Ketika kita mengacu pada otak manusia, kita biasanya berpikir bahwa itu terdiri dari neuron-neuron yang menentukan kita pemikiran dan kecerdasan. Ini benar hanya dalam persentase kecil.
Otak manusia terdiri dari lebih dari 80.000 miliar neuronNamun angka ini hanya mewakili sekitar 15% dari jumlah total sel dalam organ-organ yang membentuknya.
Sel-sel sistem saraf dan fungsinya dalam tubuh manusia
85% sisanya terdiri dari sel-sel mikroskopis lainnya yang disebut sel glialbertanggung jawab untuk membentuk zat yang disebut glia yang menyebar ke setiap sudut sistem saraf.
Sel glial, juga dikenal sebagai neuroglia atau hanya glia, tidak berpartisipasi secara langsung dalam koneksi sinaptik seperti halnya neuron, tetapi fungsi yang tepat memungkinkan mereka untuk Sinyal antar neuron ditransmisikan secara efisien. dan stabil. Dengan kata lain, mereka bertindak sebagai "perekat saraf" yang menopang jaringan saraf.
Sel glial bertanggung jawab untuk membantu neuron dalam prosesnya transmisi impuls elektrokimia melalui sistem saraf. Sel-sel ini bertanggung jawab untuk menyediakan nutrisi, simpan estructuramempercepat konduksi saraf itu sendiri, memperbaiki kerusakan, dan menyediakan energi ke neuronserta mengatur lingkungan kimia yang mengelilinginya (ion, glukosa, asam amino, dll.).
Di antara zat-zat utama yang diangkut atau diatur oleh sel glial adalah glukosa (sumber energi dasar untuk otak), berbagai asam amino terlibat dalam sintesis neurotransmiter dan berbagai ion (seperti natrium, kalium, atau kalsium) yang penting untuk rangsangan neuron.
Di antara banyak sel glial yang ditemukan di otak, yang disebut oligodendrosit karena kemampuannya untuk membentuk selubung mielin pelindung dari akson sistem saraf pusat.
- Myelin adalah lipoprotein isolasi Hal ini memungkinkan penguatan potensial aksi dalam waktu dan jarak. Ini melindungi akson dari impuls listrik, sehingga responsnya menjadi lebih cepat. rute dan mencegah penyebarannya melintasi membran neuron. Berkat mielin, yang disebut konduksi saltatoriImpuls tersebut "melompat" dari satu simpul Ranvier ke simpul Ranvier lainnya, yang sangat meningkatkan kecepatan transmisi.
- Oligodendrosit, sel Schwann, astrosit dan mikroglia Ini adalah empat jenis sel glial yang paling penting. Bersama-sama, mereka mendukung, memberi nutrisi, melindungi, dan mengatur neuron.
Sel Schwann
Sel-sel ini adalah satu-satunya sel glial yang ditemukan di saraf yang tersebar di seluruh tubuh, yaitu, di sistem saraf perifer (PNS)Mereka adalah sejenis polong mikroskopis yang menyerupai "mutiara" yang terdiri dari myelin yang mengelilingi akson perifer.
Setiap sel Schwann membungkus sitoplasmanya di sekitar satu akson, menciptakan segmen selubung mielin. Tidak seperti oligodendrosit, yang dapat melakukan mielinisasi secara simultan, sel Schwann tidak membungkus sitoplasmanya di sekitar satu akson. puluhan akson di sistem saraf pusatSel Schwann bertanggung jawab atas akson tunggal, yang menandai perbedaan struktural dan fungsional utama antara CNS dan PNS.
Mereka mampu memisahkan file "Faktor pertumbuhan saraf" (NCF), sebuah molekul yang berfungsi untuk menstimulasi pertumbuhan saraf selama perkembangan dan juga berpartisipasi dalam proses perbaikan setelah cedera saraf perifer.
