какие клетки участвуют в образовании мозговых оболочек астроглии нейроглии микроглии олигодендроглии
Какие клетки участвуют в образовании мозговых оболочек астроглии нейроглии микроглии олигодендроглии
В ЦНС присутствует четыре вида нейроглиальных клеток: астроциты, олигодендроциты, микроглиоциты и эпендимальные клетки.
Три типа клеток нейроглии.
а) Астроциты. Астроциты представляют собой многоотростчатые клетки, десятки тонких отростков которых расходятся радиально. В цитоплазме астроцитов содержатся промежуточные филаменты, придающие прочность клеткам и структуре головного мозга в целом. Кроме того, цитоплазма содержит большое количество гранул гликогена — быстрого источника глюкозы для нейронов.
Отростки некоторых астроцитов формируют пограничную глиальную мембрану на внутренней (желудочковой) или наружной (пиальной) поверхности мозга. Другие астроцитарные отростки принимают участие в образовании межнейрональных синапсов. Кроме того, сосудистые отростки астроцитов участвуют в формировании капилляров мозга.
В состав астроцитов входят специфические каналы, элиминирующие из межклеточного пространства избыток ионов К + в периоды усиленной нейрональной активности. Астроциты участвуют в повторном использовании некоторых медиаторов, особенно главного возбуждающего медиатора ЦНС — глутамата и главного тормозного медиатора ЦНС — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Помимо этого, астроциты принимают участие в формировании, функционировании и уничтожении синапсов мозга.
Астроциты способны к многократному делению. Пролиферация астроцитов и их отростков в рамках восстановительного процесса при травмах ЦНС приводит к глиозу—образованию плотной глиальной рубцовой ткани. Следует отметить, что спонтанная локальная пролиферация астроцитов может привести к образованию опухоли мозга.
б) Олигодендроциты. Олигодендроциты образуют миелиновые оболочки аксонов нейронов белого вещества, обеспечивающие функционирование аксона и стабильность его структуры. В сером веществе олигодендроциты образуют клетки-сателлиты, участвующие в процессах ионного обмена между нейронами.
в) Миелинизация. Процесс миелинизации начинается во II триместре беременности и продолжается до десятилетия жизни. Один олигодендроцит формирует миелиновую оболочку более 30 аксонов, спиралеобразно накручиваясь вокруг них таким образом, что внутренняя и внешняя поверхности клеточной стенки олигодендроцита образуют последовательно расположенные слои с большей и меньшей плотностью, различимые на поперечном срезе миелиновой оболочки. Некоторые части цитоплазмы олигодендроцита формируют в конце каждого миелинового сегмента паранодальные петли. Относительно уязвимые участки аксона, расположенные в промежутках глиальных муфт, образуют утолщения.
Миелиновая оболочка ускоряет скорость проведения нервного импульса за счет скачкообразной деполяризации. В процессе миелинизации происходит удаление ионных каналов К + из подлежащей аксолеммы. В связи с этим демиели-низирующие заболевания, такие как рассеянный склероз, сопровождаются прогрессирующим нарушением проведения нервных импульсов.
Немиелинизрованные аксоны серого вещества характеризуются меньшим диаметром (0,2 мкм и менее) и отсутствием индивидуальной оболочки.
Миелинизация в ЦНС.
Стрелками указано направление накручивания цитоплазмы олигодендроцита.
г) Микроглия. Микроглия имеет мезодермальное происхождение; ее клетки близки по строению клеткам эпендимы и способны к самообновлению. В состоянии покоя микроглиоциты представляют собой небольшие клетки (отсюда их название), но в случае воспалительного процесса или нарушения миелиновой оболочки они способны увеличиваться в размерах и становиться подвижными фагоцитами. Кроме того, микроглиоциты выполняют нейропротективные и восстановительные функции.
д) Эпендима. Клетки эпендимы выстилают систему желудочков мозга. Реснички, расположенные на их свободном конце, способствуют перемещению спинномозговой жидкости.
е) Глиомы. Опухоли головного мозга чаще всего развиваются из клеток нейроглии, особенно астроцитов.
Общемозговая симптоматика опухоли (головные боли, слабость, тошнота)— проявление повышения внутричерепного давления под действием новообразования, увеличивающегося в размерах. Возможно смещение срединных структур мозга на противоположную сторону, выявляемое при лучевом исследовании. Расположенные ниже намета мозжечка структуры могут сдавить отверстие IV желудочка, через которое опекает спинномозговая жидкость. В этом случае, помимо повышения внутричерепного давления, будет возникать расширение системы желудочков.
