Jenis Sel Glial, Fungsi dan Penyakit

itu sel glial mereka adalah sel pendukung yang melindungi neuron dan menyatukannya. Ada lebih banyak sel glial daripada neuron di otak kita.

Himpunan sel glial disebut glia atau glia. Istilah "glia" berasal dari bahasa Yunani dan berarti "lem". Itu sebabnya waktu disebut sebagai "lem saraf".

Sel glial terus tumbuh setelah lahir. Seiring bertambahnya usia, jumlah mereka berkurang. Faktanya, sel glial mengalami lebih banyak perubahan daripada neuron.

Secara khusus, beberapa sel glial mengubah pola ekspresi gen mereka seiring bertambahnya usia. Misalnya, gen apa yang diaktifkan atau dinonaktifkan ketika mencapai 80 tahun. Mereka terutama berubah di area otak seperti hippocampus (memori) dan substantia nigra (gerakan). Bahkan jumlah sel glial pada setiap orang dapat digunakan untuk menyimpulkan usia mereka.

Perbedaan utama antara neuron dan sel glial adalah bahwa yang terakhir tidak berpartisipasi langsung dalam sinapsis dan sinyal listrik. Mereka juga lebih kecil dari neuron dan tidak memiliki akson atau dendrit.

Neuron memiliki metabolisme yang sangat tinggi, tetapi tidak dapat menyimpan nutrisi. Itu sebabnya mereka membutuhkan pasokan oksigen dan nutrisi yang konstan. Ini adalah salah satu fungsi yang dilakukan oleh sel glial. Tanpa mereka, neuron kita akan mati.

Studi sepanjang sejarah telah difokuskan, secara praktis, secara eksklusif, pada neuron. Namun, sel glial memiliki banyak fungsi penting yang sebelumnya tidak diketahui. Sebagai contoh, baru-baru ini ditemukan bahwa mereka berpartisipasi dalam komunikasi antara sel-sel otak, aliran darah dan kecerdasan.

Namun, ada banyak yang dapat ditemukan dari sel glial, karena mereka melepaskan banyak zat yang fungsinya belum diketahui dan tampaknya terkait dengan berbagai patologi neurologis..

Sejarah singkat sel glial

Pada 3 April 1858 Rudolf Virchow mengumumkan konsep neuroglia pada sebuah konferensi di Institut Patologi Universitas Berlin. Konferensi ini berjudul "Tulang Belakang dan Otak". Virchow berbicara tentang glia sebagai jaringan ikat otak atau "semen saraf".

Konferensi ini diterbitkan dalam sebuah buku berjudul "Cell Pathology". Itu menjadi salah satu publikasi medis paling berpengaruh abad ke-19. Berkat buku ini, konsep neuroglia menyebar ke seluruh dunia.

Pada tahun 1955, ketika Albert Einstein meninggal, otaknya diangkat untuk mempelajarinya dengan cermat. Untuk ini mereka menyimpannya dalam wadah yang penuh formaldehyde. Para ilmuwan memeriksa luka di otaknya mencoba menjawab alasan kemampuannya yang luar biasa.

Kepercayaan populer adalah bahwa otak lebih besar dari normal, tetapi ternyata tidak. Mereka tidak menemukan lebih banyak neuron dalam akun, juga tidak lebih besar.

Setelah banyak penelitian, pada akhir 1980-an mereka menemukan bahwa otak Einstein memiliki jumlah sel glial yang lebih tinggi. Di atas segalanya, dalam struktur yang disebut korteks asosiatif. Ini bertanggung jawab untuk menafsirkan informasi. Berpartisipasi dalam fungsi-fungsi kompleks seperti memori atau bahasa.

Ini mengejutkan para ilmuwan karena mereka selalu berpikir bahwa sel glial hanya berfungsi untuk menjaga neuron bersama.

Para peneliti telah lama mengabaikan sel glial karena kurangnya komunikasi di antara mereka. Sebaliknya, neuron berkomunikasi melalui sinaps menggunakan potensi aksi. Artinya, impuls listrik yang ditransmisikan antara neuron untuk mengirim pesan.

Namun, sel glial tidak menghasilkan potensi aksi. Meskipun temuan terbaru menunjukkan bahwa sel-sel ini bertukar informasi bukan dengan cara listrik, tetapi kimia.

