من الشائع للغاية ، عند الحديث عن ذكاء شخص ما ، أن نشير بالتحديد إلى نوع محدد جدًا من الخلايا: الخلايا العصبية. وبالتالي ، من الطبيعي أن ندعو أحادي الشائع الذي ننسب إليه ذكاء منخفض بطريقة مهينة. لكن, فكرة أن الدماغ هو في الأساس مجموعة من الخلايا العصبية عفا عليها الزمن بشكل متزايد.

يحتوي الدماغ البشري على أكثر من 80 مليار خلية عصبية ، لكن هذا يمثل فقط 15٪ من إجمالي الخلايا في هذه المجموعة من الأعضاء.

أما النسبة المتبقية البالغة 85٪ فهي مشغولة بنوع آخر من الجسم المجهري: ما يسمى بالخلايا الدبقية. ككل ، هذه الخلايا أنها تشكل مادة تسمى glia أو neuroglia, الذي يمتد من خلال جميع الزوايا وكراني في الجهاز العصبي.

حاليا ، الدبقية هي واحدة من مجالات الدراسات مع أكبر تطور في علم الأعصاب, بحثا عن الكشف عن جميع مهامه والتفاعلات التي يقومون بها بحيث يعمل الجهاز العصبي تماما كما يفعل. وهو أن الدماغ في الوقت الحالي لا يمكن فهمه دون فهم الآثار المترتبة على الدبقية.

اكتشاف الخلايا الدبقية

تمت صياغة مصطلح الخلايا العصبية في عام 1856 من قبل عالم الأمراض الألماني رودولف فيرشو. هذه هي الكلمة التي تعني في اللغة اليونانية "الغراء (الدبقية) الخلايا العصبية (العصبية)" ، منذ وقت اكتشافها كان يعتقد أن الخلايا العصبية كانت مرتبطة ببعضها البعض لتشكيل الأعصاب وعلاوة على ذلك ، فإن محور عصبي كان مجموعة من الخلايا بدلا من جزء من الخلايا العصبية. لهذا السبب ، كان من المفترض أن هذه الخلايا التي تم العثور عليها بالقرب من الخلايا العصبية كانت للمساعدة في بناء العصب وتسهيل الاتحاد بينهما ، ولا شيء غير ذلك. دور سلبي ومساعد ، باختصار.

في عام 1887 ، توصل الباحث الشهير Santiago Ramón y Cajal إلى استنتاج مفاده أن الخلايا العصبية كانت وحدات مستقلة وأنهم فصلوا عن الآخرين بمساحة صغيرة عرفت لاحقًا باسم الفضاء التشابكي. وقد أدى ذلك إلى دحض فكرة أن المحاوير كانت أكثر من مجرد أجزاء من الخلايا العصبية المستقلة. ومع ذلك ، ظلت فكرة السلبية الدبقية. اليوم ، ولكن, لقد تم اكتشاف أن أهميته أكبر بكثير مما كان يفترض.

بطريقة ما ، من المفارقات أن الاسم الذي تم إعطاؤه للعصبية هو ذلك. صحيح أنه يساعد في الهيكل ، لكن ليس فقط يؤدي هذه الوظيفة ، ولكن أيضًا لحمايتها ، وإصلاح التلف ، وتحسين الدافع العصبي ، وتوفير الطاقة ، وحتى التحكم في تدفق المعلومات ، من بين العديد من الوظائف الأخرى المكتشفة. إنها أداة قوية للجهاز العصبي.

أنواع الخلايا الدبقية

العصبية هي مجموعة من الأنواع المختلفة من الخلايا التي تشترك في الجهاز العصبي وليست خلايا عصبية.

توجد أنواع مختلفة من الخلايا الدبقية ، لكنني سأركز على الحديث عن الفئات الأربعة التي تعتبر الأكثر أهمية ، بالإضافة إلى شرح أهم الوظائف التي اكتشفت حتى اليوم. كما قلت ، يتقدم مجال علم الأعصاب هذا بشكل متزايد كل يوم ، وفي المستقبل ستكون هناك تفاصيل جديدة غير معروفة اليوم..