Проявления локальной симптоматики зависят от расположения опухоли. Так, неловкость движений верхних или нижних конечностей может быть обусловлена опухолевым процессом в мозжечке на стороне поражения, а слабость движения в верхних или нижних конечностях—локализацией опухоли в полушариях мозга на стороне, противоположной поражению.
Развитие опухоли может привести к вклинению—образованию одной или нескольких грыж мозга.
1. Смещение полушарий под серповидный отросток (дислокация в щель между серпом мозга и мозолистым телом) в большинстве случаев проявляется бессимптомно.
2. Уникальное вклинение головного мозга происходит в результате дислокации крючка височной доли в вырезку намета мозжечка. Сдавление крючком мозга ножки мозга с одной стороны клинические проявляется двигательной слабостью на противоположной поражению стороне. Дислокация или сдавление противоположной ножки острым краем намета мозжечка, напротив, приводит к двигательной слабости на стороне поражения.
3. Вклинение миндалины (конуса) мозжечка в большое затылочное отверстие приводит к сдавлению продолговатого мозга и смерти пациента от нарушения сердечно-сосудистой и дыхательной деятельности вследствие повреждения жизненно важных центров кровообращения и дыхания, расположенных в ретикулярной формации.
ж) Рассеянный склероз — самое распространенное заболевание нервной системы у молодых людей, проживающих в умеренных широтах по обеим сторонам от экватора. Рассеянным склерозом чаще болеют женщины; соотношение заболеваемости женщин и мужчин составляет 3:2. Дебют заболевания чаще всего приходится на возраст 30 лет, однако высокую заболеваемость отмечают в возрасте от 15 до 45 лет.
Рассеянный склероз—первичное демиелинизирующее заболевание (первоначально возникают бляшки рассеянного склероза—очаги демиелинизации белого вещества), однако могут также происходить демиелинизация серого вещества и потеря аксонов. При этом заболевании происходит дегенерация лишенных миелиновой оболочки аксонов, которая, вероятно, может быть связана с разрушением ионных натриевых каналов. Кроме того, нарушается проведение импульса по расположенным рядом миелинизированным нервным волокнам за счет отека вследствие образования воспалительного экссудата. Со временем происходит замещение очагов демиелинизации глиальной рубцовой тканью. При патологоанатомическом исследовании срезов мозга старые очаги демиелинизации характеризуются повышенной плотностью—склерозом.
Чаще всего первые очаги демиелинизации появляются в шейных отделах спинного мозга, верхней части ствола мозга, зрительном нерве, а также белом веществе, окружающем желудочки, и мозжечковом белом веществе. Рассеянный склероз не является системным заболеванием и не поражает избирательно определенные анатомические структуры; демиелинизации могут подвергаться участки смежных двигательных и чувствительных нейронов.
Жалобы пациента могут указывать на локализацию очагов поражения.
— Слабость в движениях одной или обеих нижних конечностей указывает на поражение корково-спинномозгового проводящего пути.
— Неловкость при совершении прицельных и хватательных движений наблюдают при поражении белого вещества мозжечка.
— Онемение и покалывание, распространяющиеся от нижних конечностей к туловищу, указывают на локализацию поражения в задних канатиках белого вещества спинного мозга. Ощущение покалывания («иголочек») связано с самовозбуждением частично демиелинизированных чувствительных нервных волокон.
— При появлении диплопии (двоения в глазах) очаги демиелинизации, вероятнее всего, располагаются в области варолиева моста или среднего мозга и нарушают функцию одного из двигательных нервов глаза.
— Появление скотомы (слепого пятна) в одном поле зрения возникает при поражении зрительного нерва.
Т2-взвешенная МРТ мужчины 28 лет, аксиальная проекция.
Многоочаговая демиелинизация вследствие рассеянного склероза: очаги поражения белого вещества повышенной плотности.
В левой части мозга перивентрикулярно расположены, по крайней мере, пять очагов.
(Томограмма предоставлена Joe Walsh, врачом отделения радиологии университетской больницы, Голуэй, Ирландия.)
L—Левая сторона
Причиной задержки мочи (нарушения опорожнения мочевого пузыря) может стать повреждение центрального проводящего пути вегетативной нервной системы, проходящего от ствола мозга в нижние сегменты спинного мозга.
