بافت عصبی

بافت عصبی یکی از اصلیترین بافتها در میان مهره‌داران می‌باشد . بافت عصبی شامل دستگاه عصبی مرکزی (مغز، نخاع) و دستگاه عصبی محیطی (اعصاب بدن ) می‌باشد . بافت عصبی از اکتودرم در دوران جنینی منشا می گیرد.مهم ترین خاصیت بافت عصبی تحریک پذیری،هدایت و انتقال جریان عصبی می باشد که در دو بخش قابل بررسی است :

  • سیستم عصبی مرکزی ( CNS )که شامل مغز و نخاع است.
  • سیستم عصبی محیطی ( PNS )که شامل اعصاب محیطی و گانگلیون هاست.

 

اعصاب از سلولهای ویژه‌ای به نام نورون تشکیل شده‌اند. نورون واحد ساختمانی و عملکردی دستگاه عصبی است. همینطور از سلول های پشتیبان به نام گلیال و یا نوروگلی تشکیل شده است. سلول‌های شوان و اولیگودندروسیت‌ها وظیفه ساخت میلین را در بافت عصبی انسان بر عهده دارند.

 

 

سلول های گلیال یا پشتیبان

سیستم عصبی مرکزی شامل نورون ها و سلول های گلیال است. نورون ها در حدود نیمی از حجم سیستم عصبی مرکزی(CNSS) و سلول های گلیال مابقی حجم سیستم عصبی مرکزی را تشکیل می دهند. سلول های گلیال ٬ محافظت و حمایت از نورون ها را بر عهده دارند. بنابراین آنها به عنوان سلول های پشتیبان(supporting cells) سیستم عصبی شناخته می شوند. چهار عملکرد اصلی سلول های گلیال بدین شرح است:

۱- احاطه کردن نورون ها و نگهداری آنها در محل

۲- تدارک مواد غذایی و اکسیژن برای نورون ها

۳- مجزا کردن یک نورون از دیگر نورون ها

۴- حذف لاشه ی نورون های مرده(پاکسازی)

سه نوع از سلول های پشتیبان سیستم عصبی مرکزی شامل آستروسیت ها ٬ الیگودندروسیت ها و میکروگلیاها هستند. سلول های پشتیبان سیستم عصبی محیطی(PNS) به عنوان سلول های شوان شناخته می شوند. سلول های میکروگلیا بخشی از سیستم ایمنی هستند و از اعمال و فعالیت های مشخصه ی این سیستم تبعیت می کنند. آستروسیت ها در انتقال عصبی و متابولیسم عصبی شرکت می کنند. الیگودندروسیت ها در تولید میلین دخالت دارند. در سیستم عصبی محیطی ٬ میلین توسط سلول های شوان تولید می شود و این سلول ها از نظر عملکرد شبیه الیگودندروسیت های سیستم عصبی مرکزی هستند.

 

 

طبقه بندی سلول های گلیال براساس منشا به ترتیب ذیل است:

در سیستم عصبی مرکزی(CNS) ٬ سلول های گلیال با منشا نورواکتودرمی(ماکروگلیاها) شامل آستروسیت ها ٬ سلول های الیگودندروگلیال(الیگودندروسیت ها) ٬ سلول های آپاندیمال(که سطح بطنی را مفروش می کنند) ٬ سلول های بنیادی عصبی و سلول های NG2 (پلی دندروسیت های) نابالغ می باشند و سلول های گلیال با منشا مزودرمی شامل میکروگلیاها هستند و در سیستم عصبی محیطی(PNS) سلول های شوان قرار دارند.

 

 

آستروسیت ها

آستروسیت ها ٬ سلول های گلیالی ستاره ای شکلی هستند که یک طیف وسیعی از اعمال را در سیستم عصبی مرکزی انجام می دهند. این سلول ها حمایت فیزیکی از نورون ها و پاکسازی مواد پوسیده (debris) را در مغز بر عهده دارند. همچنین آنها بعضی نیازهای شیمیایی جهت عملکرد مناسب نورون ها را فراهم می آورند و به کنترل ترکیب شیمیایی مایع اطراف نورون ها کمک می کنند. نهایتا آستروسیت ها در تهیه ی غذا برای نورون ها نقش دارند. جهت ایجاد حمایت فیزیکی برای نورون ها ٬ آستروسیت ها تشکیل ماتریکسی را می دهند که نورون ها را در محل نگه می دارند. به علاوه این ماتریکس برای جداکردن سیناپس ها به کار می رود. چنین وضعیتی پراکندگی مواد نوروترانسمیتر یا انتقال دهنده های عصبی را که توسط تکمه های انتهایی آزاد می شوند را محدود می کند و بدین ترتیب به انتقال یکنواخت پیام عصبی کمک می کند. همچنین آستروسیت ها فرایندی را که تحت عنوان بیگانه خواری یا فاگوسیتوز(p h a g o c y t o sis) شناخته می شود را انجام می دهند. بیگانه خواری یا فاگوسیتوز زمانی رخ می دهد که یک آستروسیت با یک قطعه از مواد پوسیده ی عصبی(neural debris) از طریق زوائد سلولی(بازوی آستروسیت) تماس پیدا می کند و سپس آن قطعه را به درون خودش هل می دهد و نهایتا آن را فراگرفته و هضم می کند. آستروسیت ها برای نورون ها از طریق ذیل غذا تهیه می کنند:

۱- دریافت گلوکز از مویرگ ها

۲- شکستن گلوکز به لاکتات(محصول شیمیایی در جریان اولین مرحله از متابولیسم گلوکز)

۳- آزاد کردن لاکتات در مایع خارج سلولی اطراف نورون ها

نورون ها این لاکتات را از مایع خارج سلولی دریافت می کنند و جهت استفاده از آن به عنوان انرژی به میتوکندری هایشان منتقل می کنند. در این فرایند آستروسیت ها یک مقدار کمی از گلیکوژن را ذخیره می کنند که این مقدار گلیکوژن نگهداری می شود تا مجددا در زمان هایی که میزان متابولیک نورون ها در این ناحیه به طور ویژه ای بالا می رود استفاده می شود. سلول های ستاره ای دارای زوائد متعددی هستند. آنها در هر مکانی در مغز و طناب نخاعی حضور دارند. سیتوپلاسم آنها حاوی گرانول های گلیکوژن و فیلامنت های حد واسط(با قطر ۸-۹ میلی متر) ساخته شده از پروتئین اسیدی رشته ای گلیالی (GFAP (G l I al f I b r I l l a r y acidic protein است.

