Karakteristik, Fungsi, Produksi dan Penyakit Myelin

itu myelin, atau myelin sheaths, adalah zat berlemak yang mengelilingi serabut saraf dan berfungsi meningkatkan kecepatan impuls saraf, memfasilitasi komunikasi antar neuron. Ini juga memungkinkan penghematan energi yang lebih besar dari sistem saraf.

Myelin terdiri dari 80% lipid dan 20% protein. Dalam sistem saraf pusat, sel-sel saraf yang memproduksinya adalah sel glial yang disebut oligodendrocytes. Sementara di sistem saraf perifer mereka terjadi melalui sel Schwann.

Dua protein utama myelin yang diproduksi oleh oligodendrocytes adalah PLP (protein proteolipid) dan MBP (protein dasar mielin).

Ketika myelin tidak berkembang dengan baik atau terluka karena suatu alasan, impuls saraf kita melambat atau tersumbat. Inilah yang terjadi pada penyakit demielinasi, sehingga menimbulkan gejala seperti mati rasa, kurang koordinasi, kelumpuhan, penglihatan dan masalah kognitif.

Penemuan myelin

Zat ini ditemukan pada pertengahan 1800-an, tetapi hampir setengah abad sebelum fungsinya yang penting sebagai insulator terungkap..

Pada pertengahan abad ke-19, para ilmuwan menemukan sesuatu yang aneh pada serabut saraf yang bercabang dari sumsum tulang belakang. Mereka mengamati bahwa mereka ditutupi dengan zat berminyak putih mengkilap.

Ahli patologi Jerman Rudolf Virchow adalah yang pertama menggunakan konsep "myelin". Itu berasal dari kata Yunani "myelós", yang berarti "sumsum", merujuk pada sesuatu yang sentral atau internal.

Ini karena dia pikir myelin ada di dalam serabut saraf. Membandingkannya dengan sumsum tulang.

Kemudian, ditemukan bahwa zat ini menyelimuti akson dari neuron, membentuk polong. Terlepas dari di mana selubung mielin berada, fungsinya sama: mentransmisikan sinyal listrik secara efisien.

Pada tahun 1870-an, dokter Prancis Louis-Antoine Ranvier mencatat bahwa selubung mielin terputus-putus. Artinya, ada interval di sepanjang akson yang tidak memiliki mielin. Ini telah mengadopsi nama nodul Ranvier, dan berfungsi untuk meningkatkan kecepatan konduksi saraf.

Bagaimana struktur mielin?

Myelin mengelilingi akson atau ekstensi saraf membentuk tabung. Tabung tidak membentuk lapisan kontinu, tetapi terdiri dari serangkaian segmen. Masing-masing berukuran sekitar 1mm.

Di antara ruas-ruas itu, ada potongan-potongan kecil akson terbuka yang disebut nodul Ranvier. Ini mengukur dari 1 hingga 2 mikrometer.

Dengan demikian, akson yang dilapisi mielin menyerupai kalung mutiara yang memanjang. Ini memfasilitasi konduksi garam dari impuls saraf, yaitu sinyal "melompat" dari satu simpul ke simpul lainnya. Hal ini memungkinkan kecepatan konduksi menjadi lebih cepat pada neuron mielin daripada yang lain tanpa mielin.

Myelin juga berfungsi sebagai isolator elektrokimia sehingga pesan tidak berkembang ke sel yang berdekatan dan meningkatkan resistensi akson.

Di bawah korteks serebral ada jutaan akson yang menghubungkan neuron kortikal dengan yang ditemukan di bagian lain otak. Dalam jaringan ini ada konsentrasi tinggi mielin yang memberikan warna putih buram. Oleh karena itu, itu disebut materi putih atau materi putih.

Bagaimana cara diproduksi?

Oligodendrosit dapat menghasilkan hingga 50 porsi mielin. Ketika sistem saraf pusat berkembang, sel-sel ini menghasilkan perpanjangan yang menyerupai dayung sampan.

