Peran glia pada penyakit neurologis
Karena keyakinan bahwa sel glial hanya ada untuk memberikan dukungan struktural pada neuron , semakin banyak ditemukan dengan frekuensi yang lebih besar bahwa unsur-unsur mikroskopis sangat terlibat dalam berfungsinya sistem saraf. Di antara fungsi-fungsi yang biasa dilakukan oleh glia kami menemukan pertahanan terhadap kerusakan dan penjajah, nutrisi dari neuron atau peningkatan impuls listrik, yang berarti bahwa mereka jauh lebih dari sekedar dukungan sederhana dalam pengembangan neuron dan seperti yang dipikirkan sebelumnya.
Dari studi yang sedang berkembang tentang glia, kami juga melihat bagaimana sel-sel ini (yang mewakili sebagian besar komponen otak) terlibat dalam penyakit dan gangguan neurologis , sesuatu yang hingga kini hanya dilakukan dalam penyelidikan berbagai jenis neuron.
Penting untuk memahami sejauh mana neuroglia campur tangan dalam proses ini, karena ini mungkin salah satu jalan untuk menemukan obat di masa depan.
Ulasan singkat: apa itu glia?
Di Central Nervous System (CNS) yang kita temukan tiga kelas utama sel glial : oligodendrocytes, bertanggung jawab untuk menempatkan selubung myelin ke neuron; mikroglia, yang fungsinya adalah perlindungan otak; dan astrosit, yang menghadirkan banyak fungsi untuk membantu neuron.
Berbeda dengan SNC, dalam Sistem Saraf Perifer (SNP) hanya satu jenis utama neuroglia yang ditemukan, sel Sch wann , yang dibagi menjadi tiga. Terutama, mereka bertanggung jawab untuk menghasilkan lapisan mielin di akson neuron.
- Untuk mengetahui lebih banyak tentang topik ini, Anda dapat membaca artikel ini: "Sel glial: jauh lebih banyak daripada lem neuron"
Penyakit dan gangguan yang berhubungan dengan glia
Saat ini, ada semakin banyak bukti bahwa neuroglia memainkan peran 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 saat ini diketahui) dari sel glial di dalamnya. Sangat mungkin bahwa di masa depan lebih banyak detail akan ditemukan.
1. Kelumpuhan sementara dan permanen
Kelumpuhan dialami ketika koneksi antara neuron diikuti oleh neuron hilang , karena "rute komunikasi" Anda telah rusak. Pada prinsipnya, glia dapat melepaskan zat yang dikenal sebagai neurotrof yang mendorong pertumbuhan saraf. Seperti dengan SNP, ini memungkinkan mobilitas untuk pulih 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 hal yang membedakan perubahan neurologis ini ketika terjadi di SNP atau di CNS, Albert J. Aguayo, dilakukan pada 1980-an sebuah eksperimen di mana tikus dengan sumsum tulang belakang yang rusak (yaitu, dengan kelumpuhan), mereka menerima transplantasi jaringan saraf sciatic menuju area yang terkena dampak. Hasilnya adalah dalam dua bulan tikus-tikus kembali bergerak dengan kealamian total.
Dalam penyelidikan selanjutnya, telah ditemukan bahwa ada sejumlah faktor yang tidak memungkinkan pemulihan total koneksi. Salah satunya adalah mielin itu sendiri yang mereka hasilkan oligodendrocytes, yang ketika membentuk selubung, mencegah pertumbuhan neuron . Tujuan dari proses ini tidak diketahui saat ini. Faktor lain adalah kerusakan berlebih yang dihasilkan 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 memperoleh otonomi. Nama lain yang diterima adalah spongiform encephalopathy, karena otak mereka yang terkena berakhir dengan penuh lubang , memberi perasaan spons. Salah satu variannya menyebabkan peringatan kesehatan pada tahun sembilan puluhan, yang dikenal sebagai penyakit sapi gila.
Ditransmisikan jika dicerna, prion memiliki kemampuan untuk menyeberangi penghalang darah-otak selektif dan mengajukan di otak. Di CNS, ia menginfeksi neuron serta astrocytes dan mikroglia, mereplikasi dan membunuh sel dan menciptakan prion lebih banyak.
Saya belum melupakan oligodendrocytes, dan tampaknya itu Jenis glia ini tahan 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 CNS myelin, meskipun fungsinya tidak diketahui.
3. Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)
ALS adalah penyakit degeneratif yang mempengaruhi neuron motorik , sedikit demi sedikit mereka kehilangan fungsionalitas, menyebabkan hilangnya mobilitas hingga mereka mencapai kelumpuhan.
Penyebabnya adalah mutasi pada gen yang mengkode enzim Superoxide Dismutase 1 (SOD1), yang memiliki fungsi mendasar bagi kelangsungan hidup sel, yaitu penghilangan radikal bebas dari oksigen. Bahaya radikal adalah bahwa mereka tidak seimbang muatan dalam sitoplasma, yang 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 motor dicegah, tikus tetap sehat. Kejutan muncul dengan kelompok kontrol, di mana hanya neuron motorik yang menunjukkan mutasi. Teori ini menunjukkan bahwa pada tikus ini motoneuron akan mati dan menghasilkan penyakit. Tapi ini tidak terjadi, dan mengejutkan semua orang, tikus-tikus itu tampaknya sehat. Kesimpulannya adalah itu sel-sel di dekat neuron motorik (glia) memiliki beberapa mekanisme yang terkait dengan SOD1 yang mencegah neurodegeneration.
Secara khusus, para penyelamat neuron adalah astrosit. Jika motoneurons sehat tumbuh di plak dikaitkan dengan astrocytes kekurangan dalam SOD1, mereka sedang sekarat. Kesimpulan yang ditarik adalah bahwa astrocytes yang bermutasi melepaskan sejenis zat beracun untuk neuron motorik, menjelaskan mengapa hanya jenis neuron yang mati dalam perkembangan penyakit. Tentu saja, agen beracun itu masih tetap menjadi misteri dan objek penyelidikan.
4. Nyeri kronis
Nyeri kronis adalah gangguan di mana secara permanen sel-sel nyeri tetap aktif, tanpa kerusakan apa pun yang menyebabkan stimulasi mereka . Nyeri kronis berkembang ketika telah terjadi perubahan pada sirkuit nyeri CNS setelah cedera atau sakit.
Linda Watkins, seorang peneliti nyeri di Universitas Colorado, menduga bahwa mikroglia mungkin terlibat dalam rasa sakit kronis dengan mampu melepaskan sitokin, zat yang disekresikan dalam respons peradangan dan mengaktifkan rasa sakit.
Untuk memeriksa apakah dia benar, dia melakukan tes pada tikus dengan rasa sakit kronis yang disebabkan oleh kerusakan pada tulang belakang. Mereka mengatur minocycline, yang menargetkan mikroglia, mencegah aktivasi dan, sebagai akibatnya, tidak melepaskan sitokin. Hasilnya segera, dan tikus-tikus tidak lagi menderita sakit .
Kelompok studi yang sama menemukan mekanisme dimana mikroglia mengenali ketika suatu area rusak. Neuron yang rusak melepaskan zat yang dikenal sebagai fractalkine, bahwa mikroglia mengenali dan mempertahankan mensekresi sitokin . Masalah nyeri kronis adalah karena beberapa alasan, mikroglia tidak berhenti melepaskan sitokin, secara konstan merangsang produksi sensasi rasa sakit, terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada bahaya.
5. Alzheimer
Alzheimer adalah penyakit yang menghancurkan neuron dan komunikasi mereka, menghasilkan kehilangan memori . Tanda penyakit ini pada anatomi otak adalah penampilan plak senilis di berbagai wilayah otak. Plak ini merupakan agregat dari protein yang disebut beta-amyloid, yang beracun bagi neuron.
Yang menghasilkan akumulasi beracun ini adalah astrocytes. Jenis glia ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan peptida beta-amyloid, karena ia dapat memproses prekursornya, Amyloid Precursor Protein (APP). Alasan untuk ini terjadi belum jelas.
Tanda lainnya adalah di sekitar lempeng sejumlah besar mikroglia diamati, yang dalam upaya untuk mempertahankan jaringan, dikelompokkan untuk melawan akumulasi beta-amyloid dan melepaskan zat beracun (seperti sitokin, kemokin atau oksigen reaktif), yang bukannya membantu, meningkatkan kematian neuron, karena itu beracun bagi mereka. Selain itu, mereka tidak berpengaruh pada plak pikun.