 

 

انواع آستروسیت ها

– آستروسیت های رشته ای

آستروسیت های رشته ای حاوی مقادیر زیادی از GFAP هستند. فیبرهای عصبی در آنها به حالت کشیده وجود دارند و نزدیک قشر مغز هستند. تعداد زیادی از زوائد سیتوپلاسمیک آنها به عنوان پاهای انتهایی(end feet) در مجاورت غشا پایه ی عروق خونی مویرگی قرار دارند. همچنین پاهای انتهایی آستروسیتی ٬ غشا محدود کننده ی گلیالی را در سطح خارجی مغز و طناب نخاعی تشکیل می دهند و تعداد زیادی از عروق خونی را احاطه می کنند. این غشا مشابه با غشای محدود کننده ی گلیالی داخلی است که مجاور به اپاندیم قرار دارد.

– آستروسیت های پروتوپلاسمیک

این آستروسیت ها ٬ آستروسیت های مخملی نیز نامیده می شوند و دارای زوائد شبه توموری هستند که با آکسون ها و دندریت های درهم پیچیده ی نورون ها آمیخته می شوند. این آستروسیت ها نسبت به آستروسیت های رشته ای ٬ حاوی GFAP کمتری هستند و بیشتر زوائد آنها بسیار ریزتر از آن هستند که بتوان به وسیله ی میکروسکوپ نوری به طور مجزا تشخیص داد.

– پیتوسیت ها

سلول های گلیالی نوروهیپوفیز که مشخصات آستروسیت ها را دارند.

– سلول های پوششی بویایی

این سلول ها ٬ آکسون های اولیه ی بویایی را روی سطح جوانه ی بویایی به کار می اندازند. آنها شبیه نورون های اولیه ی بویایی از پلاک بویایی جنین مشتق می شوند. این سلول ها از نظر ویژگی های ساختاری و شیمیایی با آستروسیت ها و گلیوسیت های محیطی(peripheral g l I o c y t e s) مشترک هستند.

– آستروسیت های واکنشی

این آستروسیت ها به نظر می رسد که در مکان های آسیب قرار دارند. در حقیقت آستروسیت های طبیعی هستند که از آنها تعداد زیادی زوائد جدید حاوی GFAP روئیده و زیاد می شوند.

 

 

اعمال جدید سلول های آستروگلیال در مغز

– سهیم بودن در تعداد زیادی از خصوصیات قابل تحریک با نورون ها

– افزایش فعالیت سیناپسی

– بیان رسپتورهای نوروترانسمیتری یونوتروپیکو متابوتروپیک شامل انواع رسپتورهای گلوتامات و گاما آمینوبوتیریک اسید GABA)

– افزایش تعداد سیناپس و نگهداری از آنها

– پاسخ و آزاد کردن سریع نوروترانسمیترها که این عمل باعث افزایش تحریک نورون و انتقال سیناپسی می شود.

– در جریان بلوغ سیناپس ٬ آستروسیت ها فاکتورهای محلول و فاکتورهای وابسته به تماس آزاد می کنند که ممکن است بر ترکیب دانسیته ی پس سیناپسی(postsynaptic density) تاثیر داشته باشند.

 

 

سد خونی مغزی(BBB)

ساختارهای ضمیمه و همراه پیش اندوتلیالی سد خونی مغزی(BBB) پری سیت ها(p e r I c y t e s) ٬ آستروسیت ها و غشای پایه می باشند. سلول های اندوتلیال سد خونی مغزی در طول عروق پخش شده اند و به طور کامل لومن را احاطه می کنند. یک غشای قاعده ای نازک(مثلا غشای پایه) از سطح مقابل لومنی اندوتلیوم حمایت می کند. این غشای پایه سلول های اندوتلیال و پری سیت ها را احاطه می کند که ناحیه ی بین آن تحت عنوان فضای Virchow-Robin شناخته می شود. آستروسیت ها در مجاورت سلول اندوتلیال قرار دارند و همراه با پاهای انتهایی آستروسیتی خود ٬ غشای پایه را تقسیم می کنند. پیشنهاد شده است که ارتباط پری سیت ها با عروق خونی جهت تنظیم ٬ تکثیر ٬ بقا ٬ مهاجرت ٬ تمایز و منشعب شدن عروقی سلول اندوتلیال است. پری سیت ها در محیط ٬ پهن ٬ تمایز نیافته و سلول های بافت پیوندی انقباضی هستند که اطراف دیواره ی مویرگی گسترش می یابند. پری سیت های ریز عروقی(m I c r o vascular) نشان داده شده اند که فاقد ایزوفرم a-آکتین مشخصه ی سلول های انقباضی هستند ٬ بنابراین این سلول ها امکان ندارد در انقباض مویرگی دخالت داشته باشند. پری سیت ها دارای یک ارتباط فیزیکی نزدیکی با اندوتلیوم هستند. ارتباط از طریق اتصال منفذ دار (gap junction) بین پری سیت و سلول های اندوتلیال و همچنین در اتصالات اندوتلیال-اندوتلیال در محیط آزمایشگاهی نشان داده شده است. پری سیت ها برآمدگی های سلولی را به بیرون می فرستند که این برآمدگی ها به غشای پایه نفوذ کرده و تقریبا ۲۰-۳۰ درصد از محیط ریز عروقی را می پوشانند. تصور می شود پری سیت ها در تکثیر سلول اندوتلیال از طریق مهار انتخابی رشد سلول اندوتلیال شرکت می کنند. فقدان پری سیت ها منجر به هیپرپلازی اندوتلیال و ناهنجاری ریخت زایی(morphogenesis) عروقی در مغز می شود. تحقیقات نشان می دهند که پری سیت های سد خونی مغزی ممکن است از میکروگلیا مشتق شوند و در حال حاضر ثابت شده است که این پری سیت ها ظرفیت فاگوسیتوز پروتئین های خارجی سیستم عصبی مرکزی را دارند. به علاوه بعضی شواهد وجود دارند که نشان می دهند پری سیت ها قادرند از توانایی آستروسیت ها برای برقراری استحکام سد خونی مغزی تقلید کنند.