Kemudian, masing-masing digulung beberapa kali di sekitar sepotong akson, menciptakan lapisan mielin. Berkat setiap dayung, oleh karena itu, segmen selubung myelin dari akson diperoleh.

Di sistem saraf tepi ada juga mielin, tetapi diproduksi oleh sejenis sel saraf yang disebut sel Schwann.

Sebagian besar akson dari sistem saraf perifer ditutupi dengan mielin. Selubung mielin juga tersegmentasi seperti pada sistem saraf pusat. Setiap area mielin berhubungan dengan sel Schwann tunggal yang dililitkan beberapa kali di sekitar akson.

Komposisi kimia myelin yang dihasilkan oleh sel oligodendrocytes dan Schwann berbeda.

Oleh karena itu, pada multiple sclerosis, sistem kekebalan tubuh pasien-pasien ini hanya menyerang protein myelin yang diproduksi oleh oligodendrosit tetapi bukan yang dihasilkan oleh sel Schwann. Dengan demikian, sistem saraf tepi tidak terganggu.

Fitur

Semua akson dari sistem saraf hampir semua mamalia ditutupi dengan selubung mielin. Ini dipisahkan satu sama lain oleh nodul Ranvier.

Potensi aksi bergerak secara berbeda oleh akson dengan mielin dibandingkan oleh mereka yang tidak termielinasi (kekurangan zat ini).

Myelin membungkus akson tanpa membiarkan cairan ekstraselular masuk di antaranya. Satu-satunya situs akson yang menghubungi cairan ekstraseluler adalah dalam nodul Ranvier, di antara setiap selubung mielin.

Dengan demikian, potensial aksi dihasilkan dan bergerak melalui akson myelinated. Meskipun melintasi zona yang penuh dengan mielina, potensi terus berkurang, tetapi masih memiliki kekuatan untuk melepaskan potensi aksi lain dalam nodul berikut. Potensi diulang di setiap nodul Ranvier, yang disebut konduksi "saltatory"..

Jenis mengemudi yang difasilitasi oleh struktur mielin, memungkinkan impuls untuk melakukan perjalanan jauh lebih cepat melalui otak kita.

Dengan demikian, kita dapat bereaksi dalam waktu terhadap bahaya yang mungkin terjadi, atau mengembangkan tugas kognitif dalam hitungan detik. Selain itu, ini mengarah pada penghematan energi yang besar untuk otak kita.

Myelin dan pengembangan sistem saraf

Proses mielinisasi lambat, dan dimulai kira-kira 3 bulan setelah pembuahan.

Ini berkembang dalam waktu yang berbeda tergantung pada area sistem saraf yang sedang dibentuk. Sebagai contoh, wilayah prefrontal adalah area terakhir yang myelin, dan bertanggung jawab untuk fungsi kompleks seperti perencanaan, penghambatan, motivasi, pengaturan diri, dll..

Saat lahir, hanya beberapa area otak yang sepenuhnya mielin. Seperti daerah batang otak, yang mengarahkan refleks. Setelah akson Anda menjadi myelin, neuron mencapai fungsi optimal dan mengemudi lebih cepat dan lebih efisien.

Meskipun proses mielinisasi dimulai pada periode postnatal tempanous, akson dari neuron belahan otak melakukan proses ini beberapa saat kemudian..

Dari bulan keempat kehidupan, neuron-neuron tersebut dielelinisasi sampai anak kedua (antara 6 dan 12 tahun). Kemudian berlanjut pada masa remaja (dari 12 hingga 18 tahun) hingga awal dewasa, yang terkait dengan perkembangan fungsi kognitif yang kompleks..

Area sensorik dan motorik utama dari korteks serebral memulai mielinisasi mereka sebelum zona asosiasi frontal dan parietal. Yang terakhir sepenuhnya dikembangkan selama 15 tahun.

Serat komisural, proyeksi, dan asosiasi mielinisasi lebih lambat dari zona primer. Bahkan, struktur yang menyatukan kedua belahan otak (disebut corpus callosum), berkembang setelah lahir dan menyelesaikan mielinasinya pada 5 tahun. Mielinisasi corpus callosum yang lebih besar dikaitkan dengan fungsi kognitif yang lebih baik.