1. خلايا شوان

اسم هذه الخلية الدبقية هو تكريم مكتشفها, ثيودور شفان ، المعروف باسم واحد من آباء نظرية الخلية. هذا النوع من الخلايا الدبقية هو الوحيد الموجود في الجهاز العصبي المحيطي (SNP) ، أي في الأعصاب التي تعمل في جميع أنحاء الجسم.

أثناء دراسة تشريح الألياف العصبية في الحيوانات ، لاحظ شوان الخلايا التي كانت مرتبطة على طول محور عصبي والتي أعطت شعور بأنها شيء يشبه "لآلئ" صغيرة ؛ أبعد من ذلك ، لم يعطهم أهمية أكبر. في الدراسات المستقبلية ، تم اكتشاف أن هذه العناصر المجهرية في شكل خرز كانت في الواقع أغماد المايلين ، وهو منتج مهم يولد هذا النوع من الخلايا.

المايلين هو البروتين الدهني الذي يوفر العزل ضد الدافع الكهربائي إلى محور عصبي, وهذا يعني ، أنه يسمح بالإبقاء على العمل المحتمل لفترة أطول وأطول ، مما يجعل إطلاق النار الكهربائي أسرع وليس التشتت من خلال غشاء الخلايا العصبية. وهذا هو ، أنها تتصرف مثل المطاط الذي يغطي كابل.

خلايا شوان لديهم القدرة على إفراز العديد من مكونات التغذية العصبية ، بما في ذلك "عامل النمو العصبي" (FCN), عامل النمو الأول الموجود في الجهاز العصبي. يعمل هذا الجزيء على تحفيز نمو الخلايا العصبية أثناء التطور. أيضًا ، نظرًا لأن هذا النوع من الدبق يحيط بالمحوار كما لو كان أنبوبًا ، فإنه أيضًا له تأثير في تحديد الاتجاه الذي يجب أن ينمو تجاهه.

أبعد من ذلك ، فقد لوحظ أنه عندما تلف الأعصاب في SNP, يتم إفراز FCN بحيث يمكن للخلايا العصبية أن تنمو وتعيد وظائفها. وهذا يفسر العملية التي يختفي بها الشلل المؤقت الذي تعاني منه العضلات بعد تعرضها لكسر.

الخلايا الثلاث المختلفة لشوان

بالنسبة لعلماء التشريح الأول ، لم تكن هناك اختلافات في خلايا شوان ، ولكن مع التقدم في المجهر ، أصبح من الممكن التمييز حتى ثلاثة أنواع مختلفة ، مع هياكل ووظائف متباينة بشكل جيد. تلك التي أصفها هي "المايلينية" ، لأنها تنتج المايلين وهي الأكثر شيوعًا.

لكن, في الخلايا العصبية ذات المحاور القصيرة ، هناك نوع آخر من خلايا شوان تسمى "غير مملوءة", لأنها لا تنتج الأغماد المايلين. هذه أكبر من سابقاتها ، وداخلها تحتوي على أكثر من محور عصبي واحد في وقت واحد. يبدو أنهم لا ينتجون أغلفة المايلين ، لأنه مع الغشاء الخاص بهم ، فإنه يعمل بالفعل كعازل لهذه المحاور الصغيرة.

تم العثور على النوع الأخير من هذا النوع من الخلايا العصبية في المشبك بين الخلايا العصبية والعضلات. وهي معروفة باسم محطة شوان أو الخلايا التمعجية (بين المشابك). تم الكشف عن الوظيفة الممنوحة له في الوقت الحالي بفضل التجربة التي حققها ريتشارد روبيتايل ، اختصاصي البيولوجيا العصبية بجامعة مونتريال. يتألف الاختبار من إضافة رسول زائف لهذه الخلايا لمعرفة ما حدث. وكانت النتيجة أن الاستجابة التي عبرت عنها العضلات تم تغييرها. في بعض الحالات ، زاد الانكماش ، وفي حالات أخرى انخفض. الاستنتاج كان ذلك هذا النوع من الدبقية ينظم تدفق المعلومات بين الخلايا العصبية والعضلات.

