cytoplazmy

zpočátku jsou po sobě jdoucí membránové vrstvy v myelinovém plášti odděleny cytoplazmou. Tato struktura se jeví jako silné odsazení na nervovém vlákně.

jakmile je více vrstev ovinuto kolem axonu, cytoplazma mezi těmito vrstvami začne kondenzovat. Kondenzace cytoplazmy způsobuje fúzi vrstev.

po kondenzaci cytoplazmy je proces tvorby myelinového pláště dokončen. Skládá se z přeslenů plazmatické membrány bohaté na fosfolipidy a určité proteiny.

regulace Myelinačního procesu

myelinace oligodendrocyty nenastává náhodně. Proces spíše probíhá vysoce regulovaným a koordinovaným způsobem.

nástup myelinizace je spojen s diferenciací oligodendrocytů a neuronů v CNS. Nástup myelinizace v CNS je určen nejen diferenciací oligodendrocytů, ale také celkovou neuronální diferenciací.

neuronální aktivita v CNS poskytuje důležitý signál pro nástup myelinizace. To bylo prokázáno experimentem na potkanech. Optický nerv potkanů, kteří byli pěstováni ve tmě, vyvinul méně myelinizovaných axonů ve srovnání s optickým nervem normálních potkanů v kontrolní skupině.

bylo zjištěno, že stupeň myelinizace závisí na neuronální aktivitě. Zvýšení neuronální aktivity zvyšuje stupeň myelinizace a naopak.

metabolická podpora a výživa

připomeňme, že v CNS máme dva typy oligodendrocytů. Myelinizační oligodendrocyty tvoří myelinový plášť kolem axonů. Na druhé straně nemyelinizační oligodendrocyty poskytují metabolickou podporu neuronům.

satelitní nebo nemyelinizační axony jsou přítomny těsně přiléhající k neuronům v šedé hmotě. Zde poskytují podporu pro produkci některých signálních molekul. Oligodendrocyty mohou poskytovat metabolity pro syntézu signálních molekul včetně následujících;

• Gliální buněčné linie-odvozený neurotrofní faktor (GDNF)
• Mozku odvozený neurotrofický faktor (BDNF)
• Inzulín-jako růstový faktor-1 (IGF-1)

satelitní oligodendrocyty jsou také zapojeny v regulaci extracelulární tekutiny, obklopující neurony. Mohou také poskytnout myelinový plášť poškozeným buňkám po poškození demyelinizace. Tato funkce hraje hlavní roli při regeneraci neuronů po několika poraněních CNS.

klinické stavy

pojďme nyní hovořit o některých patologických stavech spojených s oligodendrocyty. Různé klinické stavy, které mohou ovlivnit funkce oligodendrocytů, jsou popsány níže.

roztroušená skleróza

roztroušená skleróza je porucha nervového systému charakterizovaná demyelinizací nervových vláken. Při této nemoci jsou oligodendrocyty poškozeny, což vede k demyelinizaci nervových vláken v CNS.

onemocnění je neznámého původu a může se vyskytnout v důsledku mnoha genetických a environmentálních faktorů. Pacienti mají širokou škálu neurologických příznaků. Patří mezi ně ztráta zraku, nezřetelná řeč, ataxie, necitlivost, brnění, svalové křeče atd. Specifické příznaky však závisí na umístění léze.

leukodystrofie

tato porucha je charakterizována destrukcí bílé hmoty v centrálním nervovém systému. Je to způsobeno abnormální nebo nedokonalou syntézou myelinového pláště kolem axonů.

jsou vidět různé patologické varianty tohoto onemocnění. Jsou způsobeny různými patologiemi vznikajícími v oligodendrocytech. Příklad;

• v jednom případě jsou oligodendrocyty zničeny akumulací sulfatidů v buňkách.
• při jiném incidentu jsou oligodendrocyty pohlceny makrofágy nalezenými v CNS.

smrt oligodendrocytů z těchto důvodů vede k jejich neschopnosti vytvořit myelinový plášť kolem axonů. Výsledkem je zničení bílé hmoty v CNS.

