Oligodendrositler ve Schwann Hücreleri
Oligodendrositlerin ve Schwann hücrelerinin esas işlevi miyelin yaradılışıdır. Miyelin, aksonal segmentlerin yalıtkanı olarak işlev görür ve 200 m/saniyeye kadar olan yüksek asap mesajım sürati için ön şarttır. Glial hücrelerin aksonlarla ilişkisi omurgasızlarda da bulunur. Omurgalıların Remak hücrelerine eş akson yutkunmakta olan hücreler, çoğu omurgasızda bulunur. Miyelinin oligodendrositler ve Schwann hücreleri tarafından yaradılışı filogenetik olarak takribî […]
Oligodendrositlerin ve Schwann hücrelerinin esas işlevi miyelin yaradılışıdır. Miyelin, aksonal segmentlerin yalıtkanı olarak işlev görür ve 200 m/saniyeye kadar olan yüksek asap mesajım sürati için ön şarttır. Glial hücrelerin aksonlarla ilişkisi omurgasızlarda da bulunur. Omurgalıların Remak hücrelerine eş akson yutkunmakta olan hücreler, çoğu omurgasızda bulunur. Miyelinin oligodendrositler ve Schwann hücreleri tarafından yaradılışı filogenetik olarak takribî 400 milyon sene evvel omurgalıların bir buluşudur diyebiliriz. Çenesiz balık dışındaki tüm omurgalılar domuz balığı ve lamprey’ler oligodendrositlere sahiptir. Miyelinin evrimde ortaya çıkışı, omurgalıların ve özellikle de asap sistemlerini gelişimini süratlendirdi. Sinirbilimcilerin çoğu dahi oligodendrositlerin omurgalıların evrimi için ehemmiyetini takdir etmez. Beynin evrimsel gelişimi ile nöron rakamının insanda 100 milyara kadar yükseldiği genel bilgi gibi görünmekle beraber, tüm bu nöronların ancak miyelin suratından karışık bir biçimde birbirine bağlanabileceği çok sarih değildir. Bu, alttaki misal ile basitçe gösterilebilir. Asap mesajım süratini çoğaldırmak için bir strateji miyelin oluşturmak, değişiği ise akson çapını çoğaldırmaktır.
Kalamar’ın içindeki dev aksonlar, 1 mm’ye kadar çapa sahiptir ve miyelinli motor aksonlarınki ile karşılaştırılabilir mesajım süratlerine erişir. İnsan optik asabı, yüksek süratte hareket eden takribî 1 milyon miyelinli aksona sahiptir. 1 mm’lik çapı 1 mm olan kalamar devi akson versiyonu, 0.75 m’lik bir akson çapına denktir.
Oligodendrositlerin Morfolojisi
Tüm beyaz madde izleri miyelin oluşturmak için oligodendrositler kapsar. Oligodendrositler, ayrıca gri maddede de bulunur. Oligodendrositler, merkezi asap sisteminin miyelini oluşturan hücreler olarak çok iyi öğrenilirken, doğrudan miyelin kılıfına bağlı olmayan oligodendrositler de vardır. Bu uydu oligodendrositleri tercihen gri maddede bulunur ve şimdiye kadar astrositlere eş biçimde iyonik homeostazı tertip etmeye yarayan bilinmez işlevlere sahiptir. Yalnızca sıçan, fare ve insanın ağ tabakası, miyelinleştirici oligodendrositlerden yoksundur, tavşan ve civciv ağ tabakasının her ikisi de kısmen miyelinlidir. Miyelin oluşturan oligodendrositler, bir miyelin segmentine bağlanan birkaç operasyona 40’a kadar sahiptir. Bu kısımların her biri birkaç surat mikrometre uzunluğundadır ve ayrıca internod olarak da adlandırılır. Segmentler, 1 mikrondan daha az bir alana dağılan Ranvier düğümü olarak öğrenilen yapılar tarafından kesilir. Düğümde, iç bölgeler ile karşılaştırıldığında, akson miyelin tarafından sarılmaz. İntermodal parçanın sonu daha fazla sitoplazma kapsar ve akson ile septat eşi kavşaklar oluşturan paranodal millete olarak adlandırılan formlar oluşturur. Ek olarak, astrosit harekâtları nodal bölgedeki aksonal çeper ile temas eder.