 

آستروسیت ها ٬ سلول های گلیالی هستند که بیش از ۹۹ درصد از اندوتلیوم سد خونی مغزی را احاطه می کنند. چسبندگی بین سلولی بین آستروسیت ها در سد خونی مغزی در تشکیل اتصالات منفذدار و اتصالات چسبنده مشاهده شده است. حجم قابل توجهی از شواهد در محیط آزمایشگاهی و درون موجود زنده نشان می دهند که برهم کنش آستروسیت با اندوتلیوم مغزی به تعیین عملکرد ٬ مورفولوژی(به عنوان مثال استحکام و سختی سد خونی مغزی) و بیان پروتئین سد خونی مغزی کمک می کند. آستروسیت ها به عنوان داربست هایی به کار می روند که در جریان تکوین ٬ نورون ها را به مکان مناسبشان هدایت می کنند و عروق سد خونی مغزی را جهت می دهند. ارتباط آستروسیت ها با ریز عروق مغزی زمینه ساز ارتباط نورون ها با آستروسیت ها است. تقریبا ۲۰ نانومتر فضای بین آستروسیت های مجاور است و این نشان می دهد که این سلول ها به احتمال زیاد در ممانعت فیزیکی سد خونی مغزی شرکت نمی کنند.

 

بین مویرگ ها ٬ آستروسیت ها و پری سیت های مغزی غشای پایه است که حاوی لامینین ٬ فیبرونکتین ٬ تناسین(t e n a s c in) ٬ کلاژن ها و پروتئوگلیکان می باشد. این غشای پایه حمایت مکانیکی جهت اتصال فیزیکی فراهم می کند و به عنوان یک سوبسترا برای مهاجرت سلولی و جدایی بافت های مجاور به کار می رود و می تواند به عنوان یک سد برای انتقال ماکرومولکول ها عمل کند. چسبندگی سلولی به غشای پایه در ارتباط با اینتگرین ها است. اینتگرین ها ٬ رسپتورهای تراشامه ای( t r a n s membrane) هستند که پل ارتباطی عناصر سیتواسکلتونی یک سلول با ماتریکس خارج سلولی هستند و هترودایمرهایی از واحدهای a و b می باشند.

 

 

الیگوندروسیت ها

عملکرد اصلی الیگودندروسیت ها ٬ حمایت از آکسون ها و تولید صفحه ی میلین است که آکسون ها را عایق می کند. میلین از ۸۰ درصد لیپید و ۲۰ درصد پروتئین تشکیل شده است و امکان هدایت کافی پتانسیل عمل را در طول آکسون فراهم می کند. الیگودندروسیت ها برخلاف سلول های شوان سیستم عصبی محیطی در هر لحظه قطعات صفحات میلینی نورون های متعددی را تشکیل می دهند. در طی این فرایند ٬ الیگودندروسیت ها خودشان را پیرامون بخش های مجاور آکسون ها می تابانند ٬ به طوری که در هر مرحله که سلول در پیرامون آکسون می تابد ٬ لایه های میلین شکل می گیرند. بنابراین در هر مرحله یک قطعه از صفحه ی میلینی آکسون ایجاد می شود.

 

 

اپاندیموسیت ها

این سلول ها یک ستون اپی تلیومی(اپاندیمی) را تشکیل می دهند که در راستای مجرای عصبیبالغین قرار می گیرند. بیشتر اپاندیموسیت ها دارای مژه هستند. سطح پایه ی هر سلول دارای زوائد سیتوپلاسمیکی هستند که توسط آنها به بافت عصبی زیری لنگراندازی می کنند. آستروسیت های اپاندیمی ٬ سلول هایی با زوائد بسیار منشعب در مهره داران زیر پستانداران هستند. یک اپاندیموسیت با یک زائده ی منفرد و طویل قاعده ای یک تانی سیت است. این سلول ها در بطن های جانبی و سوم پستانداران وجود دارند. همچنین سلول های اپاندیمی ویژه ای که تشکیل اپی تلیوم کوروئید روی سطح شبکه های کوروئید را می دهند ٬ مایع مغزی نخاعی را تولید می کنند که مجرای عصبی را پر می کند.

 

میکروگلیاها(Microglia)

میکروگلیاها کوچکترین سلول های گلیالی هستند. بعضی از آنها به عنوان فاگوسیت ها ٬ مواد پوسیده ی سیستم عصبی مرکزی را پاکسازی می کنند. این سلول ها بیشتر به عنوان نماینده ی سیستم ایمنی در مغز عمل می کنند. میکروگلیاها ٬ مغز را از تهاجم میکروارگانیسم ها محافظت می کنند و ذاتا مشابه ماکروفاژها در سیستم خونی در نظر گرفته می شوند. در مغز طبیعی ٬ میکروگلیاها تقریبا ۲۰ درصد از کل سلول های گلیال را تشکیل می دهند. در مغز سالم میکروگلیاها در یک حالت استراحت و راکد قرار دارند. آنها با سطح سلولی وسیع خود به انشعابات سلولی ظریف متعدد چین می خورند و بافت های پیرامون را بازدید و سرکشی می کنند.

 

پاسخ میکروگلیاها به آسیب سلول عصبی از طریق راه های ذیل انجام می گیرد:

– افزایش در تعداد با تقسیم سلولی

– تغییر در شکل سلولی(این سلول ها شروع به جمع کردن تعداد زیادی از انشعابات سلولی ظریف می کنند. در این مرحله میکروگلیاها شروع به تولید مولکول های مهم متعددی به عنوان مثال جهت سیگنالینگ سلول-سلول می کنند.)