2. Oligodendrocytes

داخل الجهاز العصبي المركزي (CNS) لا توجد خلايا شوان ، ولكن الخلايا العصبية لديها شكل آخر من أشكال طلاء المايلين بفضل نوع بديل من الخلايا الدبقية. يتم تنفيذ هذه الوظيفة آخر الأنواع العظيمة من الخلايا العصبية المكتشفة: تلك التي تكونت من قلة oligodendrocytes.

يشير اسمها إلى كيفية وصفهم من قبل علماء التشريح الأوائل الذين عثروا عليهم ؛ خلية مع العديد من الملحقات الصغيرة. ولكن الحقيقة هي أن الاسم لا يتماشى معهم كثيرًا ، لأنه بعد فترة من الوقت ، قام تلميذ من Ramón y Cajal ، Pío del Río-Hortega ، بتصميم تحسينات على التلطيخ المستخدم في ذلك الوقت ، ليكشف عن التشكل الحقيقي: خلية مع اثنين من امتدادات طويلة ، كما لو كانت الأسلحة.

مايلين في الجهاز العصبي المركزي

هناك فرق بين خلايا oligodendrocytes وخلايا شوان المايلينية وهو أن الخلايا السابقة لا تطوق محور عصبي بجسمها ، ولكن يفعلون ذلك بامتداداتهم الطويلة ، كما لو كانوا مخالب الأخطبوط, ومن خلالهم يفرز المايلين. بالإضافة إلى ذلك ، المايلين في الجهاز العصبي المركزي ليس فقط لعزل الخلايا العصبية.

كما أوضح مارتن شواب في عام 1988 ، فإن ترسب المايلين على المحور العصبي في الخلايا العصبية في الثقافة يعيق نموه. تبحث عن تفسير ، تمكن شواب وفريقه من تنقية عدة بروتينات المايلين التي تسبب هذا التثبيط: Nogo ، MAG و OMgp. والشيء المضحك هو أنه قد تم في المراحل المبكرة من تطور المخ ، أن يحفز بروتين المايلين MAG نمو الخلايا العصبية ، مما يؤدي وظيفة عكسية للخلايا العصبية عند البالغين.. سبب هذا التثبيط هو لغز ، لكن العلماء يأملون أن يعرف دوره قريبًا.

يوجد بروتين آخر موجود في التسعينيات في المايلين ، هذه المرة بواسطة ستانلي ب. بروزينر: بروتين البروتين (PrP). وظيفتها في الحالة الطبيعية غير معروفة ، ولكن في حالة التحور تصبح بريون وتولد نوعًا مختلفًا من مرض كروتزفيلد جاكوب ، المعروف باسم مرض جنون البقر. البريون هو بروتين يحقق الاستقلالية ، ويصيب جميع خلايا الدبق ، الذي يولد التنكس العصبي.

3. الخلايا النجمية

تم وصف هذا النوع من الخلايا الدبقية بواسطة Ramón y Cajal. خلال ملاحظاته على الخلايا العصبية ، لاحظ أن هناك خلايا أخرى بالقرب من الخلايا العصبية ، ذات شكل مرصع بالنجوم. وبالتالي اسمها. وهي تقع في الجهاز العصبي المركزي والعصب البصري ، وربما واحدة من الدبقية التي تؤدي عددا أكبر من الوظائف. حجمه أكبر مرتين أو عشر مرات من حجم الخلايا العصبية ، وله وظائف متنوعة للغاية

حاجز الدم في الدماغ

الدم لا يتدفق مباشرة إلى الجهاز العصبي المركزي. هذا النظام محمي بواسطة حاجز الدم - الدماغ (BHE) ، وهو غشاء انتقائي للغاية. الخلايا النجمية تشارك بنشاط في ذلك, أن تكون مسؤولاً عن تصفية ما يمكن أن يحدث للجانب الآخر وما لا يحدث. بشكل رئيسي ، يسمحون بدخول الأكسجين والجلوكوز ، ليكونوا قادرين على إطعام العصبونات.