Astrositler gibi oligodendrositler de konneksinlerin oluşturduğu boşluklarla birbirine bağlanır. Astrositlere mukayeseyle oligodendrositler için besbelli konneksin proteinleri vardır. Connexin proteinlerindeki değişinimler hipomiyelinizasyona ve lökodistrofiler gibi insan patolojilerine yol açar.
Oligodendrositlerin gelişimi
Miyelin yaradılışı kemirgenlerde takribî doğumda başlar ve doğumdan 2 ay sonra bitirilir. İnsanlarda fetal hayatın ikinci yarısında başlar ve omurilikte büyür. Zirve etkinliği doğum sonrası ilk seneden 20 yaşına kadar devam eder. Genellikle daha büyük aksonların daha kalın miyelin oluşturduğu belirtilmektedir. Büyüme sırasında oligodendrositler, serebrum için lateral ventriküllerin subventriküler bölgesi veya serebellum için dördüncü ventrikül gibi subventriküler bölgede bulunan liderlerden ortaya çıkar. Omurilikte oligodendrositler, nöral tüpün ventral bölgelerinden kaynaklanır ve optik asapta, üçüncü ventrikülden asaba göç ederler. Gayelerine göç eden oligodendrosit lider hücreleridir ve daha olgun oligodendrositlere değişikleşirler. Oligodendrosit progenitör hücrelerinin artması, ağırlıklı olarak nöronlardan değil, trombosit kaynaklı sihrime etkeni PDGF veya fibroblast sihrime etkeni FGF gibi astrositlerden salınan bir dizi sihrime etkeni ile hakimiyet edilir. Dahası, manevi bir saat yalnızca hücre dağılınmasını saymaz, aynı zamanda zamanı da algılar. Böylece, manevi mekanizmalar ve etraf, miyelinasyon için gereken uygun ölçüde oligodendrositleri hakimiyet eder. Fazla ölçüde üretilen klasik şartlar altında ortaya çıkan oligodendrositler apoptoz ile elimine edilir. Oligodendrosit progenitör hücrelerinin artması, ağırlıklı olarak nöronlardan değil, trombosit kaynaklı sihrime etkeni PDGF veya fibroblast sihrime etkeni FGF gibi astrositlerden salınan bir dizi sihrime etkeni ile hakimiyet edilir. Dahası, manevi bir saat yalnızca hücre dağılınmasını saymaz, aynı zamanda zamanı da algılar. Böylece, manevi mekanizmalar ve etraf, miyelinasyon için gereken uygun ölçüde oligodendrositleri hakimiyet eder. Fazla ölçüde üretilen klasik şartlar altında ortaya çıkan oligodendrositler apoptoz ile elimine edilir. Oligodendrosit progenitör hücrelerinin artması, ağırlıklı olarak nöronlardan değil, trombosit kaynaklı sihrime etkeni PDGF veya fibroblast sihrime etkeni FGF gibi astrositlerden salınan bir dizi sihrime etkeni ile hakimiyet edilir. Dahası, manevi bir saat yalnızca hücre dağılınmasını saymaz, aynı zamanda zamanı da algılar. Böylece, manevi mekanizmalar ve etraf, miyelinasyon için gereken uygun ölçüde oligodendrositleri hakimiyet eder. Fazla ölçüde üretilen klasik şartlar altında ortaya çıkan oligodendrositler apoptoz ile elimine edilir.
Hala astrositlere ve oligodendrositlere neden olabilen oligodendrosit progenitör hücreleri, yalnızca gelişim sırasında bulunmaz, aynı zamanda erişkin oligodendrosit lider hücreleri olarak adlandırılan olgun beyinde de bulunur. Multipl skleroz gibi demiyelinizan hastalıklarda remiyelinizasyon kaynağı olarak kabul edilirler. Transkripsiyon etkeni Olig-2 veya proteoglisan NG2 gibi bu lider hücrelerin belirlenmesine takviyeci olan birkaç değişik göstergeç vardır. Bu NG2 pozitif hücreler son zamanlarda ehemmiyetli bir alaka görmüştür. Astrositler ve oligodendrositler halinde büyüme kapasitelerine sahip olsalar da, ana yol oligodendrosit soyları ile hudutlu gibi görünmektedir. Bu erişkin lider hücrelerinin aksonlarla etkileşime girdiği görülmektedir. Glutamat reseptörleri eksprese eder ve aksonun aktivitesine idrak ederler, bu, etkinliğe bağlı bir biçimde glutamat salmaktadır. Bu, aksonların oligodendrosit progenitör hücrelerinin değişikleşmesini nasıl hakimiyet edebileceği için potansiyel bir mekanizma gibi görünmektedir.