– مهاجرت به طرف سطح سلول عصبی آسیب دیده

– حذف نقاط اتصال دیگر سلول های عصبی(سیناپس ها) از سطح سلول عصبی آسیب دیده

 

فعالیت میکروگلیاها

۱- تشکیل میکروگلیای پلئومورفیکو ماکروفاژها

توالی تغییرات واکنشی در سلول های میکروگلیا بدین صورت نشان داده شده است. “Al” یک سلول میکروگلیای طبیعی در حال استراحت است. این سلول دارای زوائد منشعب است. تحت تحریک بافت نکروز(بافت مرده) سلول میکروگلیای در حال استراحت هیپرتروفی و هیپرپلازی را طی می کند و وارد یک فاز حد واسط می شود که اغلب به عنوان فاز پاسخ میکروگلیای پلئومورفیک در نظر گرفته می شود. اشکال انتقالی در مرحله ی میکروگلیای پلئومورفیک شامل A2a و A2b است. این موضوع مهم است که به خاطر بسپاریم به محض این که سلول میکروگلیای در حال استراحت فعال می شود به یک سلول رفتگر متحرک فعال تبدیل می شود. اگر نکروز مختصر باشد ممکن است سلول های میکروگلیا برای رفتن به مرحله ی پاسخ پلئومورفیک تحریک نشوند اما اگر نکروز کامل باشد میکروگلیاها از طریق اشکال انتقالی متعدد پیش می روند و تبدیل به ماکروفاژهای گرد می شود. مرحله ی بعدی مربوط به گویچه های گرانولی مرکب یا سلول های میکروگلیای کروی و متورممی شود. این مرحله نهایی است که به خوبی گسترش می یابد و انفارکتوس را سازماندهی می کند.

۲- در مسیر توالی تغییرات واکنشی در سلول های میکروگلیا ٬ سلول های B1 ٬ B2 ٬ B3 نماینده ی سلول های میکروگلیای فعال شده ی مزمن هستند. B3 یک سلول کاملا طویل شده است و به ویژه هسته دارای یک شکل طویل و میله ای شکل است. این سلول میله ای به طور کلاسیک در فلج عمومی یا فلج مغزی به دنبال عفونت سفلیسی مشاهده می شود اما ممکن است در دیگر حالات بیماری مزمن مغز نیز مشاهده شود.

 

سیستم عصبی محیطی(PNS)

سلول شوان(Schwann cell)

این سلول ها یک نقش حمایتی در سیستم عصبی محیطی دارند و از این رو یک سلول اقماری است. سلول های شوان شبیه الیگودندروسیت ها ٬ خودشان را پیرامون آکسون های عصبی می تابانند اما برخلاف الیگودندروسیت ها ٬ یک سلول شوان یک قطعه از یک صفحه ی میلینی آکسون را می سازد. از طرف دیگر ٬ الیگودندروسیت ها برخلاف سلول های شوان در هر لحظه حول آکسون های متعدد می تابند. سلول های شوان در ابتدا متشکل از لیپیدها یا چربی ها هستند. چربی به عنوان یک عایق عمل می کند و به موجب آن میزان انتقال پتانسیل عمل را در طول آکسون سرعت می بخشد. میلینه شدن اجازه می دهد تا پتانسیل عمل صدها بار سریعتر نسب به آکسون های میلینه نشده حرکت کند(میلین ها همان ترکیبی است که ماده ی سفید را تشکیل می دهد). بنابراین فعالیت روی یک اتصال میلینه شده ۱۰۰ میلی متر(۱۰ سانتی متر) می تواند با همان سرعتی که یک اتصال موضعی تنها ۱ میلی متر فاصله دارد به هدفش برسد. ایمپالس الکتریکی به طور موثر از یک قعه ی غشای آکسونی روباز به قطعه ی دیگر می برد. غشا سلولی روباز بین هر سلول شوان گره رانویه نامیده می شود و این گره ها انتقال ایمپالس های عصبی توسط این سلول ها را تسریع می کنند.

 

سلول های شوان همچنین در مرحله ی بازسازی عصبی در سیستم عصبی محیطی ضروری اند. وقتی یک آکسون در حال مرگ است سلول های شوان آن را احاطه می کنند و به هضم آن کمک می کنند. این وضعیت امکان ایجاد یک کانال توخالی توسط سلول های شوان متوالی را می دهد که از طریق آن یک آکسون جدید امکان رشد از یک انتهای بریده شده را به میزان ۳-۴ میلی متر در روز پیدا می کند.

 

سلول های گلیال شعاعی

اولین سلول های گلیالی هستند که در جریان تکوین جنین ظاهر می شوند. هسته ی این سلول ها در طول اپی تلیوم مجرای عصبی است و از آنها یک زائده ی سیتوپلاسمی طویل به سطح بیرونی لوله ی عصبی گسترش می یابد. سلول های نوروگلیای شعاعی در دوران بلوغ در مهره داران زیر پستانداران همچنان وجود دارند. در پستانداران این سلول ها به اپاندیموسیت ها و آستروسیت ها تغییر می کنند. سلول های گلیالی قدیمی در نورواکتودرم اولیه به طور شعاعی قرار می گیرند و ظرفیت آزاد کردن مواد فعال از نظر بیولوژیکی را دارند. سلول های گلیال فعال از نظر ترشحی در مراحل خیلی اولیه از تکوین در جنین های همه کوردات ها(طنابداران) ظاهر می شوند. آنها یک بخشی از صفحه ی کفی قاعده ای لوله ی عصبی را تشکیل می دهند. چنین سلول های گلیال در حیوانات بالغ در یک گروه میانی زیر شیار خلفی که اندام زیر شیاری(SCO) یا نامیده می شوند باقی می مانند. سلول های گلیال SCO یک ماده ی غنی گلیکوپروتئینیرا در بطن و نیز در فضای بین سلولی پیرامون سیستم عصبی آزاد می کنند. سلول های گلیال شعاعی نوعی از سلول هستند که تنها در جریان تکوین مغز وجود دارند. آنها به طور شعاعی از بطن ها به طرف بیرون تا سطح نرم شامه کشیده می شوند و به عنوان راهنماهایی برای نورون های پس میتوزی(post-mitotic) عمل میکنند. نورون ها از محل تولدشان در ناحیه ی بطنی در طول گلیال شعاعی به لایه بطنی مهاجرت می کنند و در آنجا تمایز یافته و بالغ می شوند. اطلاعات اخیر پیشنهاد می کنند که گلیال های شعاعی همچنین ممکن است نقش های مهم دیگری در جریان تکوین مغز ایفا کنند.