Selain itu, tidak hanya berkomunikasi satu sama lain tetapi juga dengan neuron, meningkatkan informasi yang ditransmisikan.

Fungsi

Fungsi utama sel glial adalah sebagai berikut:

- Tetap melekat pada sistem saraf pusat. Sel-sel ini terletak di sekitar neuron dan membuatnya tetap di tempatnya.

- Sel glial melemahkan efek fisik dan kimia yang dimiliki oleh sisa organisme pada neuron.

- Mereka mengontrol aliran nutrisi dan bahan kimia lain yang dibutuhkan neuron untuk saling bertukar sinyal.

- Mereka mengisolasi neuron dari yang lain, mencegah pencampuran pesan saraf.

- Menghilangkan dan menetralkan limbah neuron yang telah mati.

- Mereka meningkatkan sinapsis neuronal (koneksi). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa jika tidak ada neuron sel glial dan koneksi mereka gagal. Sebagai contoh, dalam penelitian dengan tikus, diamati bahwa neuron sendiri membuat sangat sedikit sinapsis.

Namun, ketika mereka menambahkan kelas sel glial yang disebut astrosit, jumlah sinaps meningkat secara nyata dan aktivitas sinaptik meningkat 10 kali lebih banyak.

Mereka juga menemukan bahwa astrosit melepaskan zat yang dikenal sebagai trombospondin, yang memfasilitasi pembentukan sinaps saraf.

- Mereka berkontribusi pada pemangkasan neuron. Ketika sistem saraf kita berkembang, neuron dan koneksi (sinapsis) diciptakan untuk cadangan.

Pada tahap perkembangan selanjutnya, surplus neuron dan koneksi terputus, yang dikenal sebagai pemangkasan neuron. Tampaknya sel glial merangsang tugas ini bersama dengan sistem kekebalan tubuh.

Memang benar bahwa pada beberapa penyakit neurodegenerative ada pemangkasan patologis, karena fungsi abnormal glia. Ini terjadi, misalnya, pada penyakit Alzheimer.

- Mereka berpartisipasi dalam pembelajaran, karena beberapa sel glial melapisi akson, membentuk zat yang disebut myelin. Myelin adalah isolator yang menyebabkan impuls saraf bergerak dengan kecepatan lebih tinggi.

Dalam lingkungan di mana pembelajaran distimulasi, tingkat mielinisasi neuron meningkat. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa sel glial meningkatkan pembelajaran.

Jenis sel glial

Ada tiga jenis sel glial di sistem saraf pusat orang dewasa. Ini adalah: astrosit, oligodendrosit dan sel mikroglial. Selanjutnya, masing-masing dijelaskan.

Astrosit

Astrosit berarti "sel dalam bentuk bintang". Mereka ditemukan di otak dan sumsum tulang belakang. Fungsi utamanya adalah mempertahankan, dengan cara yang berbeda, lingkungan kimia yang cocok bagi neuron untuk bertukar informasi.

Selain itu, astrosit (juga disebut astrogliosit) mendukung neuron dan menghilangkan sisa otak. Mereka juga berfungsi untuk mengatur komposisi kimia cairan yang mengelilingi neuron (cairan ekstraseluler), menyerap atau melepaskan zat.

Fungsi lain dari astrosit adalah untuk memberi makan neuron. Beberapa perpanjangan astrosit (yang bisa kita sebut sebagai lengan bintang) melilit pembuluh darah, sementara yang lain meluas di sekitar area tertentu dari neuron.

Struktur ini menarik perhatian ahli sejarah terkenal Italia Camillo Golgi. Dia pikir itu karena astrosit memberikan nutrisi ke neuron dan terlepas dari limbah dari kapiler darah.

Golgi mengusulkan pada tahun 1903 bahwa nutrisi berpindah dari pembuluh darah ke sitoplasma astrosit, untuk kemudian diteruskan ke neuron. Saat ini, hipotesis Golgi telah dikonfirmasi. Ini telah diintegrasikan dengan pengetahuan baru.

Sebagai contoh, telah ditemukan bahwa astrosit menerima glukosa dari kapiler, dan mengubahnya menjadi laktat. Ini adalah bahan kimia yang diproduksi pada fase pertama metabolisme glukosa.

