È molto comune che, quando si parla dell'intelligenza di una persona, ci riferiamo specificamente a un tipo molto specifico di cellule: i neuroni. Pertanto, è normale chiamare mononeuronali a cui attribuiamo un'intelligenza bassa in modo dispregiativo. tuttavia, l'idea che il cervello sia essenzialmente un insieme di neuroni è sempre più obsoleta.

Il cervello umano contiene oltre 80 miliardi di neuroni, ma questo rappresenta solo il 15% delle cellule totali in questo set di organi.

Il restante 85% è occupato da un altro tipo di corpi microscopici: le cosiddette cellule gliali. Nel complesso, queste cellule formano una sostanza chiamata glia o neuroglia, che si estende attraverso tutti gli angoli del sistema nervoso.

Attualmente, la glia è uno dei campi di studi con una maggiore progressione nelle neuroscienze, in cerca di rivelare tutti i suoi compiti e le interazioni che fanno in modo che il sistema nervoso funzioni esattamente come fa. Ed è che il cervello attualmente non può essere compreso senza comprendere le implicazioni della glia.

La scoperta di cellule gliali

Il termine di neuroglia fu coniato nel 1856 dal patologo tedesco Rudolf Virchow. Questa è una parola che in greco significa "colla (glia) neuronale (neuro)", poiché al momento della sua scoperta si pensava che i neuroni fossero collegati tra loro per formare i nervi e, inoltre, che l'assone era un insieme di cellule invece di una parte del neurone. Per questo motivo, si è ipotizzato che queste cellule che sono state trovate vicino ai neuroni dovessero aiutare a strutturare il nervo e facilitare l'unione tra loro e nient'altro. Un ruolo piuttosto passivo e ausiliario, in breve.

Nel 1887, il famoso ricercatore Santiago Ramón y Cajal giunse alla conclusione che i neuroni erano unità indipendenti e che erano separati dagli altri da un piccolo spazio che in seguito fu conosciuto come spazio sinaptico. Ciò servì a smentire l'idea che gli assoni fossero più che semplici parti di cellule nervose indipendenti. Tuttavia, l'idea della passività gliale è rimasta. Oggi, comunque, si sta scoprendo che la sua importanza è molto maggiore di quanto si supponeva.

In un certo senso, è ironico che il nome che è stato dato alla neuroglia sia quello. È vero che aiuta nella struttura, ma non solo svolge questa funzione, ma anche la protezione, la riparazione dei danni, il miglioramento dell'impulso nervoso, l'energia, e persino il controllo del flusso di informazioni, tra molte altre funzioni scoperte. Sono un potente strumento per il sistema nervoso.

Tipi di cellule gliali

La neuroglia è un insieme di diversi tipi di cellule che hanno in comune il sistema nervoso e non i neuroni.

Esistono diversi tipi di cellule gliali, ma mi concentrerò sul parlare delle quattro classi che sono considerate più importanti, oltre a spiegare le funzioni più importanti scoperte fino ad oggi. Come ho detto, questo campo delle neuroscienze sta avanzando sempre di più ogni giorno e in futuro ci saranno nuovi dettagli che sono sconosciuti oggi..

1. Cellule di Schwann

Il nome di questa cellula glia è quello di onorare il suo scopritore, Theodore Schwann, meglio conosciuto come uno dei padri della teoria cellulare. Questo tipo di cellula glia è l'unico trovato nel sistema nervoso periferico (SNP), cioè nei nervi che corrono in tutto il corpo.

Mentre studiava l'anatomia delle fibre nervose negli animali, Schwann osservava le cellule che erano collegate lungo l'assone e che davano la sensazione di essere qualcosa di simile a piccole "perle"; oltre a questo, non gli ha dato più importanza. In studi futuri, è stato scoperto che questi elementi microscopici sotto forma di perle erano in realtà guaine mieliniche, un prodotto importante che genera questo tipo di cellula.

La mielina è una lipoproteina offre isolamento contro l'impulso elettrico per l'assone, cioè, permette di mantenere il potenziale di azione per una distanza maggiore e più lunga, facendo sì che i colpi elettrici vadano più velocemente e non si disperderanno attraverso la membrana del neurone. Cioè, si comportano come la gomma che copre un cavo.

Le cellule di Schwann avere la capacità di secernere diversi componenti neurotrofici, incluso il "fattore di crescita nervoso" (FCN), il primo fattore di crescita trovato nel sistema nervoso. Questa molecola serve a stimolare la crescita dei neuroni durante lo sviluppo. Inoltre, poiché questo tipo di glia circonda l'assone come se fosse un tubo, ha anche un'influenza per segnare la direzione verso cui dovrebbe crescere..

Oltre a questo, è stato visto che quando un nervo nel SNP è stato danneggiato, La FCN è secreta in modo che il neurone possa ricrescere e recuperare la sua funzionalità. Questo spiega il processo attraverso il quale scompare la paralisi temporanea che i muscoli soffrono dopo aver subito una rottura.

