Нейрофизиология / 3 вопрос

Глиальные клетки

Ученые давно заметили, что, кроме нервных клеток, о которых мы уже рассказали, в головном и спинном мозге есть другие, гораздо более мелкие и намного труднее выявляемые под микроскопом клетки. Они, как и нервные клетки, имеют длинные отростки, но, в отличие от аксонов и дендритов нервных клеток, эти отростка не имеют пуговок-синапсов и ветвятся гораздо меньше.

Почему именно "глиальные"

Первые исследователи, увидевшие эти клетки, дали им название глиальные клетки (от немецкого слова Glee) —клетки, дающие клей. Ученые думали, что эти маленькие клеточки своими отростками как бы склеивают воедино всю нервную систему, т. е. им приписывалась сначала чисто механическая роль. Но затем оказалось, что некоторые из этих клеток способны к передвижениям и являются не только механической опорой, но и своеобразными защитниками нервных клеток от вредных воздействий.

Что делают глиальные клетки

Стоит поранить какой-нибудь участок мозга, как глиальные клетки начинают быстро делиться и образуют рубец, замещающий нервную ткань. Ученые увидели, что некоторые глиальные клетки поглощают частицы разрушенных нервных клеток, микроорганизмы и другие посторонние вещества, попавшие в нервную ткань.

Выращивая искусственно нервную ткань в пробирке, вне организма (этот метод исследования называется культурой ткани), ученые заметили, что глиальные клетки своими отростками оплетают тела нервных клеток. Эти отростки обладают способностью к ритмическим сокращениям. Поэтому нервная клетка напоминает резиновую грушу, которую глиальные отростки то сжимают, то дают ей расправиться. Такие движения, очевидно, нужны для более интенсивного обмена веществ в нервной клетке, которая сама сокращаться не может, и ей поэтому необходимы помощники — глиальные клетки.

Глиальные клетки враги? Про злокачественные опухоли

Но глиальные клетки не всегда бывают помощниками и защитниками нервной ткани. В некоторых случаях они могут быть и ее врагами. Так, оказалось, что почти все злокачественные опухоли головного и сшитого мозга образуются глиальнымн клетками. До сих пор неизвестно, почему друзья и помощники нервных клеток — глиальные клетки вдруг превращаются во врагов, ведущих к гибели нервной ткани.

Еще свойства нервных клеток

В последнее время обнаружились и другие интересные свойства этих клеток. При рассматривания нервной ткани под электронным микроскопом удалось установить, что все промежутки между нервными клетками, их отростками и кровеносными сосудами заполнены глиальными клетками; они являются как бы упаковочным материалом нервной системы, закупоривая все ее щели и покрывая все поверхности. Выяснилось, что оболочку нервных волокон образуют тончайшие мембраны, происходящие из глиальных клеток. Наконец, подсчитав количество глиальных и нервных клеток, ученые пришли к выводу, что первых в головном и спинном мозге в 10, а то и в 20 раз больше, чем вторых. Значит, эта громадная армия клеток одевает, как футляром, нервные клетки и участвует в их соединении друг с другом. А если это так, то глиальные клетки не только помощники нервных клеток, снабженцы и тыловики «армии» нервных клеток, но и непосредственные участники нервных процессов.

Сейчас уже известно, что глиальные клетки обладают особыми биоэлектрическими свойствами, которые отличают их от нервных клеток. Но пока это все еще незаконченные исследования, и ученым до сих пор не ясно, какую же роль играют глиальные клетки в распространении и передаче нервных импульсов.

Деление нервных клеток

Другая не менее интересная загадка — деление нервных клеток в центральной нервной системе. Ученые выяснили, что на ранних стадиях развития организма (до рождения) нервные клетки способны часто делиться, в результате чего и образуются все отделы нервной системы. А могут ли делиться зрелые нервные клетки? Об этом до сих пор идет научный спор. Казалось бы, что с точки зрения биологической целесообразности это ни к чему. Если нервная система—это как бы громадная запоминающая и управляющая электронная вычислительная машина, в которой все сведения хранятся в определенных ячейках, то представьте себе, какой беспорядок был бы внесен в хранение этих сведений, если бы ячейки памяти начали размножаться! Деление клетки—сложный процесс, в результате которого одна клетка дает начало двум дочерним клеткам. Эти новые клетки могут потерять те сведения, которые хранила клетка-мать. А с другой стороны, мы знаем, что в нервной системе существует большая взаимозаменяемость нервных клеток и стоит погибнуть какой-либо клетке, как ее функцию начинают выполнять другие клетки. В последнее время доказано, что в периферической нервней системе деление нервных клеток может происходить значительно чаще, чем в центральной нервной системе. Во всяком случае, вопрос о том, могут ли делиться нервные клетки, пока окончательно не решен.