Sel Schwann secara aktif berpartisipasi dalam regenerasi saraf periferKetika saraf mengalami cedera, sel-sel ini membantu membersihkan puing-puing mielin dan akson yang rusak (bekerja sama dengan makrofag) dan membentuk "terowongan" jaringan yang disebut pita Büngner yang memandu pertumbuhan akson baru ke tujuannya.
Oleh karena itu, sel Schwann bertanggung jawab atas pembentukan mielin pada sistem saraf perifer, untuk mendukung struktur saraf dan memfasilitasi pemeliharaan serta pemulihan fungsi perifer.
Astrosit
Ini adalah sel-sel yang ditemukan di dekat neuron, berbentuk bintang dan berukuran lebih besar dibandingkan neuron; sel-sel ini terletak di sistem saraf pusat (SSP) dan melalui saraf optik.
Astrosit adalah sejenis "tentara" yang merupakan bagian dari Sawar Darah-Otak (BBB)Endotelium adalah membran pelindung sistem saraf pusat (SSP) yang berfungsi mencegah darah mengalir langsung ke dalamnya. Hal ini mencegah masuknya racun, patogen, dan molekul yang berpotensi berbahaya secara tidak terkontrol.
Astrosit bertanggung jawab atas menyaring apa yang dapat atau tidak dapat diteruskan ke sistem saraf pusat (CNS).Mereka mengizinkan masuk ke oksigen dan glukosaProtein merupakan "makanan" utama bagi neuron dan membantu menghilangkan limbah metabolisme. Selain itu, protein mengatur konsentrasi ion di ruang ekstraseluler, memodulasi aktivitas sinaptik, dan berkontribusi pada daur ulang neurotransmiter seperti glutamat.
Bersama dengan oligodendrosit, astrosit membentuk bagian dari apa yang disebut makroglia, yaitu sekelompok sel glial yang lebih besar yang menjalankan fungsi struktural dan metabolik penting bagi jaringan saraf.
Mikroglia
Ini adalah kelompok sel yang membentuk dasar dari sistem kekebalan otakKarena sawar darah-otak tidak memungkinkan lewatnya sel-sel dari sistem kekebalan perifer secara bebas, otak memiliki sistem pertahanan sendiri, dan sel-sel ini adalah prajurit pelindungnya.
Fungsi dasar sel-sel ini adalah melindungi dan memperbaiki otak dari cedera yang disebabkan oleh mikroorganisme invasif, puing-puing seluler, dan berbagai penyakit.
Mikroglia terus-menerus memindai sistem saraf pusat untuk plak yang rusak, neuron yang berubah, dan agen infeksiAlat ini sangat sensitif terhadap lingkungan dan mampu mendeteksi perubahan terkecil dalam komposisi biologis jaringan otak.
Sel-sel ini menemukan dan menetralkan plak atau fragmen apa pun. asam deoksiribonukleat (DNA)kusutnya neuron, sel mati, sel rusak, dan benda asing. Karena alasan ini, mereka dapat dianggap sebagai “Ibu rumah tangga” otak, bertanggung jawab untuk membersihkan sisa-sisa sel dan menghilangkan unsur-unsur yang berpotensi beracun.
Oligodendrosit secara detail
Oligodendrosit adalah jenis sel glial yang ditemukan secara eksklusif di sistem saraf pusatArtinya, di otak dan sumsum tulang belakang. Ciri utama mereka adalah bertanggung jawab untuk membentuk selubung mielin yang mengelilingi akson neuron di sistem saraf pusat.
Mereka memiliki banyak perpanjangan yang melilit akson beberapa neuron, sehingga satu oligodendrosit dapat memielinisasi banyak akson sekaligus, tidak seperti sel Schwann.
Selubung mielin yang terbentuk di sekitar akson neuron memiliki tujuan untuk... mengisolasi serabut saraf secara elektrik dan meningkatkan kecepatan transmisi impuls elektrokimiaBerkat struktur ini, potensial aksi dapat merambat dengan cepat dalam jarak jauh tanpa kehilangan intensitas.