Schwann hücreleri
Schwann hücreleri, periferik asap sistemindeki oligodendrositlerin hücresel karşılığıdır. Oligodendrositlere eş biçimde miyelin kılıfını oluştururlar. Oligodendrositin aksine, her Schwann hücresi yalnızca bir aksonal segment ile ilişkilidir. Oligodendrositler ve Schwann hücrelerinin oluşturduğu miyelin yapısı eş bir yapıya sahipken, aynı protein grubundan oluşmaz. Santral ve periferik miyelin alkalik protein miyelini paylaşırken, periferik asap sistemi miyelinle ilişkili glikoprotein veya proteolipid proteininden yoksundur, ancak protein P0 ve PMP22’yi eksprese eder. Büyüme sırasında, Schwann hücreleri değişikleşmemiş göç eden nöral kret hücrelerinden türetilir. Olgunlaşmamış Schwann hücreleri, miyelinleştirici veya miyelinleştirici olmayan Schwann hücreleri üretir. İkincisi, miyelini oluşturmadan birkaç aksonu gevşekçe içine alır.
Duyusal sempatik ve parasempatik ganglionlardaki nöronal hücre gövdeleri, uydu hücreleri olarak öğrenilen düzleştirilmiş kılıf eşi hücreler ile çevrilidir. Nöromüsküler bir kavşakta bulunan akson terminalleri ayrıca terminal glia gibi özel glial hücreler tarafından kaplanır.
Miyelin Kılıfları
Miyelin kılıfı, aksonun oligodendrosit veya schwann hücre harekâtlarıyla sarılmasıyla oluşturulur. Hücre içi parçalama, yalnızca 30 angströme dağılan çok fazla sıkıştırılmıştır ve elektron mikroskobunda ana yoğun çizgi olarak adlandırılan tek bir çizgi olarak görünür. Lipit iki katmanının dış yüzeyi, hücre dışı boşlukla bölmüş ayrı bir çizgi olarak görünür. Bu sebeple, bu çift intraperdiod çizgisi olarak belirlenir. Bu yoğun sıkıştırma sebebiyle miyelin tamamen hidratlanır ve kuru kütlesi takribî % 70 lipit ve % 30 protein kapsar. Yalnızca miyelinde bulunan ve bu yapının yaradılışı için zorunlu olan çok rakamda spesifik protein vardır. Santral asap sistemi miyelininin ana proteinleri miyelinle ilişkili glikoprotein MAG, miyelin esas proteini MBP, miyelin oligodendrosit glikoproteinidir MOG, proteolipidprotein PLP/DM20 ve PMP22. Bu proteinler yalnızca miyelin oluşturan hücreler, başka bir deyişle merkezi asap sistemindeki oligodendrositler veya periferik asap sistemindeki Schwann hücreleri tarafından üretilir ve böylece miyelin hücreleri için harikulade göstergeçler olarak işlev görür. Miyelin tabakalarının içinde, schmidt-lantermann insizlikleri isimli bir sitoplazmik aralık kapsayan bir cins yol vardır. Bunlar miyelin için trofik yardım sağlar.
Omurgalı aksonların hepsi miyelinli değildir, ancak genel olarak 1 mikrondan büyük olan aksonlar miyelinlidir. Son çalışmalar, aksonların miyelin kılıfının kalınlığını tanımlayan oligodendrosit için bir sinyal sağladığını göstermektedir. Akson tarafından sağlanan bir ehemmiyetli sinyalleşme mekanizması, oligodendrositler tarafından ifade edilen ErbB reseptör tirozin kinazlarına bağlanan sihrime etkeni neuregulin-1’dir. Schwann hücrelerinde de eş bir sinyal mekanizması mevcuttur. Bu etkileşim aksonal çap ile aksonal çap artı miyelin kılıfı arasında belirlenmiş bir orana yol açar; bu oran genellikle 0.6 ile 0.7 arasındadır.