ولكن ماذا يحدث في حالة تلف هذا الحاجز؟ بالإضافة إلى المشكلات التي تنشأ عن الجهاز المناعي ، تنتقل مجموعات الخلايا النجمية إلى المنطقة التالفة وتتحد مع بعضها لتشكل حاجزًا مؤقتًا وتوقف النزيف.

تتمتع الخلايا النجمية بالقدرة على تصنيع البروتين الليفي المعروف باسم GFAP ، والذي يزداد قوة ، بالإضافة إلى إفراز بروتين آخر يتبعه البروتينات التي تتيح لها الحصول على مقاومة للماء. في موازاة ذلك ، تفرز الخلايا النجمية الخلايا العصبية ، لتحفيز التجدد في المنطقة.

إعادة شحن بطارية البوتاسيوم

آخر وظائف الموصوفة من الخلايا النجمية هو نشاطهم للحفاظ على إمكانات العمل. عندما تولد الخلايا العصبية دفعة كهربائية ، فإنها تجمع أيونات الصوديوم (Na +) لتصبح أكثر إيجابية مع الخارج. هذه العملية التي يتم من خلالها معالجة الشحنات الكهربائية من الخارج وداخل الخلايا العصبية تنتج حالة تعرف باسم إزالة الاستقطاب ، مما يؤدي إلى انتهاء النبضات الكهربائية التي تمر عبر العصبون في الفضاء التشابكي. خلال رحلتك, تسعى خلية الخلية دائمًا لتحقيق التوازن في الشحنة الكهربائية ، لذلك تفقد أيونات البوتاسيوم هذه المرة (K +), لتتناسب مع المتوسطة خارج الخلية.

إذا حدث هذا دائمًا ، فسيتم في النهاية تشبع أيونات البوتاسيوم من الخارج ، مما يعني أن هذه الأيونات ستتوقف عن الخروج من الخلايا العصبية ، وسيؤدي ذلك إلى عدم القدرة على توليد الدافع الكهربائي. هذا هو المكان الذي تدخل فيه الخلايا النجمية المشهد ، إنها تمتص هذه الأيونات بداخلها لتنظيف المساحة خارج الخلية وتسمح لها بالاستمرار في إفراز المزيد من أيونات البوتاسيوم. لا يوجد لدى الخلايا النجمية أي مشكلة في الشحنة ، حيث إنها لا تتواصل عن طريق النبضات الكهربائية.

4. Microglia

آخر أربعة أنواع من الخلايا العصبية الأكثر أهمية هي الخلايا الدبقية الصغيرة. تم اكتشاف هذا قبل oligodendrocytes ، ولكن كان يعتقد أنه جاء من الأوعية الدموية. إنها تحتل ما بين 5 إلى 20 بالمائة من سكان glia في SNC, وتستند أهميته إلى حقيقة أنه هو أساس نظام المناعة في الدماغ. عن طريق حماية حاجز الدم في الدماغ ، لا يسمح بمرور الخلايا بحرية ، وهذا يشمل تلك الموجودة في الجهاز المناعي. لهذا السبب, يحتاج الدماغ إلى نظام دفاعي خاص به ، وهذا يتكون من هذا النوع من الدبق.