Hypoxické Poranění

Oligodendrocyty jsou citlivé na hypoxické poranění, kdy jsou v nezralém stádiu. To se běžně vyskytuje ve středním období těhotenství. Smrt nezralých oligodendrocytů v důsledku hypoxického poškození může mít škodlivé důsledky pro vývoj nervového systému.

narušuje normální růst neuronů a může způsobit vrozené vady. To může mít za následek mozkovou obrnu.

jiné poruchy

některé další poruchy, které mohou způsobit narušenou funkci oligodendrocytů, zahrnují schizofrenii a bipolární poruchy.

kromě toho jsou tyto buňky také náchylné k infekci některými viry, jako je lidský polyomavirus 2.

souhrn

• oligodendrocyty jsou podpůrné buňky přítomné v centrálním nervovém systému.
• tyto buňky se skládají z malého těla s vyzařujícími buněčnými procesy. V buněčném těle je přítomno malé sférické jádro, které také obsahuje malé množství cytoplazmy.
• Oligodendrocyty jsou rozděleny do dvou kategorií:
  • Myelinating oligodendrocyty nacházejí v bílé hmotě
  • Non-myelinating nebo satelitní oligodendrocyty nalézt v šedé hmoty
• jsou odvozeny od neuroepithelial buňky nalezené v neurální trubice embrya. Tyto buňky se diferencují na gliové buňky, které tvoří prekurzorové buňky oligodendrocytů. Tyto buňky pak dozrávají na oligodendrocyty v mozku a míše.
• proces myelinizace začíná během diferenciace oligodendroblastů na oligodendrocyty. Zralé oligodendrocyty nemohou vytvářet myelin kolem axonů.
• primární funkcí oligodendrocytů je vytvoření myelinového pláště kolem axonů v bílé hmotě CNS. Dělají to tak, že obalují axony a vytvářejí vrstvy membrány kolem nich. Cytoplazma kondenzuje a membránové vrstvy se spojí a vytvoří myelinový plášť.
• jeden oligodendrocyt může vytvořit myelinový plášť kolem několika axonů.
• myelinizace je vysoce regulovaný proces. Je přímo spojena s neuronální aktivitou v CNS.
• satelitní oligodendrocyty poskytují metabolickou podporu neuronům v šedé hmotě. Regulují extracelulární tekutinu a poskytují metabolity neuronům pro syntézu některých regulačních molekul.
• oligodendrocyty jsou poškozeny v několika klinických stavech. Patří mezi ně roztroušená skleróza, leukodystrofie, schizofrenie, bipolární poruchy atd. Jsou náchylné k hypoxickému poškození v počátečních stádiích zrání.

1. Carlson, Neil (2010). Fyziologie chování. Boston, MA: Allyn & Bacon. s. 38-39. ISBN 978-0-205-66627-0.
2. Baumann, Nicole; Pham-Dinh, Danielle (2001-04-01). „Biologie oligodendrocytů a myelinu v savčím centrálním nervovém systému“. Fyziologické Recenze. 81 (2): 871–927. doi: 10.1152 / physrev.2001.81.2.871. ISSN 0031-9333. PMID 11274346.
3. Richardson, WD; Kessaris, N; Pringle, N (leden 2006). „Oligodendrocytové války“. Recenze Přírody. Neurověda. 7 (1): 11–8. doi: 10.1038 / nrn1826. PMC 6328010. PMID 16371946.
4. Thomas, JL; Spassky, N; Perez Villegas, EM, Olivier, C; Cobos, I; Goujeta-Zalc, C; Martínez, S; Zalc, B (Feb 15, 2000). „Časoprostorový vývoj oligodendrocytů v embryonálním mozku“. Journal of Neuroscience Research. 59 (4): 471–6. doi:10.1002/(SICI)1097-4547(20000215)59:4<471::AID-JNR1>3.0.CO;2-3. PMID 10679785.
5. Pérez-Cerdá, Fernando a Sánchez-Gómez, María Victoria a Matute, Carlos (2015). „Pío del Río Hortega a objev oligodendrocytů“. Hranice v Neuroanatomii. 9: 92. doi: 10.3389 / fnana.2015.00092. 1662-5129. PMC 4493393. PMID 26217196.