Какие виды энергий воспринимает нервная система

Не менее загадочен и такой вопрос: какие виды энергии способна воспринимать нервная система? Известно, что наши нервные клетки могут воспринимать различные виды энергий: электромагнитную (видимый свет), гравитационную (силу тяжести), механическую (звуковые колебания воздуха и других веществ). А вот может ли человек воспринимать другие виды энергий, такие, как невидимые части солнечного спектра, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, магнитные поля и т. д.? В последнее время удалось выяснить, что многие животные способны воспринимать такие виды энергий, которые недоступны органам чувств и нервной системе человека. Летучая мышь, например, ориентируется в полете при помощи ультразвуковых импульсов, которые она сама издает, а затем после их отражения от различных предметов воспринимает при помощи своего слухового аппарата, имеющего особое строение. Исследования показали, что нервная система рыб и голубей может воспринимать магнитное поле. Удалось даже выработать условный рефлекс на магнитное поле у рыб. Но вот применительно к человеку все эти вопросы еще не разрешены. И появившиеся в печати сообщения о способности некоторых людей воспринимать изображения и цвет предметов без помощи органов зрения, а только с помощью осязания вызывают серьезные сомнения.

ГЛИАЛЬНАЯ КЛЕТКА [ glial cell ]

     (Греч.: γλοιός - липкое вещество, клей; 1891).      Тип клеток нервной системы.       Нервная система состоит из двух главных типов клеток: нервных клеток (нейронов) и глиальных клеток. Глиальные клетки в совокупности называют нейроглией или глией. Они составляют по крайней мере половину объёма центральной нервной системы. Число гиальных клеток в 10-50 раз больше, чем нейронов. Нейроны центральной нервной системы окружены глиальными клетками. Глия является средой для нейронов. За пределами центральной нервной системы многие аксоны окружены оболочками (миелинизированные волокна), образованными глиальными клетками (шванновские клетки). Нейроны и глиальные клетки разделены межклеточными щелями. Их ширина ~15-20 нм. Щели сообщаются друг с другом, образуя внеклеточное (интерстициальное) пространство нейронов и глии, заполненное интерстициальной жидкостью. Интерстициальное пространство занимает 12-14% общего объёма мозга. Через интерстициальную жидкость путем диффузии к нервным, глиальным клеткам доставляются кислород, питательные вещества из плазмы кровикровеносных капилляров и удаляются конечные продукты метаболизма.       Глиальные клетки служат опорным и защитным аппаратом для нейронов. Метаболизм глиальных клеток тесно связан с метаболизмом нейронов, которые они окружают. Возможно, глиальные клетки участвуют в процессах памяти. Сателлиты нейроглии, называемые шванновскимя клетками, синтезируют оболочки миелинизированных нервных волокон периферических нервов. Некоторые глиальные клетки выполняют функции фагоцитов.       Клетки нейроглии делят на ряд типов. Эпендимоциты макроглии выстилают желудочки головного мозга и спинномозговой канал и образуют эпителиальный слой в сосудистом сплетении. Они соединяют желудочки с подлежащими тканями и выполняют разграничительную, опорную и секреторную функции. Клетки макроглии делятся на две категории -астроциты и олигодендроциты. Астроциты выполняют опорную функцию, осуществляют транспорт питательных веществ к нейронам, поглощение погибших клеток, участвуют в регулировании состава жидкости экстрацеллюлярного пространства (глюкоза, аминокислоты, ионы, в частности, являются буфером и депо ионов калия). Протоплазматические астроциты локализованы в сером веществе мозга. От тела астроцита, содержащего овальноеядро и большое количество гликогена, отходят сильно разветвленные короткие и толстые отростки. Фибриллярные астроциты локализованы в белом веществе мозга. Ядро у них также овальное, и тело клетки также содержит много гликогена, но отростки длинные и менее разветвленные. Некоторые ветви фибриллярных астроцитов буквально упираются в стенки кровеносных сосудов. Полагают, что эти клетки переносят питательные вещества из крови в нейроны. Астроциты этих двух типов взаимодействуют в обширной трехмерной сети, в которой расположены нейроны. Здесь астроциты часто делятся и в случае повреждений мозга образуют рубцовую ткань.       Олигодендроциты локализованы в сером и белом веществе мозга. Их главной функцией является изоляция миелином нейронов центральной нервной системы. Олигодендроциты мельче астроцитов и имеют одно сферическое ядро. От тела клетки отходит небольшое число тонких веточек. Цитоплазма олигодендроцитов содержит большое количество рибосом. Шванновские клетки-это специализированные олигодендроциты, синтезирующие миелиновую оболочку миелинизированных волокон.       Клетки микроглии локализованы и в сером, и в белом веществе, но в сером веществе их больше. Эти клетки продолговатой формы и содержат лизосомы и хорошо развитый аппарат Гольджи. От каждого конца тела клетки отходит толстый отросток. Отростки ветвятся мелкими боковыми веточками. При повреждениях мозга клетки микроглии превращаются в фагоциты, способные перемещаться посредством амебоидного движения.       Основные отличия глиальных клеток от нейронов:       (1) Глиальные клетки имеют только один тип отростков, в то время как нейроны имеют два типа отростков - аксоны идендриты.       (2) Глиальные клетки, хотя и имеют потенциал покоя (~89 мв), не могут генерировать потенциал действия как нейроны.       (3) Глиальные клетки не имеют химических синапсов как нейроны.       (4) Глиальные клетки, в отличие от зрелых нейронов, способны к делению.       (5) Число глиальных клеток в центральной нервной системе в 10-50 раз больше, чем нейронов.      Теодор Шванн, Schwann Theodor, 1810–1882, германский физиолог.       Камилло Гольджи, Golgi, Camillo, 1843–1926, итальянский врач, цитолог; вместе с испанским гистологом С.Р.Кахалем, Santiago Ramon y Cajal, 1852-1934 в 1906 г. был награжден Нобелевской премией в области физиологии имедицины.