Pada beberapa akson, selubung mielin tidak membentuk lapisan yang kontinu, tetapi terputus pada interval reguler, sehingga menimbulkan apa yang disebut jalur aksonal. nodus RanvierCelah-celah kecil tanpa mielin ini memungkinkan terjadinya konduksi saltatori: impuls diregenerasi di setiap nodus, yang selanjutnya mempercepat penyebaran sinyal.
Mielinasi dimulai selama kehidupan intrauterin: dimulai sekitar... minggu kehamilan 16 Mielin terbentuk di sumsum tulang belakang dan berkembang setelah lahir hingga banyak serabut saraf utama bermielin pada saat anak mulai berjalan. Mielin terus terbentuk dan memperbaiki dirinya sendiri sepanjang masa kanak-kanak, remaja, dan bahkan dewasa, yang terkait dengan perkembangan keterampilan kognitif yang kompleks. plastisitas otak.
Bahkan pada usia dewasa, oligodendrosit terus diproduksi dari sel nenek moyang Sel-sel progenitor oligodendrosit (OPC) yang terspesialisasi. Progenitor ini dapat berdiferensiasi menjadi oligodendrosit dewasa yang mampu membentuk mielin baru atau memperbaiki area yang mengalami demielinasi setelah cedera atau penyakit.
Dari perspektif perkembangan, oligodendrosit berasal dari daerah spesifik di dekat ventrikel serebral dan tabung saraf, dari mana mereka bermigrasi ke tujuan akhir mereka di materi putih dan abu-abu. Selama perjalanan ini, mereka melewati beberapa tahapan: sel nenek moyang, oligodendrosit yang belum matang dan oligodendrosit pembentuk mielin yang telah berdiferensiasi penuh.
Jenis oligodendrosit
Oligodendrosit dapat diklasifikasikan terutama berdasarkan fungsinya, meskipun secara struktural dan molekuler sangat mirip. Ada dua tipe utama: interfascicular y satelitSelain itu, hal-hal berikut ini diakui: oligodendrosit progenitor sebagai populasi sel kunci untuk perbaikan dan plastisitas sistem saraf pusat.
- Los oligodendrosit interfasikuler Merekalah yang bertanggung jawab atas hal itu. pembentukan selubung mielin dan mereka merupakan bagian dari materi putih otak. Mereka adalah tipe oligodendrosit "klasik" yang dipelajari ketika membahas mielinasi.
- Los oligodendrosit satelit Mereka merupakan bagian dari materi abu-abu, mereka bukan produsen mielinPartikel-partikel ini tidak melekat pada neuron membentuk selubung, dan juga tidak berfungsi sebagai isolator listrik. Fungsinya belum sepenuhnya dipahami, meskipun dianggap berperan dalam... pemeliharaan keseimbangan kimia ekstraseluler dan dalam pengaturan lingkungan sinapsis.
- Los sel progenitor oligodendrosit (OP) Sel-sel ini dianggap sebagai "sel induk" dari oligodendrosit dewasa. Mereka memiliki kemampuan untuk membelah dan berdeferensiasi untuk menghasilkan sel-sel mielinasi baru, terutama setelah cedera atau proses demielinasi. Peran mereka sangat penting dalam regenerasi dan perbaikan mielin di sistem saraf pusat.
Fungsi-fungsi oligodendrosit
Karena fungsi pasti oligodendrosit satelit belum diketahui, kami hanya akan menjelaskan fungsi-fungsi dari oligodendrosit interfasikuler dan fungsi umum yang dilakukan oleh sekumpulan oligodendrosit dan prekursornya di sistem saraf pusat.
Akselerasi transmisi saraf
Kecepatan potensial aksi meningkat ketika akson bermielin. Pada akson dengan selubung mielin yang dipisahkan oleh nodus Ranvier, impuls listrik tidak merambat secara kontinu tetapi "melompat" dari nodus ke nodus. Hal ini memungkinkan sinyal untuk merambat. jauh lebih cepat dibandingkan pada serat yang tidak bermielin.