Laktat dilepaskan ke dalam cairan ekstraseluler yang mengelilingi neuron untuk penyerapan. Zat ini memasok neuron dengan bahan bakar yang dapat dimetabolisme lebih cepat dari glukosa.

Sel-sel ini dapat bergerak di seluruh sistem saraf pusat, memperluas dan menarik ekstensi mereka, yang dikenal sebagai pseudopodia ("kaki palsu"). Mereka melakukan perjalanan dengan cara yang sama seperti amuba lakukan. Ketika mereka menemukan sisa-sisa neuron, mereka melahapnya dan mencernanya. Proses ini disebut fagositosis.

Ketika sejumlah besar jaringan yang rusak harus dihancurkan, sel-sel ini akan berlipat ganda, menghasilkan cukup sel-sel baru untuk mencapai target. Setelah jaringan dibersihkan, astrosit akan menempati ruang kosong yang dibentuk oleh kerangka kerja. Selain itu, kelas astrosit tertentu akan membentuk jaringan parut yang menyegel area tersebut.

Oligodendrosit

Jenis sel glial ini mendukung ekstensi neuron (akson) dan menghasilkan mielin. Myelin adalah zat yang menutupi akson dengan mengisolasi mereka. Ini mencegah informasi menyebar ke neuron terdekat.

Myelin membantu impuls saraf berjalan lebih cepat melalui akson. Tidak semua akson ditutupi dengan mielin.

Akson myelinated menyerupai kalung dengan manik-manik memanjang, karena mielin tidak didistribusikan secara terus menerus. Melainkan didistribusikan dalam serangkaian segmen, termasuk bagian yang tidak tertutup..

Satu oligodendrocyte dapat menghasilkan hingga 50 segmen mielin. Ketika sistem saraf pusat kita berkembang, oligodendrosit menghasilkan perpanjangan yang kemudian diputar berulang kali di sekitar sepotong akson, sehingga menghasilkan lapisan mielin.

Bagian-bagian yang tidak myelin dari akson disebut Ranvier nodules, oleh penemunya.

Sel mikroglial atau mikrogliosit

Mereka adalah sel glial terkecil. Mereka juga dapat bertindak sebagai fagosit, yaitu, menelan dan menghancurkan limbah neuron. Fungsi lain yang mereka kembangkan adalah perlindungan otak, mempertahankannya dari mikroorganisme eksternal.

Dengan demikian, ia memainkan peran penting sebagai komponen sistem kekebalan tubuh. Ini bertanggung jawab atas reaksi peradangan yang terjadi sebagai respons terhadap cedera otak.

Penyakit yang memengaruhi sel glial

Ada beberapa penyakit neurologis yang menyebabkan kerusakan pada sel-sel ini. Glia telah dikaitkan dengan gangguan seperti disleksia, gagap, autisme, epilepsi, masalah tidur, atau nyeri kronis. Selain penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer atau multiple sclerosis.

Inilah beberapa di antaranya:

- Multiple sclerosis: itu adalah penyakit neurodegeneratif di mana sistem kekebalan tubuh pasien secara keliru menyerang selubung mielin di daerah tertentu.

- Amyotrophic lateral sclerosis (ALS): pada penyakit ini ada kerusakan progresif dari motor neuron, menyebabkan masalah bicara kelemahan otot, menelan dan bernapas yang memajukan.

Tampaknya salah satu faktor yang terlibat dalam asal mula penyakit ini adalah penghancuran sel glial yang mengelilingi neuron motorik. Ini mungkin menjelaskan alasan mengapa degenerasi dimulai pada area spesifik dan meluas ke area yang berdekatan.

- Penyakit Alzheimer: adalah gangguan neurodegeneratif yang ditandai dengan gangguan kognitif umum, terutama karena defisit memori. Berbagai penyelidikan menunjukkan bahwa sel glial dapat memainkan peran penting dalam asal mula penyakit ini.

Tampaknya ada perubahan dalam morfologi dan fungsi sel glial. Astrosit dan mikroglia gagal memenuhi fungsi pelindung sarafnya. Dengan demikian neuron tetap tunduk pada stres oksidatif dan eksitotoksisitas.