Нейроглия, или просто глия (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв + γλία — клей), — совокупность вспомогательных клеток нервной ткани. Составляет около 40 % объёма ЦНС. Количество глиальных клеток в среднем в 10-50 раз больше, чем нейронов. Термин ввёл в 1846 году Рудольф Вирхов^[1].

Глиальные клетки имеют общие функции и, частично, происхождение (исключение — микроглия). Они составляют специфическое микроокружение для нейронов, обеспечивая условия для генерации и передачи нервных импульсов, а также осуществляя часть метаболических процессов самого нейрона.

Нейроглия выполняет опорную, трофическую, секреторную, разграничительную и защитную функции.

Содержание

  [убрать] 

• 1 Классификация

• 2 Эмбриогенез

• 3 Примечания

• 4 Ссылки

Классификация

Астроциты.

• Микроглиальные клетки, хоть и входят в понятие «глия», не являются собственно нервной тканью, так как имеют мезодермальное происхождение. Они представляют собой мелкие отростчатые клетки, разбросанные по белому и серому веществу мозга и способные к фагоцитозу.

• Макроглия — производная глиобластов, выполняет опорную, разграничительную, трофическую и секреторную функции.

  • Эпендимальные клетки (некоторые ученые выделяют их из глии вообще, некоторые — включают в макроглию) напоминают однослойный эпителий, лежат на базальной мембране и имеют кубическую или призматическую форму. Выделяют:

    • Эпендимоциты 1 типа - лежат на базальной мембране мягкой мозговой оболочки и участвуют в образовании гематоглифического барьера.

    • Эпендимоциты 2 типа - выстилают желудочки мозга и спинномозговой канал; на апикальной части имеют реснички по направлению тока ликвора.

    • Танициты - на поверхности имеют ворсинки.

  • Олигодендроциты — полигональные крупные клетки, имеющие 1-5 слабо ветвящихся отростков, в зависимости от их расположения, выделяют:

    • Олигодендроциты, окружающие тела нейронов в периферических ганглиях (сателиты);

    • Олигодендроциты, окружающие тела нейронов в ЦНС (центральные глиоциты);

    • Олигодендриды, обобщающие нервные волокна (Шванновские клетки).

  • Астроциты - небольшие клетки, имеющие многочисленные ветвящиеся отростки. Различают:

    • Протоплазматические астроциты - содержатся в сером веществе, отростки их усиленно ветвятся и образуют множетсво глиальных мембран.

    • Волокнистые астроциты - их количество больше в белом веществе; морфологически отличаются наличием слабо ветвящихся отростков.

Эмбриогенез

Экспрессия гена SLC1A3, выделяющая глию Бергмана в мозжечке. Сагиттальный срез мозга мыши на 7-й день постнатального развития; изображение из атласа GENSAT.

В эмбриогенезе глиоциты (кроме микроглиальных клеток) дифференцируются из глиобластов, которые имеют два источника — медуллобласты нервной трубки и ганглиобласты ганглиозной пластинки. Оба эти источника на ранних этапах образовались изэктодермы.

Микроглия же — производное мезодермы.