El operasi sistem yang benar Fungsi hormonal dan otot ditingkatkan oleh laju konduksi saraf yang memadai. Koordinasi motorik, refleks, persepsi sensorik, dan sebagian besar aktivitas kognitif bergantung pada ketepatan dan kecepatan konduksi ini.
La inteligencia Oligodendrosit juga telah dikaitkan dengan integritas dan kuantitas mielin di area otak tertentu. Studi telah menemukan korelasi positif antara kepadatan mielin di materi putih dan kinerja pada tugas kognitif, menunjukkan bahwa oligodendrosit berkontribusi secara tidak langsung pada kemampuan seperti pembelajaran dan penalaran.
Isolasi membran sel
Mengisolasi akson neuron dari lingkungan eksternal sel mencegah penyaringan ion Melalui membran sel. Mielin bertindak sebagai lapisan isolasi yang mirip dengan plastik yang melapisi kabel listrik, mencegah korsleting dan kehilangan sinyal.
Berkat isolasi ini, oligodendrosit memastikan bahwa pertukaran ion (terutama dari natrium dan kaliumPotensial aksi terkonsentrasi di wilayah yang sangat spesifik, yaitu nodus Ranvier, tempat potensial aksi tersebut diregenerasi. Hal ini membuat transmisi menjadi lebih efisien. hemat energi dan lebih murah untuk neuron.
Penataan sistem saraf
Karena neuron tidak mampu menjalankan fungsinya sendiriSel glial, dan khususnya oligodendrosit interfascicular, bertanggung jawab untuk mendukung struktur jaringan neuronMereka memberikan dukungan fisik yang menjaga agar berkas serat materi putih tetap terorganisir dan berkontribusi pada arsitektur tiga dimensi otak.
Selain itu, distribusi mielin sebagian menentukan wilayah-wilayah dari materi putih y materi abu-abu dari sistem saraf. Materi putih kaya akan akson bermielin, sedangkan materi abu-abu terutama mengandung soma neuron (badan sel) dan sinapsis. Tanpa oligodendrosit, organisasi anatomi ini akan berubah secara radikal.
Dukungan untuk perkembangan dan kelangsungan hidup neuron
Oligodendrosit adalah penghasil protein dan faktor neurotropik yang, dalam interaksinya dengan neuron, menjaga neuron tetap aktif, sehingga mencegah terjadinya kematian sel terprogram (apoptosis).
Faktor-faktor ini meliputi molekul yang mendorong diferensiasi neuronMereka memandu pertumbuhan akson dan dendrit, dan mendorong pematangan sirkuit saraf selama perkembangan. Mereka juga merespons aktivitas listrik neuron dengan memodifikasi mielin sesuai dengan penggunaannya, yang secara langsung menghubungkan oligodendrosit ke plastisitas sinaptik dan belajar.
Homeostasis cairan ekstraseluler
Meskipun begitu Oligodendrosit satelit tidak memiliki fungsi yang jelas Jika didefinisikan secara lengkap, hal-hal tersebut dianggap penting untuk menjaga keseimbangan homeostasis lingkungan eksternal dari neuron-neuron di sekitarnya. Mereka membantu mengatur konsentrasi ion, air, dan metabolit di materi abu-abu, berkontribusi pada lingkungan yang stabil untuk transmisi sinaptik.
Sel progenitor oligodendrosit, pada gilirannya, memungkinkan otak untuk memiliki cadangan sel yang mampu menggantikan oligodendrosit yang rusak dan untuk melakukan remielinasi akson setelah cedera, yang sangat penting untuk menjaga fungsi jangka panjang sistem saraf pusat.