Telah terbukti bahwa proses mielinisasi berjalan seiring dengan perkembangan kognitif manusia. Koneksi neuron dari korteks serebral menjadi kompleks, dan mielinisasi mereka terkait dengan kinerja perilaku yang semakin rumit..

Sebagai contoh, telah diamati bahwa memori yang bekerja meningkat ketika lobus frontal berkembang dan mielinat. Sementara hal yang sama terjadi dengan keterampilan visuospatial dan mielinisasi area parietal.

Keterampilan motorik yang lebih rumit, seperti duduk atau berjalan, berkembang sedikit demi sedikit seiring dengan mielinisasi otak.

Et al. (2008) menemukan bahwa daerah Broca dan Wernicke melewati puncak mielinisasi cepat pada saat yang sama sebelum usia 18 bulan. Setelah usia ini, perlambatan proses mielinisasi terjadi. Penulis menghubungkan fakta ini dengan perkembangan kosa kata yang cepat sekitar 2 tahun.

Di sisi lain, fasciculus arkuata, struktur yang bergabung dengan daerah Broca dan Wernicke, melanjutkan proses mielinisasi cepat setelah zaman ini. Tentunya itu terkait dengan perolehan bahasa yang lebih rumit.

Bahkan, penilaian neuropsikologis anak-anak didasarkan pada gagasan bahwa perkembangan fungsi kognitif anak-anak setara dengan pematangan otak mereka. Proses ini terjadi dalam dua sumbu yang berbeda: sumbu vertikal dan sumbu horizontal.

Proses pematangan otak mengikuti sumbu vertikal, dimulai dari struktur subkortikal menuju struktur kortikal (dari batang otak ke atas). Selain itu, begitu berada di dalam korteks, ia mempertahankan arah horizontal. Mulai dari zona utama dan berlanjut ke wilayah asosiasi.

Pematangan horizontal ini menyebabkan perubahan progresif dalam belahan otak yang sama. Selain itu, itu menetapkan perbedaan struktural dan fungsional antara dua belahan.

Penyakit yang berhubungan dengan mielin

Mielinisasi yang cacat adalah alasan utama penyakit neurologis. Ketika akson kehilangan myelin mereka, yang dikenal sebagai demielinasi, sinyal saraf listrik diubah.

Demielinisasi dapat terjadi karena peradangan, metabolisme atau masalah genetik. Meskipun, apa pun penyebabnya, hilangnya mielin menyebabkan disfungsi serat saraf yang signifikan. Secara khusus, ini mengurangi atau memblokir impuls saraf antara otak dan seluruh tubuh.

Para peneliti pada 1980 secara kimiawi menginduksi hilangnya mielin di sumsum tulang belakang kucing. Mereka menemukan bahwa impuls saraf berjalan lebih lambat di sepanjang serabut saraf. Ini menyebabkan sebagian besar waktu sinyal tidak mencapai ujung akson.

Selama periode ini, unsur-unsur mielin juga diidentifikasi, seperti protein yang menyusunnya dan gen yang menyandikannya. Menggunakan tikus, mereka mengubah gen yang menghasilkan protein ini, yang mengakibatkan kekurangan mielin.

Berkat model tikus ini, dimungkinkan untuk mengetahui lebih banyak tentang penyakit demielinasi.

Hilangnya myelin pada manusia telah dikaitkan dengan beberapa gangguan sistem saraf pusat seperti stroke, cedera tulang belakang, dan multiple sclerosis..

Beberapa penyakit yang paling sering terkait dengan mielin adalah:

- Multiple sclerosis: pada penyakit ini, sistem kekebalan tubuh yang bertanggung jawab untuk mempertahankan tubuh dari bakteri dan virus, secara keliru menyerang selubung mielin. Ini menyebabkan sel-sel saraf dan sumsum tulang belakang tidak bisa berkomunikasi satu sama lain atau mengirim pesan ke otot.