- Penyakit Parkinson: penyakit ini ditandai dengan masalah motorik karena degenerasi neuron yang mengirimkan dopamin ke area kontrol motorik seperti substantia nigra.

Tampaknya kehilangan ini dikaitkan dengan respons glial, terutama mikroglia astrosit.

- Gangguan spektrum autisme: tampaknya otak anak autis memiliki volume lebih banyak daripada otak anak sehat. Telah ditemukan bahwa anak-anak ini memiliki lebih banyak neuron di beberapa area otak. Mereka juga memiliki lebih banyak sel glial, yang dapat tercermin dalam gejala khas gangguan ini.

Selain itu, ternyata ada kerusakan pada mikroglia. Sebagai akibatnya, pasien-pasien ini menderita peradangan saraf di berbagai bagian otak. Ini menyebabkan hilangnya koneksi sinaptik dan kematian neuron. Mungkin karena alasan ini ada konektivitas yang kurang dari biasanya pada pasien ini.

- Gangguan afektif: Dalam penelitian lain, ditemukan penurunan jumlah sel glial yang terkait dengan gangguan yang berbeda. Sebagai contoh, Öngur, Drevets dan Price (1998) menunjukkan bahwa ada pengurangan 24% sel glial di otak pasien yang menderita gangguan afektif..

Secara khusus, di korteks prefrontal, pada pasien dengan depresi berat, kehilangan ini lebih ditandai pada mereka yang menderita gangguan bipolar. Para penulis ini menyarankan bahwa hilangnya sel glial mungkin menjadi alasan untuk pengurangan aktivitas yang terlihat di daerah itu.

Ada banyak kondisi lain di mana sel glial terlibat. Saat ini banyak penelitian sedang dikembangkan untuk menentukan peran pastinya dalam berbagai penyakit, terutama gangguan neurodegeneratif.

Referensi

1. Barres, B. A. (2008). Misteri dan keajaiban glia: perspektif tentang peran mereka dalam kesehatan dan penyakit. Neuron, 60 (3), 430-440.
2. Carlson, N.R. (2006). Fisiologi perilaku Ed. 8 Madrid: Pearson.
3. Dzamba, D., Harantova, L., Butenko, O., & Anderova, M. (2016). Sel Glial - Elemen Kunci Penyakit Alzheimer. Penelitian Alzheimer Saat Ini, 13 (8), 894-911.
4. Glia: Sel Otak Lainnya. (15 September 2010). Diperoleh dari Brainfacts: brainfacts.org.
5. Kettenmann, H., & Verkhratsky, A. (2008). Neuroglia: 150 tahun kemudian. Tren dalam ilmu saraf, 31 (12), 653.
6. Óngür, D., Drevets, W. C., dan Price, J. L. Pengurangan glial pada korteks prefrontal subgenual pada gangguan mood. Prosiding Akademi Sains Nasional, AS, 1998, 95, 13290-13295.
7. Purves D, Augustine G.J., Fitzpatrick D., et al., Editor (2001). Ilmu saraf. Edisi ke-2. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
8. Rodriguez, J. I., & Kern, J. K. (2011). Bukti aktivasi mikroglial dalam autisme dan perannya yang mungkin dalam underconnectivity otak. Biologi Neuron glia, 7 (2-4), 205-213.
9. Soreq, L., Rose, J., Soreq, E., Hardy, J., Trabzuni, D., Cookson, M.R., ... & Konsorsium Ekspresi Otak Inggris. (2017). Perubahan Besar dalam Identitas Regional Glial Adalah Ciri Transkripsional Penuaan Otak Manusia. Laporan Sel, 18 (2), 557-570.
10. Vila, M., Jackson-Lewis, V., Guégan, C., Teismann, P., Choi, D. K., Tieu, K., & Przedborski, S. (2001). Peran sel glial dalam penyakit Parkinson. Pendapat saat ini dalam neurologi, 14 (4), 483-489.
11. Zeidán-Chuliá, F., Salmina, A.B., Malinovskaya, N.A., Noda, M., Verkhratsky, A., & Moreira, J.C. F. (2014). Perspektif glial dari gangguan spektrum autisme. Ulasan Neuroscience & Biobehavioral, 38, 160-172.