Komunikasi antara neuron dan sel glial yang memielinasi
Untuk waktu yang lama, neuron dianggap sebagai satu-satunya sel yang berperan aktif dalam pemrosesan informasi. Namun, ada semakin banyak bukti yang menunjukkan bahwa... sel glial, dan khususnya oligodendrosit dan sel SchwannMereka berpartisipasi dalam jaringan komunikasi dua arah yang kompleks dengan akson yang mereka mielinasi.
Aktivitas neuron melepaskan pembawa pesan kimiawi Tidak hanya pada sinapsis klasik, tetapi juga pada daerah ekstrasinaptik akson. Pembawa pesan ini, bersama dengan perubahan lokal dalam konsentrasi ion, bertindak sebagai sinyal bagi sel glial, mengatur proses seperti proliferasi, diferensiasi, dan mielinasi.
Sebagai contoh, di sistem saraf pusat (SSP), aktivitas akson dapat memodulasi fosforilasi protein dasar mielin (MBP) Pada oligodendrosit, hal ini terjadi melalui pensinyalan yang dimediasi oksida nitrat dan jalur protein kinase. Dengan cara ini, penggunaan berulang dari sirkuit tertentu dapat menyebabkan perubahan struktural pada mielin, memperkuat koneksi yang paling aktif.
Pada SNP, kelangsungan hidup dan pematangan prekursor sel Schwann Mereka bergantung pada sinyal yang berasal dari akson, seperti neuroregulin-1 atau tertentu endotelinMolekul-molekul ini mengatur kapan dan bagaimana sel Schwann berproliferasi, berdeferensiasi, dan mulai melakukan mielinasi, memastikan bahwa terdapat jumlah sel mielinasi yang memadai hanya di tempat yang dibutuhkan oleh akson.
Dialog konstan antara akson dan sel glia ini sangat penting untuk perkembangan normal Sistem saraf, perbaikan setelah cedera, dan pemeliharaan transmisi saraf yang efektif sepanjang hidup.
Penyakit yang berhubungan dengan mielin
Karena mielin sangat penting untuk kecepatan dan akurasi transmisi sarafPerubahan apa pun pada strukturnya, baik pada oligodendrosit maupun sel Schwann, dapat menyebabkan penyakit yang disebut... demielinasiPatologi ini memengaruhi baik sistem saraf pusat (SSP) maupun sistem saraf perifer (SNP) dan dapat disebabkan oleh autoimun, genetik, metabolik, inflamasi, infeksi, atau toksik.
Sindrom Miller Fisher
Ini adalah varian dari Sindrom Guillain-Barré, penyakit autoimun yang ditandai dengan produksi antibodi terhadap mielin dari neuron-neuron sistem saraf perifer.
Ketika mielin perifer rusak, selubung mielin yang tepat akan hilang. penghantaran sinyal antara organisme dan sistem saraf pusatyang berpotensi menyebabkan kelumpuhan otot yang serius dan perubahan sensasi.
Gejala yang berhubungan dengan Penyakit ini termasuk oftalmoplegia. (kelumpuhan otot mata), ataxia (hilangnya koordinasi gerakan) dan arefleksia (tidak adanya refleks). Jika diobati tepat waktu, umumnya memiliki prospek yang baik untuk perbaikan jangka panjang, berkat kemampuan remielinasi sistem saraf perifer.
Penyakit Charcot-Marie-Tooth (CMT)
Apakah a penyakit keturunan yang mempengaruhi saraf perifer dan dikenal sebagai neuropati periferKondisi ini dikaitkan dengan mutasi pada gen yang mengkode protein mielin perifer utama, seperti protein nol (P0), protein mielin perifer 22 (PMP22), atau koneksin tertentu yang terlibat dalam komunikasi di dalam sel Schwann.