Gejalanya berkisar dari kelelahan, kelemahan, nyeri dan mati rasa, hingga kelumpuhan dan bahkan kehilangan penglihatan. Ini juga termasuk gangguan kognitif dan kesulitan motorik.

- Encephalomyelitis Disebarluaskan Akut: muncul karena peradangan otak dan dalam sumsum yang singkat tapi intens yang merusak mielin. Kehilangan penglihatan, kelemahan, kelumpuhan, dan kesulitan dalam mengkoordinasikan gerakan dapat terjadi.

- Mielitis transversal: radang sumsum tulang belakang yang menyebabkan hilangnya materi putih di tempat ini.

Kondisi lain adalah neuromyelitis optica, sindrom Guillain-Barré atau polyneuropathies demyelinating.

Adapun penyakit keturunan yang mempengaruhi mielin, leukodistrofi dan penyakit Charcot-Marie-Tooth dapat disebutkan. Kondisi yang lebih serius yang sangat membahayakan myelin adalah penyakit Canavan.

Gejala demielinasi sangat beragam tergantung pada fungsi sel saraf yang terlibat. Manifestasinya bervariasi sesuai dengan setiap pasien dan penyakit, dan memiliki presentasi klinis yang berbeda sesuai dengan setiap kasus. Gejala yang paling umum adalah:

- Kelelahan atau kelelahan.

- Masalah penglihatan: seperti penglihatan kabur di tengah bidang visual, yang hanya memengaruhi satu mata. Rasa sakit juga bisa muncul saat mata bergerak. Gejala lain adalah penglihatan ganda atau penurunan penglihatan.

- Gangguan pendengaran.

- Tinnitus atau tinnitus, yaitu persepsi bunyi atau dengung di telinga tanpa sumber eksternal yang menghasilkannya.

- Kesemutan atau mati rasa pada kaki, lengan, wajah, atau badan. Ini umumnya dikenal sebagai neuropati.

- Kelemahan ekstremitas.

- Gejalanya memburuk atau muncul kembali setelah terpapar panas, seperti setelah mandi air panas.

- Perubahan fungsi kognitif seperti masalah memori, atau kesulitan bicara.

- Masalah koordinasi, keseimbangan atau presisi.

Saat ini penelitian sedang dilakukan pada myelin untuk mengobati penyakit demielinasi. Ilmuwan berusaha meregenerasi myelin yang rusak dan mencegah reaksi kimia yang menghasilkan kerusakan ini.

Mereka juga mengembangkan obat untuk menghentikan atau memperbaiki multiple sclerosis. Selain itu, mereka sedang menyelidiki antibodi mana yang secara khusus adalah yang menyerang myelin dan apakah sel-sel induk dapat membalikkan kerusakan demielinisasi.

Referensi

1. Carlson, N.R. (2006). Fisiologi perilaku Ed. 8 Madrid: Pearson.
2. Ensefalomielitis diseminata akut. (s.f.). Diperoleh pada 14 Maret 2017, dari National Institute of Neurological Disorders and Stroke: english.ninds.nih.gov.
3. Myelin. (s.f.). Diperoleh pada 14 Maret 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. Myelin Sheath dan Multiple Sclerosis (MS). (9 Maret 2017). Diperoleh dari Emedicinehealth: emedicinehealth.com.
5. Myelin: Suatu Tinjauan. (24 Maret 2015). Diperoleh dari BrainFacts: brainfacts.org.
6. Morell P., Quarles R.H. (1999). Sarung Myelin. Dalam: Siegel G.J., Agranoff B.W., Albers R.W., et al., Eds. Neurokimia Dasar: Aspek Molekuler, Seluler dan Medis. Edisi ke-6. Philadelphia: Lippincott-Raven. Tersedia dari: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Robertson, S. (11 Februari 2015). Apa itu Myelin? Diperoleh dari Berita Medical Life Science: news-medical.net.
8. Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsikologi perkembangan anak. Meksiko, Bogotá: Editorial Manual Modern.