Le tre diverse celle di Schwann

Per i primi anatomisti non c'erano differenze nelle cellule di Schwann, ma con i progressi della microscopia è stato possibile differenziare fino a tre diversi tipi, con strutture e funzioni ben differenziate. Quelli che ho descritto sono quelli "mielinici", poiché producono mielina e sono i più comuni.

tuttavia, nei neuroni con assoni corti, c'è un altro tipo di cellula di Schwann chiamata "non mielinizzata", poiché non produce guaine mieliniche. Questi sono più grandi di quelli precedenti e al loro interno si trovano più di un assone alla volta. Apparentemente non producono guaine mieliniche, poiché con la loro stessa membrana funge già da isolante per questi assoni più piccoli.

L'ultimo tipo di questa forma di neuroglia si trova nella sinapsi tra i neuroni e i muscoli. Sono noti come terminali di Schwann o cellule perisintiche (tra le sinapsi). La funzione attualmente concessa è stata rivelata grazie all'esperimento condotto da Richard Robitaille, un neurobiologo dell'Università di Montreal. Il test consisteva nell'aggiungere un falso messenger a queste celle per vedere cosa accadeva. Il risultato è stato che la risposta espressa dal muscolo è stata alterata. In alcuni casi la contrazione è aumentata, in altri casi è diminuita. La conclusione era quella Questo tipo di glia regola il flusso di informazioni tra il neurone e il muscolo.

2. Oligodendrociti

All'interno del Sistema Nervoso Centrale (CNS) non ci sono cellule di Schwann, ma i neuroni hanno un'altra forma di rivestimento della mielina grazie ad un tipo alternativo di cellule gliali. Questa funzione è eseguita l'ultimo dei grandi tipi di neuroglia scoperta: quella formata dagli oligodendrociti.

Il suo nome si riferisce a come sono stati descritti dai primi anatomisti che li hanno trovati; una cella con molte piccole estensioni. Ma la verità è che il nome non va molto con loro, dato che qualche tempo dopo, un allievo di Ramón y Cajal, Pío del Río-Hortega, ha progettato miglioramenti nella colorazione utilizzata al momento, rivelando la vera morfologia: una cella con un paio di lunghe estensioni, come se fossero armi.

Mielina nel sistema nervoso centrale

Una differenza tra oligodendrociti e cellule di Schwann mielinizzate è che le prime non avvolgono l'assone con il loro corpo, ma lo fanno con le loro lunghe estensioni, come se fossero tentacoli di un polipo, ed è attraverso di loro che la mielina viene secreta. Inoltre, la mielina nel sistema nervoso centrale non è solo per isolare il neurone.

Come dimostrato nel 1988 da Martin Schwab, la deposizione di mielina sull'assone nei neuroni nella cultura ne ostacola la crescita. Alla ricerca di una spiegazione, Schwab e il suo team sono riusciti a purificare diverse proteine ​​della mielina che causano questa inibizione: Nogo, MAG e OMgp. La cosa divertente è che è stato visto che nelle prime fasi dello sviluppo del cervello, la proteina MAG della mielina stimola la crescita del neurone, facendo una funzione inversa del neurone negli adulti.. La ragione di questa inibizione è un mistero, ma gli scienziati sperano che il suo ruolo sarà presto conosciuto.

Un'altra proteina trovata negli anni '90 si trova nella mielina, questa volta da Stanley B. Prusiner: Prion Protein (PrP). La sua funzione nello stato normale è sconosciuta, ma in uno stato mutato diventa un prione e genera una variante della malattia di Creutzfeldt-Jakob, comunemente nota come malattia della mucca pazza. Il prione è una proteina che acquisisce autonomia, infettando tutte le cellule della glia, che genera neurodegenerazione.

3. Astrociti

Questo tipo di cellula gliale è stato descritto da Ramón y Cajal. Durante le sue osservazioni dei neuroni, notò che c'erano altre cellule vicine ai neuroni, di forma stellata; da qui il suo nome. Si trova nel sistema nervoso centrale e nel nervo ottico, e forse in una delle glia che svolge un maggior numero di funzioni. La sua dimensione è da due a dieci volte più grande di quella di un neurone e ha funzioni molto diverse

Barriera emato-encefalica

Il sangue non scorre direttamente nel sistema nervoso centrale. Questo sistema è protetto dalla barriera emato-encefalica (BHE), una membrana permeabile altamente selettiva. Gli astrociti sono attivamente coinvolti in esso, essere responsabile del filtraggio di ciò che può accadere dall'altra parte e cosa no. Principalmente, consentono l'ingresso di ossigeno e glucosio, per poter alimentare i neuroni.

Ma cosa succede se questa barriera è danneggiata? Oltre ai problemi generati dal sistema immunitario, i gruppi di astrociti si spostano nell'area danneggiata e si uniscono per formare una barriera temporanea e fermare l'emorragia.

Gli astrociti hanno la capacità di sintetizzare una proteina fibrosa nota come GFAP, con la quale acquistano robustezza, oltre a secerne un'altra seguita da proteine ​​che consente loro di acquisire impermeabilità. In parallelo, gli astrociti secernono neurotrofi, per stimolare la rigenerazione nell'area.