Miyelin hücrelerinin aksonlara metabolik yardım sağladığı uzun zamandır öne sürülmektedir. Piruvat veya laktat gibi glia kaynaklı glikolitik mahsullerin özgür vazgeçildiği ve akson tarafından alındığı varsayım edilebilir. Bu, periferik asap sistemi için daha da ehemmiyetli olabilir, zira somadaki metabolitlerin büyük hayvanlarda bir metreden daha uzun mesafeler için taşınması gerekir.
Miyelin Saltatory Asap Mesajımını Sağlar
Ranvier düğümü, saltatory mesajım “sıçramak” anlamına gelen Latince “saltare” sözcüğünden sözcüğüne izin veren, başka bir deyişle sadece düğümdeki eylem potansiyellerinin üretilmesini sağlayan yüksek yoğunluklu bir sodyum kanalı kapsar. Böylece, aksiyon potansiyeli yalnızca düğümde tetiklenir, daha sonra pasif olarak dağılır ve böylece süratli bir biçimde bir sonraki aksiyon potansiyelinin üretildiği bir sonraki düğüme geçer. Böylece eylem potansiyeli düğümden düğüme atlar. Bu yalnızca daha süratli değildir, fakat daha az enerji tüketir, zira sodyum iyonları sadece düğümde birikir ve Na+/K+’nın etkinliğinden dolayı hücre dışı boşluğa geri taşınması gerekir. Miyelin yaradılışından evvel sodyum kanalları akson uzunluğu süresince gelişigüzel ayrılır. Bununla beraber glial örtme sırasında, sodyum kanalları sahada daha sonra ranvier düğümü haline gelen gevşek kümeler oluşturmaya başlar. Daha sonra, kompakt miyelin yaradılışından sonra, sodyum kanalları miyelin kılıfının altındaki çeperden ve yalnızca düğümdeki kümeden kaybolur. Bu kümeleme, miyelinleştirici hücre çeperi ile glonmedin, nörofasin ve NCAM gibi hücre adezyon moleküllerini kapsayan aksonal membran arasındaki protein etkileşimleri ile desteklenir. K+ kanalları nodal bölgede daha az sıkıca konsantredir.
Miyelin Hücreleri ve Hastalıkları
Oligodendrositleri kapsayan en sık görülen hastalık multipl sklerozdur. Beyin ve omuriliğin belirlenmiş alanlarında miyelin kaybı sebebiyle aksonal geçirgenliğin bozulmasına neden olur. Yine miyelinasyon sebebiyle iyileşme olabilir, ancak sıklıkla aralıksız nörodejenerasyona yol açan yinelemeler ortaya çıkar. Oligodendrositlerin kaybının ilk sebebi henüz öğrenilmemektedir. Demiyeline edilmiş bölgenin, infiltre lenfositler ve makrofajlar ve aktive edilmiş mikroglia gibi enflamatuar hücreler kapsadığı sarihtir. Bu hücreler zarar zincirini güçlendirebilir veya hatta başlatabilir. Santral asap sisteminin kalıtsal öbür miyelin hastalıkları pelizaeus-merzbacher hastalığı ve pelizaeus-merzbacher eşi hastalıklar ve öbür lökodistrofi formlarıdır. Genetik olarak tanımlanmış patolojilerin çoğu, miyelin proteinleri veya konneksinlerdeki değişinimlerle ilişkilidir, moleküler varlıklar boşluk kavşakları oluşturur. Schwann hücresi miyelindeki merkezi veya merkezi asap sistemi değişinimlerine eş veya aralıklı kavşak proteinleri charcot-marie-tooth hastalığı gibi nöropatilere yol açar. Bu, periferik miyelin yaradılışının omurgalıların yaşamda kalması için de zorunlu olduğunu sarihçe ortaya koymaktadır.