Penyakit ini menyebabkan kerusakan progresif pada saraf perifer, dengan gejala seperti: kelemahan otot distalKelainan bentuk pada kaki dan tangan, gangguan sensorik, dan hilangnya refleks adalah gejala umum. Meskipun beberapa neuropati perifer dapat dikaitkan dengan diabetes dan penyebab metabolik lainnya, CMT termasuk salah satu bentuk yang paling umum. genetik kerusakan mielin perifer.
Sklerosis ganda
Ini adalah penyakit sistem saraf pusat yang menghalangi atau memperlambat komunikasi antara otak dan tubuhHal ini terjadi ketika selubung mielin yang melindungi sel saraf terluka, mempengaruhi otak dan sumsum tulang tulang belakang.
Pada multiple sclerosis, sistem kekebalan tubuh secara keliru menyerang mielin dan terkadang oligodendrosit, menyebabkan peradangan dan pembentukan plak demielinasi di berbagai wilayah sistem saraf pusat. Seiring waktu, akson juga dapat rusak, yang menyebabkan kecacatan neurologis yang lebih permanen.
Gejala yang paling sering terjadi disebabkan oleh kehilangan keseimbanganGerakan otot yang tidak disengaja, masalah gerakan, kesulitan koordinasi, tremor, kelemahan, sembelit atau gangguan usus, serta kelelahan dan, dalam beberapa kasus, gangguan penglihatan dan kognitif.
Upaya spontan diketahui memang ada. remielinasi oleh oligodendrosit progenitor, tetapi pada banyak penderita multiple sclerosis, proses ini tidak mencukupi atau berkurang seiring waktu, sehingga sel glial menjadi target utama untuk pengembangan pengobatan di masa mendatang. perawatan neuroprotektif dan regeneratif.
Sklerosis lateral amiotrofik (ALS)
Ia menyerang secara bertahap neuron motorikyang mengendalikan otot-otot sukarela. Hal ini ditandai dengan degenerasi bertahap neuron-neuron ini hingga mencapai kematian neuron dan organisme.
Meskipun ALS terutama dikaitkan dengan kerusakan neuron, penelitian terbaru menunjukkan bahwa sel glial dan mielin Mereka juga dapat berperan dalam perkembangan penyakit dengan mengubah lingkungan metabolisme dan pendukung neuron motorik.
Penyakit Baló atau sklerosis konsentris Baló
Penyakit ini umumnya menyerang anak-anak dan jarang menyerang orang dewasa. Penyakit ini terdiri dari: hilangnya mielin di otak yang mengadopsi pola karakteristik berupa cincin konsentris pada citra otak.
Kondisi ini jarang terjadi dan penyebab pastinya sama sekali tidak diketahui. Hal ini menyebabkan... kelumpuhan progresifGerakan otot tak sadar, kejang epilepsi, dan masalah neurologis berat lainnya, karena hal ini terkait dengan kerusakan mielin yang terlokalisasi tetapi intens.
Leukodistrofi
Hal itu terdiri dari perubahan-perubahan pada sistem penglihatan dan motorikdi antara gejala lainnya. Gejala-gejala tersebut berasal dari kerusakan mielin disebabkan oleh defek enzimatik dalam pembentukan atau pemeliharaan mielin, atau karena proses yang berasal dari vaskular, infeksi, autoimun, inflamasi, atau toksik.
Pada leukodistrofi yang berasal dari faktor genetik, terjadi perubahan pada enzim yang diperlukan untuk mensintesis atau mendegradasi lipid spesifik mielin Kondisi ini menyebabkan penumpukan atau kekurangan komponen-komponen penting, dengan konsekuensi yang menghancurkan bagi integritas materi putih otak.
Memahami fungsi oligodendrosit, sel Schwann, dan mielin memungkinkan kita untuk menghargai sejauh mana struktur-struktur ini, yang seringkali tidak terlihat oleh masyarakat umum, sangat mendasar bagi kehidupan kita. pikiran, gerakan, dan indra kita berfungsi normal, dan mengapa penelitian sel glial telah menjadi salah satu landasan untuk mengatasi banyak penyakit neurologis.