— Рассеянный склероз—медленно прогрессирующее заболевание, приводящее к инвалидизации, для которого характерны периоды ремиссии и обострения.
Обратите внимание: в ходе современных исследований, проведенных в различных научно-исследовательских учреждениях, появились новые доказательства локализации дегенеративных изменений в сером веществе, преимущественно в участках коры полушарий мозга, часто приводящих к развитию когнитивных нарушений. Объясняющие этот процесс гипотезы все еще изучают.
з) Резюме. Нейроглия выполняет поддерживающую, питательную и восстановительную функции. Нейроглия — самый частый источник опухолей мозга. Олигодендроциты формируют миелиновую оболочку аксонов нейронов ЦНС, поражение которой происходит при демиелинизирующих заболеваниях. Клетки микроглии потенциально способны к фагоцитарной активности.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 11.11.2018
Какие клетки участвуют в образовании мозговых оболочек астроглии нейроглии микроглии олигодендроглии
Секреторные нейроны. В некоторых ядрах переднего гипоталамуса головного мозга (например, в супраоптических и паравентрикулярных) имеются клеточные системы, состоящие из специализированных нейронов — крупных секреторных нейронов.
Последним присущи типичные для нейронов органеллы. Они подвергаются воздействию других нейронов через синаптические контакты. Однако их ответы наряду с деполяризацией мембран и освобождением нейромедиатора включают также выделение в кровь или тканевые жидкости пептидных нейрогормонов. По внешнему виду эти клетки сходны с мультиполярными нейронами.
Они имеют несколько коротких дендритов и один аксон. На дендритах и теле секреторных нейронов выявляются многочисленные синапсы — места переключения импульсов от нейронов, расположенных в ядерных центрах головного мозга. В цитоплазме и по ходу аксона секреторных нейронов определяются гранулы нейросекрета (например, окситоцин и вазопрессин). Гранулы нейросекрета выводятся в кровь или жидкость желудочков мозга. Секреторные нейроны гипоталамуса участвуют во взаимодействиях нервной и гуморальной систем регуляции.
Нейроглия. В процессе развития тканей нервной системы из материала нервной трубки, а также нервного гребня происходит развитие глиобластов. Результатом глиобластической дифференцировки является образование нейроглиальных клеточных дифферонов. Они выполняют опорную, разграничительную, трофическую, секреторную, защитную и другие функции. Нейроглия создает постоянную, стабильную внутреннюю среду для нервной ткани, обеспечивая тканевый гомеостаз и нормальное функционирование нервных клеток. По строению и локализации клеток различают эпендимную глию, астроцитную глию и олигодендроглию. Нередко эти разновидности глии объединяют обобщенным понятием «макроглия».
Эпендимная глия имеет эпителиоидное строение. Она выстилает центральный канал спинного мозга и мозговые желудочки. В качестве эпендимного эпителия эта разновидность нейроглии относится к нейроглиальному типу эпителиальных тканей. Выпячивания мягкой оболочки мозга в просвет его желудочков покрыты эпендимоцитами кубической формы. Они принимают участие в образовании спинномозговой жидкости. В стенке Ш-го желудочка мозга находятся специализированные клетки — танициты, обеспечивающие связь между содержимым желудочка и кровью за счет ультрафильтрации элементов спинномозговой жидкости.
Астроцитная глия является опорной структурой (каркасом) спинного и головного мозга. В астроцитной глии различают два вида клеток: протоплазматические и волокнистые астроциты. Первые из них располагаются преимущественно в сером веществе мозга. Они имеют короткие и толстые, часто распластанные отростки. Вторые — находятся в белом веществе мозга. Волокнистые астроциты имеют многочисленные отростки, содержащие аргирофильные фибриллы. За счет этих фибрилл формируются глиальные остов и разграничительные мембраны в нервной системе, пограничные мембраны вокруг кровеносных сосудов и так называемые «ножки» астроцитных отростков на кровеносных сосудах.
Олигодендроглия состоит из различно дифференцированных клеток — олигодендроцитов. Они плотно окружают тела нейронов и их отростки на всем протяжении до концевых разветвлений. Есть несколько видов олигодендроцитов. В органах центральной нервной системы олигодендроглия представлена мелкими отростчатыми клетками, называемыми глиоцитами. Вокруг тел чувствительных нейронов спинномозговых ганглиев находятся глиоциты ганглия (мантийные глиоциты).
Отростки нервных клеток сопровождают нейролеммоциты, или шванновские клетки. Источник их развития в периферических нервах, по данным некоторых авторов, эктомезенхима нервного гребня.