 

 

تکوین گلیال ها

به استثنای میکروگلیال ها که از مونوسیت های خون مشتق می شوند ٬ بیشتر گلیال ها از بافت اکتودرمی به ویژه از لوله ی عصبی و تاج عصبی جنین در حال تکوین مشتق می شوند. در سیستم عصبی مرکزی ٬ گلیال ها از ناحیه ی بطنی(ventricular zone) لوله ی عصبی تکوین می یابند. این گلیال ها شامل الیگودندروسیت ها ٬ سلول های آپاندیمی ٬ و آستروسیت ها هستند. تکوین الیگودندروسیت در طناب نخاعی نسبت به مغز بهتر درک شده است. در طناب نخاعی ٬ پیدایش الیگودندروسیت ها از یک منطقه ی کاملا محدود از ناحیه ی بطنی در طی فرایندی که وابسته به فاکتور رونویسی Oligo1 و Oligo2 و مولکول سیگنالینگ است ٬ سرچشمه می گیرد. از این موقعیت ٬ سلول های پیش ساز الیگودندروسیت برای رسیدن به تمام نقاط طناب نخاعی مهاجرت می کنند درحالیکه از میان مراحل تمایزی معین پیش می روند و در چرخه ی سلولی باقی می مانند. بعد از این که این سلول ها با آکسون های هدفشان ارتباط برقرار کردند دیگر تقسیم نمی شوند. در این لحظه آنها شروع به بیان سطح بالایی از ژن تولید کننده ی میلین و تشکیل صفحات میلین پیرامون آکسون ها را می کنند. در مناطق قدامی تر سیستم عصبی مرکزی ٬ منشا الیگودندروسیت ها کمتر مشخص شده است. اگرچه در این جا نیز ساختارهای شکمی احتمالا یک منبع اصلی این سلول ها و هم ارز با طناب نخاعی هستند. در سیستم عصبی مرکزی بزرگسالان یک جمعیتی از سلول ها با عنوان پیش سازهای الیگودندروسیت بالغین باقی می مانند که از جنبه های متعدد شبیه سلول های اولیه ی دودمانی هستند. احتمالا این سلول ها در ترمیم میلین تحت شرایط معین به عنوان مثال در مراحل اولیه ی ضایعات مالتیپل اسکلروزیس یا ام.اس(MS) عمل می کنند.

 

آستروسیت ها از دو منبع تولید می شوند. در مراحل اولیه ی تکوین ٬ آنها از پیش سازهای طویلی که توده ی سلولی شان داخل یا نزدیک ناحیه ی بطنی است شکل می گیرند و در طی فرایندی به طور شعاعی به انتهای سطح لوله ی عصبی یا مغز در حال تکوین کشیده می شوند. این سلول ها تعداد زیادی از ویژگی های مولکولی و مورفولوژیکی را که مشخصه ی آستروسیت های بعدی درجریان تکوین هستند و به طور عمومی به عنوان گلیال های شعاعی شناخته می شوند را نشان می دهند. همچنین در مراحل بعدی تکوین ٬ آستروسیت ها از یک مجموعه ی مجزا از مناطق زاینده یعنی ناحیه ی زیر بطنی سرچشمه می گیرند. جالب این که تحقیقات اخیر نشان می دهند گلیال های شعاعی و دیگر سلول های شبه آستروسیتی یعنی آستروسیت های زیر بطنی به عنوان تولید کنندگان فعال نورون ها در جریان تکوین و حتی در بعضی موارد در مغز بالغین نیز هستند. این یافته ها عقاید سنتی درباره ی عملکرد گلیال را به مبارزه می طلبد به طوری که در حال حاضر این آستروسیت ها شبیه سلول های بنیادی عصبی چند توان عمل می کنند. بنابراین باتوجه به بعضی عملکردهای انجام شده بیشتر افراد معتقدند که این سلول های نوروژنیک نباید بیشتر از این به عنوان گلیال ها طبقه بندی شوند بلکه باید به عنوان پیش سازهای عصبی در نظر گرفته شوند که دارای بعضی ویژگی های شبه گلیالی هستند درحالیکه دیگران از این مفهوم جدید بدین صورت تلقی می کنند که بعضی گلیال ها دارای نقش تازه و تحریکی برای تولید نورون ها در جریان تکوین و در مغز بالغین هستند.

 

در سیستم عصبی محیطی(PNS) ٬ گلیال ها از تاج عصبی مشتق می شوند. گلیال های سیستم عصبی محیطی شامل سلول های شوان عصب و سلول های اقماری گانگلیا هستند. سلول های شوان از تاج عصبی که یک جمعیت موقتی از سلول هایی هستند که از ناحیه ی پشتی لوله ی عصبی در حال بسته شدن به مناطق دورتر مهاجرت می کنند تکوین می یابند.

 

سلول های تاج ٬ سلول های چند توانی هستند که نه تنها به نورون ها و گلیال های سیستم عصبی محیطی بلکه به سلول های پیگمانه یا رنگدانه ای پوست و بعضی عضلات صاف و سلول های بافت همبند تبدیل می شوند. تولید سلول های شوان از سلول های تاج نیازمند فاکتور رونویسی Sox-10 است و به طور اولیه این فرایند در ارتباط با تشکیل پیش سازهای سلول های شوان است که تشکیل سلول های شوان نابالغ را می دهند. این جمعیت واگرایی حاصل میکند و در حدود نیمی از سلول های اطراف آکسون های با قطر زیادتر ٬ میلین را تشکیل می دهند درحالیکه سلول های دیگر با آکسون های با قطر کمتر مرتبط می شوند و به سلول های غیر میلینه کننده تبدیل می شوند. این مرحله ی نهایی از تکوین سلول شوان در سراسر حیات قابل برگشت باقی می ماند. وضعیت چنین دودمانی به طور قابل توجهی بستگی به سیگنال هایی از طرف آکسون ها دارد. در مراحل اولیه ی تکوین مهمترین این سیگنال ها neuregulin-1 است. همچنین میلینه شدن بستگی به سیگنال هایی از سوی آکسون ها دارد اما هویت این سیگنال کلیدی ناشناخته است. فاکتور رونویسی krox-20 برای میلینه شدن سلول شوان ضروری است.