الجهاز المناعي لل SNC

تتمتع هذه الخلايا الدبقية بقدرة كبيرة على الحركة ، والتي تسمح بالتفاعل بسرعة مع أي مشكلة موجودة في الجهاز العصبي المركزي. تمتلك الخلايا الدبقية الصغيرة القدرة على التهام الخلايا والبكتيريا والفيروسات التالفة ، وكذلك إطلاق واحدة تليها عوامل كيميائية لمحاربة الغزاة. لكن يمكن أن يتسبب استخدام هذه العناصر في أضرار جانبية ، لأنها أيضًا سامة للخلايا العصبية. لذلك ، بعد المواجهة يجب أن تنتج ، وكذلك الخلايا النجمية ، عصبية لتسهيل تجديد المنطقة المصابة.

لقد تحدثت في وقت سابق عن الأضرار التي لحقت BBB ، وهي مشكلة تنشأ جزئيا عن الآثار الجانبية للخلايا الدبقية الصغيرة عندما تعبر كريات الدم البيضاء BBB وتمريرها إلى الدماغ. الجزء الداخلي من الجهاز العصبي المركزي هو عالم جديد لهذه الخلايا ، وهي تتفاعل في المقام الأول غير معروفة كما لو كانت تشكل تهديدًا ، مما يولد استجابة مناعية ضدها.. تبدأ الخلايا الدبقية الصغيرة في الدفاع ، مما يثير ما يمكن أن نقوله "حرب أهلية", الذي يسبب الكثير من الضرر للخلايا العصبية.

التواصل بين الدبقية والخلايا العصبية

كما رأيت ، تنفذ خلايا الدبقية مجموعة كبيرة ومتنوعة من المهام. لكن القسم الذي لم يكن واضحًا هو ما إذا كانت الخلايا العصبية والعصبية تتواصل مع بعضها البعض. لقد أدرك الباحثون بالفعل أن الدبق ، على عكس الخلايا العصبية ، لا يولد نبضات كهربائية. لكن هذا تغير عندما فحص ستيفن سميث كيف يتواصلون ، مع بعضهم البعض ومع الخلايا العصبية.

كان لدى سميث الحدس المتمثل في أن الخلايا العصبية تستخدم أيون الكالسيوم (Ca2 +) لنقل المعلومات ، لأن هذا العنصر هو الأكثر استخدامًا من قبل الخلايا بشكل عام. بطريقة ما ، ألقى هو وزملاؤه أنفسهم في هذا المجمع مع هذا الاعتقاد (بعد كل "شعبية" أيون لا تخبرنا الكثير عن وظائفها المحددة) ، لكنهم كانوا على حق.

صمم هؤلاء الباحثون تجربة تتألف من ثقافة الخلايا النجمية التي أضيف إليها الكالسيوم الفلوري ، والذي يسمح بمجهر مضان لرؤية موقعه. بالإضافة إلى ذلك ، أضيف في الوسط ناقل عصبي شائع للغاية ، الغلوتامات. وكانت النتيجة فورية. لمدة عشر دقائق يمكنهم أن يروا كيف دخل الإسفار داخل الخلايا النجمية وكان يتنقل بين الخلايا كما لو كانت موجة. مع هذه التجربة ، أظهروا أن الدبقية تتواصل بينها وبين الخلايا العصبية ، لأنه بدون الناقل العصبي لا تبدأ الموجة.

آخر ما يعرف عن الخلايا الدبقية

من خلال المزيد من الأبحاث الحديثة ، اكتشف أن الدبق يكتشف جميع أنواع الناقلات العصبية. علاوة على ذلك ، فإن كل من الخلايا النجمية والخلايا الدبقية الصغيرة لديها القدرة على تصنيع وإطلاق نواقل عصبية (على الرغم من أن هذه العناصر تسمى النواقل الجليدية لأنها في الأصل من الدبق) ، مما يؤثر على نقاط التشابك العصبية..

مجال الدراسة الحالي هو أن نرى ما يصل حيث تؤثر الخلايا الدبقية على الأداء العام للدماغ والعمليات العقلية المعقدة, مثل التعلم والذاكرة أو النوم.