Функции олигодендроглиоцитов многообразны и чрезвычайно важны для нормальной деятельности нервных клеток. Они обеспечивают трофику нейронов. В единой метаболической системе «нейрон-глия» происходит взаимообмен некоторыми ферментами, белками и РНК. Олигодендроциты играют существенную роль в процессах возбуждения и торможения нейронов и проведения по их отросткам нервных импульсов.
Так, нейролеммоциты совместно с отростками нейронов образуют миелиновые и безмиелиновые нервные волокона периферической нервной системы, выполняя при этом роль изоляторов, препятствующих рассеиванию импульсов. Олигодендроциты принимают участие в регуляции водно-солевого баланса в нервной системе. Они могут набухать, перераспределять ионы и т. д. Специализированные глиоциты нервных окончаний участвуют в процессах рецепции, а также в передаче нервного импульса на рабочие структуры.
Помимо макроглии в нервной системе есть еще микроглия. Источником ее развития является мезенхима, а клетки микроглии представляют собой глиальные макрофаги и относятся к нейроглии лишь на основании гистотопографии. Клетки микроглии могут размножаться, проявлять фагоцитарную активность, синтезировать не свойственные организму антигены, что наблюдается при некоторых заболеваниях.
Микроглия
В нейроглии можно выделить два основных компонента микроглию и астроглию. В нашей клинике мы имеем возможность с помощью определенных тестов (аутоантитела к аутоантигенам) оценить эти части глии, которые находятся между капиллярами и нейронами.
Нейроглия по своей сути, во-первых, представляет собой гематоэнцефалический барьер, во-вторых, ее клетки, в частности, микроглию, можно интерпретировать как эндокринные, иммунные и нервные элементарные структурные единицы ткани мозга. Микроглия составляет 5-10% от всей ткани нейроглии и 5-12% от общей клеточной массы головного мозга.
После развития патологического процесса в тканях мозга, например, после черепно-мозговой травмы, ишемии, опухоли, нейродегенеративных процессов, нейровирусных и бактериальных инфекций моноциты начинают более интенсивно трансформироваться в клетки микроглию. Одна из основных функций микроглии — «надзор» за иммунными процессами и «управление» ими. Для того, чтобы играть такие роли, и, в частности, выполнять защитные функции, микроглия должна иметь рецепторы для вирусов и бактерий, а также быть «индикатором» повреждения клетки, например, как это бывает при тепловом шоке протеинов.
Активация микроглии, скорее всего, не происходит по принципу «все или ничего», а носит дифференцированный и градуированный характер, выражаясь в изменении своей функциональной активности (фагоцитоз, продуцирование провоспалительных цитокинов), пролиферации, морфологии, например, в трансформации рецепторов. После прекращения действия патологического фактора (процесса) микроглия может медленно возвращаться к своему исходному состоянию.
Дифференциация глиальных клеток
Глиальные клетки участвуют практически во всех аспектах активности нейронов и играют важную роль в функциональной активности мозга, его развитии, повреждении и болезнях. Вирхов ввел термин «нейроглия» (синоним глиальных клеток) на основе греческого слова «glía», что означает «клей».
У грызунов обнаружены только протоплазматические и фиброзные астроциты ( Oberheim et al., 2006 ; Vasile et al., 2017 ). В общем, процессы протоплазматических астроцитов заходят в синапсы, а также кровеносные сосуды, в то время как фибриллярные (или волокнистые) астроциты задерживают кровеносные сосуды и контактируют с перехватами Ранвье.
Когда находящаяся в покое микроглия обнаруживает любой сигнал повреждения ткани, происходит «переход» микроглии в активированное состояние, называемый поляризацией, что инициирует врожденные иммунные ответы ( Durafourt et al., 2012 ; Prinz and Priller, 2014).
Микроглия (Microglia) представлена динамическими разнообразными фенотипами, находящимися в зависимости от действий детекторов модуляции и сигналов. Активация микроглии варьирует от классически активированных провоспалительных фенотипов М1 к альтернативно активированным противовоспалительным фенотипам М2 ( Tang and Le, 2016 ).
Обычно считается, что глиогенез возникает после нейрогенеза во время развития мозга человека. Астроциты и олигодендроциты происходят из эмбрионального зародышевого слоя, также известного как нейроэктодерма, в соответствии с происхождением нейронов ( Allen and Barres, 2009 ).