 

 

اعمال گلیال ها

۱- نقش گلیال ها در تکوین

الف) هدایت و راهنمایی

در جریان تکوین مغز ٬ در اصطلاح سلولی نورون ها اغلب در یک فاصله ی خیلی دورتر از محل اسکانشان تشکیل می شوند. بنابراین در جریان تکوین یک مقدار قابل توجهی از مهاجرت عصبی رخ می دهد که در جریان آن سلول های گلیال یک نقش اساسی را بازی می کنند. چنین وضعیتی کاملا در جریان تکوین کورتکس مغز و مخچه مطالعه شده است. در این حالت سلول های گلیالی شعاعی که قبلا ذکر شده بودند به عنوان داربست های ضروری جهت مهاجرت وسیع عصبی عمل می کنند و در این ارتباط سیگنالینگ استروتکتینو neuregulin-1 شرکت می کنند که معماری لایه بندی شده این ساختارها را تثبیت می کنند. همچنین گلیال ها در جهت دهی رشد آکسونی در جریان تکوین عمل می کنند ٬ اگرچه این موضوع می تواند مورد بحث باشد که آیا بعضی از این سلول ها که چنین اعمالی هدایتی اولیه ای را انجام می دهند باید به عنوان سلول های گلیال طبقه بندی شوند.

ب) بقا

بعضی از بهترین شواهد جهت این عقیده ی مشترک که گلیال ها ٬ بقای عصبی را حمایت می کنند حاصل از سیستم عصبی محیطی(PNS) است. در موش هایی که فاکتور رونویسی sox-10 یا سیگنالینگ neuregulin-1 غیر فعال شده است ٬ پیش سازهای سلول شوان و بعدا سلول های شوان از دست می روند. این وضعیت با مرگ تعداد زیادی از نورون های حرکتی و نورون های حسی ریشه ی پشتی(dorsal root sensory) همراه است که هر دو نورون آکسون هایشان را به اعصاب محیطی می فرستند و پیشنهاد می شود که این نورون ها وابسته به سیگنال های بقا از گلیال های در حال تکوین هستند ٬ عملکردی که احتمالا از طریق سیگنالینگ neuregulin-1 انجام می گیرد. مثال دیگر حاصل از القای آزمایشگاهی ٬ تخریب گلیال های روده ای است که منجر به مرگ نورون های روده ای می شود. یک تعدادی از موتاسیون های ژن های گلیال که به طور اولیه باعث بد عمل کردن گلیال می شود نهایتا منجر به ناهنجاری های آکسونی و مرگ عصبی می شود و مجددا این وضعیت نیز اشاره به وابستگی تروفیک نورون ها به گلیال ها را دارد.

ج) تشکیل سیناپس

سیناپس واحد عملکردی کلیدی در سیستم عصبی است و سیناپس ها به تعداد حیرت انگیزی بین نورون ها و دیگر سلول ها یافت می شوند. در حال حاضر ٬ شواهد نشان می دهند که نه تنها تشکیل بلکه کارایی ٬ نگهداری و محافظت از سیناپس ها بستگی به سیگنال هایی از سوی آستروسیت ها دارد. این مشاهدات که حاصل از مطالعات کشت سلولی است دارای پیچیدگی های مهمی است و به هیچ وجه برای مکانیسم های اساسی کاهش انتقال سیناپسی که در ارتباط با از دست رفتن حافظه ی وابسته به سن و بد کار کردن شناختی است نمی شود.

۲- میلینه کردن

میلین در سیستم عصبی مرکزی توسط الیگودندروسیت ها و در سیستم عصبی محیطی توسط سلول های شوان ساخته می شود. در حالیکه هر سلول شوان پیرامون یک آکسون منفرد تشکیل میلین را می دهد ٬ یک الیگودندروسیت می تواند بیشتر از ۳۰-۴۰ آکسون را توسط زوائدی که در انتهای هریک از آنها یک صفحه ی میلینی تشکیل می شود ٬ میلینه کند. این صفحه توسط حرکات مارپیچی یک زائده ی سلولی که پیرامون آکسون پهن شده و با افزایش چند هزار برابری در ناحیه ی غشایی همراه است شکل می گیرد. بیرون آمدگی سیتوپلاسم و ترکیب شدن غشای دولایه ای انباشته شده منجر به تشکیل یک قطعه ی میلین می شود که فراهم کننده ی عایق الکتریکی اطراف آکسون است. کانال های سدیمی و پتاسیمی در غشای آکسونی در نقاط تلاقی بین قطعات میلینی مجاور متمرکز می شوند. این حالت وضعیت قابل تحریک از نظر الکتریکی را اصلاح می کند و با عایق کردن مناطقی در طول آکسون منجر به هدایت موثر سیگنال های الکتریکی می شود که در حدود ۱۰ برابر سریع تر از هدایت ایمپالس در طول یک آکسون میلینه نشده با یک قطر مشابه است. این اختلاف مسلما فراهم کننده ی بار تکاملی برای پیدایش سلول های میلینه کننده است.

۳- کنترل عملکرد سیناپسی

مدت زیادی است که مشخص شده است سلول های گلیال دارای رسپتورهای نوروترانسمیتری هستند. تثبیت این ایده ی جدید و با اهمیت که این رسپتورها در جریان فعالیت سیناپسی فعال می شوند و منجر به افزایش یون کلسیم و آزادشدن گلوتامات گلیالی می شوند و در جهت تعدیل انتقال سیناپسی و تحریک پذیری عصبی عمل می کنند ٬ در آغاز راه است. در این حالت به علت این که یون کلسیم زیاد است می تواند در بین آستروسیت ها منتشر شود به طوری که یک موج یون کلسیم به فواصل خیلی دور منتشر می شود و بدین صورت فعالیت آستروسیت ها در یک ناحیه می تواند عصبی در یک مکان دورتر را تعدیل کند. چنین حوادثی در سیناپس های سیستم عصبی محیطی نیز اتفاق می افتد. این یافته های مهیج پیشنهاد می کنند که سیناپس در بهترین حالت به عنوان یک ساختار سه بخشی در نظر گرفته می شود که شامل سه قسمت عملکردی یعنی اجزای پیش و پس سیناپسی و گلیال پیرامونی است.