Ricarica della batteria di potassio

Un'altra delle funzioni descritte degli astrociti è la loro attività per mantenere il potenziale d'azione. Quando un neurone genera un impulso elettrico, raccoglie gli ioni di sodio (Na +) per diventare più positivi con l'esterno. Questo processo mediante il quale le cariche elettriche vengono manipolate dall'esterno e all'interno dei neuroni produce uno stato noto come depolarizzazione, che fa sì che gli impulsi elettrici che attraversano il neurone finiscano nello spazio sinaptico. Durante il tuo viaggio, il mezzo cellulare cerca sempre l'equilibrio nella carica elettrica, quindi perde ioni di potassio (K +) questa volta, per pareggiare con il mezzo extracellulare.

Se ciò accadesse sempre, alla fine si genererebbe una saturazione di ioni di potassio all'esterno, il che significherebbe che questi ioni smetterebbero di uscire dal neurone, e ciò provocherebbe l'incapacità di generare l'impulso elettrico. Qui è dove gli astrociti entrano in scena, assorbono questi ioni all'interno per pulire lo spazio extracellulare e permettere che continui a secernere più ioni di potassio. Gli astrociti non hanno alcun problema con la carica, dal momento che non comunicano con impulsi elettrici.

4. Microglia

L'ultima delle quattro forme più importanti di neuroglia è la microglia. Questo fu scoperto prima degli oligodendrociti, ma si pensava che provenisse dai vasi sanguigni. Occupa tra il 5 e il 20 percento della popolazione glia della SNC, e la sua importanza è basata sul fatto che è la base del sistema immunitario del cervello. Avendo la protezione della barriera emato-encefalica, il passaggio libero delle cellule non è permesso, e questo include quelli del sistema immunitario. Per questo motivo, il cervello ha bisogno del proprio sistema di difesa, e questo è formato da questo tipo di glia.

Il sistema immunitario del sistema nervoso centrale

Questa cellula glia ha una grande mobilità, che consente di reagire rapidamente a qualsiasi problema riscontrato nel sistema nervoso centrale. La microglia ha la capacità di divorare cellule danneggiate, batteri e virus, oltre a rilasciarne una seguita da agenti chimici con cui combattere gli invasori. ma l'uso di questi elementi può causare danni collaterali, poiché è anche tossico per i neuroni. Pertanto, dopo lo scontro devono produrre, come fanno gli astrociti, neurotrofici per facilitare la rigenerazione dell'area interessata.

In precedenza, ho parlato del danno BHE, un problema che è generato in parte dagli effetti collaterali della microglia quando i leucociti attraversano il BBB e passano nel cervello. L'interno del sistema nervoso centrale è un nuovo mondo per queste cellule, e reagiscono principalmente come sconosciute come se fosse una minaccia, generando una risposta immunitaria contro di essa.. La microglia inizia la difesa, provocando quella che potremmo dire una "guerra civile", questo causa molto danno ai neuroni.

Comunicazione tra glia e neuroni

Come hai visto, le cellule della glia svolgono una grande varietà di compiti. Ma una sezione che non è stata chiara è se i neuroni e i neuroglia comunicano tra loro. I primi ricercatori hanno già percepito che la glia, a differenza dei neuroni, non genera impulsi elettrici. Ma questo cambiò quando Stephen J. Smith verificò come comunicavano, sia tra loro che con i neuroni.

Smith ha intuito che la neuroglia usa lo ione calcio (Ca2 +) per trasmettere informazioni, poiché questo elemento è il più usato dalle cellule in generale. In qualche modo, lui e i suoi compagni si gettarono nella piscina con questa convinzione (dopotutto la "popolarità" di uno ione non ci dice molto sulle sue funzioni specifiche), ma avevano ragione.

Questi ricercatori hanno progettato un esperimento consistente in una coltura di astrociti a cui è stato aggiunto il calcio fluorescente, che consente alla microscopia a fluorescenza di vedere la sua posizione. Inoltre, ha aggiunto nel mezzo un neurotrasmettitore molto comune, il glutammato. Il risultato è stato immediato. Per dieci minuti potevano vedere come la fluorescenza entrava dentro gli astrociti e viaggiava tra le cellule come se fosse un'onda. Con questo esperimento hanno mostrato che la glia comunica tra esso e il neurone, poiché senza il neurotrasmettitore l'onda non parte.

L'ultimo noto su cellule gliali

Attraverso ricerche più recenti, è stato scoperto che glia rileva tutti i tipi di neurotrasmettitori. Inoltre, sia gli astrociti che le microglia hanno la capacità di produrre e rilasciare i neurotrasmettitori (sebbene questi elementi siano chiamati gliotrasmettitori perché originariamente provengono dalla glia), influenzando così le sinapsi dei neuroni.

Un attuale campo di studio è quello di vedere dove le cellule glia influenzano il funzionamento generale del cervello e i complessi processi mentali, come l'apprendimento, la memoria o il sonno.