۴- تنظیم هومئوستاتیک نوروترانسمیتر و غلظت های یون پتاسیم

سلول های گلیال دارای مکانیسم های پمپ کننده ی سلولی و آنزیم های داخل سلولی هستند که آنها را قادر به حذف نوروترانسمیترهای اصلی شامل گلوتامات و گابا GABA از مناطق سیناپسی و متابولیسم آنها می کند و به موجب ان به خاتمه ی فعالیت پس سیناپسی بعد از ترشح ترانسمیتر کمک می کند. در جریان فعالیت الکتریکی نورون ها ٬ یون پتاسیم از نورون ها به فضای خارج سلولی منتقل می شود جایی که اگر در آنجا تجمع یابد می تواند به طور وحشتناکی تحریک پذیری الکتریکی نورون ها را تغییر دهد. باز جذب یون پتاسیم در نورون ها و انتشار آن در فضای خارج سلولی برای جلوگیری از تراکم یون پتاسیم کافی نیست و در حال حاضر مشخص شده است که حذف یون پتاسیم از طریق مولکول های ناقل کانال در غشاهای گلیالی یک عملکرد ضروری آستروسیت ها است.

 

 

پاتولوژی

– مالتیپل اسکلروزیس(MS)

این بیماری شاید شناخته شده ترین بیماری در ارتباط با سلول های گلیال باشد. مالتیپل اسکلروزیس یک بیماری پیش رونده با دخالت قابل توجه سیستم ایمنی است که به طور اولیه بر روی الیگودندروسیت ها تاثیر می گذارد. این بیماری با تشکیل ضایعات چندگانه در سیستم عصبی مرکزی مشخص می شود که در آن میلین تخریب شده و الیگودندروسیت ها می میرند. همچنین آکسون ها به طور نامطلوبی تحت تاثیر قرار می گیرند. دلایل بیماری ام اس به خوبی درک نشده است و هنوز درمان مواردی برای آن شناخته نشده است.

 

– بیماری دندان Charcot-Marie-Tooth نوع یک

بیماری شارکوت ماری توث یک مجموعه ای از بیماری های ارثی است که به دلیل بد کار کردن اعصاب محیطی ایجاد می شود. اکثریت این بیماری ها به علت موتاسیون هایی در ژن های ۵ تایی سلول شوان که کد کننده ی پروتئین های ساختاری میلین یا پروتئین های مرتبط با ارتباط سلول-سلول ٬ سیتواسکلتون یا کنترل رونویسی ژن میلین است ٬ می باشد. در حالیکه اثرات مستقیم بیشتر این موتاسیون ها بی ثباتی و شکست میلین سلول شوان است ٬ تصور بر این است که ناتوانی بالینی بیشتر در ارتباط با آسیب آکسونی در نتیجه ی اختلال در عملکرد طبیعی سلول شوان است.

– تومورها

اکثریت تومورهای بدخیم مغز از سلول های گلیال یا پیش سازهای آنها مشتق می شوند. بیشتر این تومورها دارای اجزای آستروسیتی هستند اما اغلب به دلیل ناهمگنی(heterogeneity) بالا ٬ تعیین منشا سلولی آنها مشکل است. این موضوع مشخص نشده است که آیا میزان فراوانی تومورهای گلیالی در ارتباط با پتانسیل تکثیری موجود در سلول های گلیالی بالغ است یا این که پیش سازهای عصبی چند توان که در حال حاضر وجودشان در سیستم عصبی مرکزی بالغین مشخص شده است اهداف اصلی موتاسیون های بدخیم هستند.

در سیستم عصبی محیطی(PNS) تومورهای سلول شوان در زمینه ی دو بیماری نوروفیبروماتوز(NF) neurofibromatosis نوع ۱ و نوع NF نوع ۲ ایجاد می شود که به دلیل موتاسیون هایی در دو ژن مهم جهت عملکرد سلول شوان که به ترتیب شامل نوروفیبرومین و مرلین است ایجاد می شود. نوروفیبرومین یک پروتئین فعال کننده ی GTP ٬ برای پروتئین های Ra s است در حالیکه تومور سرکوب کننده ی m e r l in اکتین سیتواسکلتون را به پروتئین های تراشامه ای متصل می کند.

– سیگنالینگ و اعمال هومئوستاتیک آستروسیت ها

آستروسیت ها ٬ پتانسیل ترشح یک طیف وسیعی از مولکول های سیگنالینگ شامل یک تعداد زیادی از تعدیل کننده های ایمنی ٬ متالوپروتئازها و اکسید نیتریک را دارند. در این مسیر و با توجه به توانایی بالقوه ی آستروسیت ها برای حذف اسیدهای آمینه ی سیتوتوکسیک نظیر گلوتامات ٬ احتمالا این سلول ها جزء تنظیم کننده های مهم تعداد زیادی از مراحل پاتولوژیکی شامل سکته ی مغزی و شرایط التهابی نظیر بیماری آلزایمر و ام اس هستند.

– آسیب به سیستم عصبی

در صدمات مکانیکی ناشی از حوادث ٬ نظیر آسیب نخاع و عصب محیطی ٬ سلول های گلیال به عنوان تعیین کننده های اصلی ترمیم با بیان مولکول هایی که رشد مجدد آکسون را متوقف یا پیش می برند عمل می کنند. در سیستم عصبی محیطی آکسون ها شانس خوبی برای رشد مجدد پس از قطع یا له شدن عصب را دارند و تعداد زیادی از آنها ممکن است به اهداف صحیحشان برسند و منجر به بازگشت عملکرد شوند. این وضعیت به مقدار زیادی به علت پاسخ قابل توجه سلول های شوان در نقطه ی دور از اعصاب آسیب دیده است. این سلول ها مجددا وارد چرخه ی سلولی می شوند و صفحات میلینی شان را از دست می دهند و مجددا برای اتخاذ فنوتیپ سلول های شوان نابالغ تمایز می یابند که با بیان فاکتورهای تروفیک و مولکول های چسبنده ی یک محیط مناسب ویژه را جهت رشد مجدد آکسونی فراهم می آورند. این وضعیت در سیستم عصبی مرکزی کاملا متفاوت است. در این جا آسیب باعث می شود آستروسیت ها هیپرتروفی شوند و مجددا برای تشکیل زخم گلیالی که سدی را در برابر ترمیم تشکیل می دهند سازماندهی شوند و در این ارتباط هم آستروسیت ها و هم الیگودندروسیت ها فاکتورهایی را بیان می کنند که به طور بالقوه رشد مجدد آکسون ها را متوقف می کنند. این مولکول ها شامل N o g o-A ٬ گلیکوپروتئین مرتبط با میلین ٬ گلیکوپروتئین میلین-الیگودندروسیت ٬ تناسین ٬ و فاکتورهایی مرتبط با کندروئیتین هپاران سولفات هستند. اگرچه در کل دورنمای آینده به عنوان مثال برای درمان آسیب های طناب نخاعی ناچیز است ٬ درمان های جدید شامل خنثی سازی مولکول های مهاری و به کارگیری گلیال های سیستم عصبی محیطی یا دیگر عواملی که ترمیم را پیش می برند شروعی برای حصول نتایج امیدبخش هستند.

 

 

سلول های پشتیبان در بافت عصبی (نوروگلیایاگلوسیت)

انواع نوروگلیا

این سلول ها در انتقال پیام عصبی نقشی ندارند. وظیفه این سلول های غیر عصبی، ترمیم و تغذیه و همچنین حفاظت و پشتیبانی از سیستم عصبی است.

 

سلول های نوروگلیا شامل:

*آستروسیت. آستروسیت ها فضاهای بین نورون ها را پر می کنند. در شکل ها و اندازه های مختلفی وجود دارند. از ویژگی های این سلول ها داشتن زوائد متعدد است. بسیاری از زوائد آنها در ارتباط نزدیک با عروق خونی هستند که پاهای انتهایی دور عروقی می نامند.

بنابراین احتمال دارد که در نگهداری عروق یا تبادل متابولیک میان نورون ها و دستگاه عروقی نقش داشته باشند.

*الیگودندروسیت که وظیفه ساخت میلین را در دستگاه عصبی مرکزی (CNS) برعهده دارد

*میکروگلیا. این گروه از سلول ها، ماکروفاژ بوده و بیشتر آنها در بالغین دور عروق هستند.

*سلول اپندیمی. این سلول ها دستگاه بطنی مغز و مجرای مرکزی نخاع را مفروش می کنند.

*سلول شوان که در ساختن میلین نورون های دستگاه عصبی محیطی (PNS) نقش دارد

انواع سلولهای نوروگلیای سیستم عصبی مرکزی (CNS) در تصویر زیر:

 

9879846513521521

 

 

سلول های پشتیبان موجود در بافت عصبی مغز

مغز انسان از دو نوع سلول تشکیل شده. نوع اول نورون‌ها (NEURON) یا سلول های عصبی هستند که در زمان

جنینی تشکیل شده و پس از تولد تعداد آنها زیاد نمی شود. اما فعالیت‌های بیشتر ذهنی سبب می شود تا آنها

پربارتر و بزرگتر شوند. نوع دوم سلول‌های مغز سلول های پشتیبان یا نوروگلیا (NEUROGLIA) هستند.

اولین دانشمندی که این سلول ها را کشف کرد ویرخف نام داشت که ماده میان بافت عصبی که سلول ها عصبی را فرا گرفته است، را نوروگلیا یا چسب عصب نامید.

تعریف کلی : این سلول ها در انتقال پیام عصبی نقشی ندارند. وظیفه این سلول های غیر عصبی، ترمیم و تغذیه و همچنین حفاظت و پشتیبانی از سیستم عصبی است.

در واقع نوروگلیا بافت پیوندی است که بافت عصبی را حمایت می کند و کار تغذیه و بازسازی اندامک‌های نورون‌ها را به عهده دارند و بر خلاف نورون‌ها می‌توانند تا لحظه مرگ تکثیر پیدا کنند. با حجیم‌تر شدن نورون‌ها، تعداد سلول‌های پشتیبان زیاد شده و با افزایش آن‌ها، نورون‌ها قابلیت بیش‌تری پیدا می‌کنند.

 

دسته بندی سلول های نوروگلیا :

آستروسیت : سلول ها آستروسیت فضاهای بین نورون ها را پر می کنند. در شکل ها و اندازه های مختلفی وجود دارند. از ویژگی های این سلول ها داشتن زوائد متعدد است. بسیاری از زوائد آنها در ارتباط نزدیک با عروق خونی هستند که پاهای انتهایی دور عروقی می نامند. بنابراین احتمال دارد که در نگهداری عروق یا تبادل متابولیک میان نورون ها و دستگاه عروقی نقش داشته باشند.

الیگودندروسیت : این سلول ها وظیفه ساخت میلین را در دستگاه عصبی مرکزی (CNS) برعهده دارند.

میکروگلیا : این گروه از سلول ها، ماکروفاژ بوده و بیشتر آنها در بالغین دور عروق هستند.

سلول اپندیمی : این سلول ها دستگاه بطنی مغز و مجرای مرکزی نخاع را مفروش می کنند.

سلول شوان : که در ساختن میلین نورون های دستگاه عصبی محیطی (PNS) نقش دارد. ( وظیفه ساخت غلاف میلین را در دستگاه عصبی محیطی برعهده دارند ).

 

انواع نوروگلیا :

دو نوع از اين سلولها در مغز وجود دارند سلولهاي نوروگليا يا كوچك هستند كه آنها را ميكروگليا مي نامند و يا بزرگند كه آنها را ماكروگليا مي نامند.

سوال زیست شناسی :

 

نوروگلیا یا سلول‌های پشتیبان را تعریف کنید ؟

درون بافت عصبی به جز نورون‌ها نوعی دیگر سلول غیر عصبی وجود دارد.بعضی از این سلول‌ها به تغذیه‌ی نورون‌ها کمک می‌کنندوبعضی دیگر درپیرامون آکسون‌ها ودندریت‌ها می‌پیچندو آن‌ها را عایق می‌کنند.این سلول‌ها نوروگلیا یا سلول‌های پشتیبان نامیده می‌شوند.