By RG^® WYKŁAD VIII

TKANKA NERWOWA

Układ nerwowy umożliwia szybkie i precyzyjne komunikowanie się pomiędzy oddalonymi od siebie okolicami organizmu dzięki czynności wyspecjalizowanych komórek gromadzących i przetwarzających informacje oraz wysyłających w odpowiedzi właściwe sygnały.

Podstawową jednostką strukturalną- czynnościową jest komórka nerwowa ( neuron, neurocyt). Komórki nerwowe odpowiadają za bezpośrednie komunikowanie sie rożnych grup komórek

Neurony wytwarzają sieć precyzyjnych połączeń:

• zbieranie informacji z receptorów czuciowych

• przetwarzanie i zapamiętywanie informacji

• wysyłanie odpowiednich sygnałów do komórek efektorowych

Neurony są komórkami postmitotycznymi, dzielą się jedynie w życiu płodowym, w życiu postnatalnym komórki nerwowe nie dzielą się

Komórka nerwowa ( neuron, neurocyt)

Komórki nerwowe(>100 mln) różnią sie wielkością, kształtem, liczba i długością wypustek oraz ich ukształtowaniem, zawartością organelli komórkowych.

Wielkość komórek nerwowych od 5 do 120 μm, zróżnicowanie kształtów dotyczy wyłącznie perikarionów.

• Jądro pęcherzykowe - z centralnie położonym jąderkiem (wysoka aktywność transkrypcyjna)

• siateczka śródplazmatyczna ziarnista(RER), zasadochłonne ziarna - tigroid. Ziarnistości Nissla, występuje w perikarionie i dendrytach, brak we wzgórku aksonalnym i aksonie

• aparat Golgiego - dobrze rozbudowany( procesy wydzielnicze)

• mitochondria - duża liczba( zapotrzebowanie na energię)

• lizosomy - liczne, krótki okres półtrwania błony komórkowej i innych organelli, często u osób starszych znaczna ilość ciałek resztkowych, zawierających lipofuscynę

• cytoszkielet - wysoce zorganizowany, utrzymanie unikalnego kształtu komórek ( aksonów)

• filamenty pośrednie ( neurofilamenty) - rusztowanie dla perikarionu i aksonu

• mikrotubule ( neurotubule) - zorganizowane w sieć, transport substancji i organelli w dół ( w kierunku synapsy) i w górę aksonu

Cechy komórki:

• bardzo aktywna metabolicznie, synteza białek dla prawidłowej funkcji- wydłużanie wypustek

• synteza neurotransmiterów oraz enzymów do rozkładu ich nadmiaru

• acetylocholina - acetylocholinesteraza

• adrenalina - monaminooksydaza (MAO)

• neurony neurosekrecyjne - synteza neurohormonów np. Jądra podwzgórza: wazopresyna i oksytocyna

• precyzyjny transport wzdłuż aksonu ( organelle komórkowe, enzymy, substancje odżywcze, neurotransmitery i neurohormony )

2 Typy transportu aksonalnego: wolny i szybki

• Wolny transport aksonalny; w dół aksonu - 1-5 mm/ dobę ( mitochondria, lizosomy, elementy cytoszkieletu), mechanizm nie poznany

• Szybki transport aksonalny ( postępujący); ok 400 mm/ dobę ( substancje chemiczne otoczone błoną, białka), ok 2800 mm/ dobę - neurohormony drogą podwzgórzowo-przysadkową - zachodzi dzięki obecności mikrotubul i kinezyny ( enzym będący motorem molekularnym)

• Szybki wsteczny transport aksonalny - 300 mm/ dobę ( wracają do perikarionu zużyte organella oraz błony podlegające recyrkulacji np. Po uwolnieniu zawartości pęcherzyków), zachodzi za pośrednictwem mikrotubul i dyneiny- motor molekularny

Wypustki komórek nerwowych

Wypustki protoplazmatyczne - dendryty

• zróżnicowanie dotyczy liczby, długości i szerokości, sposobu odejścia od perikarionu, przebiegu i rozgałęzień, wspólna cecha - podział na coraz mniejsze rozgałęzienia. Dendryty są bezpośrednią kontynuacją neuroplazmy, błona komórkowa to przedłużenie błony komórkowej perikarionu, cytoplazma - RER , wolne rybosomy, mitochondria, lizosomy, neurofilamenty i neurotubule. Stanowią rozległy obszar synaptyczny neuronu, odbierają dochodzące bodźce i przewodzą je do ciała neuronu

Wypustka osiowa ( akson, neuryt)

• zawsze pojedyncza wypustka - odchodzi w punkcie zwanym wzgórkiem aksonu

• bardzo długa o stałej średnicy

• nie ulega podziałowi na liczne rozgałęzienia

• jedynie pojedyncze gałęzie boczne - bocznice, odchodzące pod katem prostym, w końcowym odcinku - rozgałęzienie ( drzewko końcowe)

• ograniczona typową błona cytoplazmatyczną - błona aksonalna

• jasna uboga w organelle cytoplazma( aksoplazma)

• nieliczne mitochondria, SER, sporadycznie RER,wolne rybosomy

• neurofilamenty i neurotubule

Synapsa chemiczna

komórki nerwowe przeżywają, gdy wytworzą połączenia synaptyczne. Poprzez synapsy neurony przekazują sygnały. Synapsa jest szczególnym rodzajem połączenia międzykomórkowego, umożliwiającego bezpośrednie komunikowanie się komórek, substancja przekaźnikowa wydzielana w precyzyjnie określonym miejscu przez jedną komórkę i odbierana w podobnie ściśle określonym regionie przez drugą, każdy neuron wytwarza około 1000 połączeń

Rodzaje połączeń między neuronami:

• akso-dendrytyczne

• akso-somatyczne

• akso-aksoniczne

Trzy konsekwencje uwolnienia neurotransmiterów z pęcherzyków i związania się ich z receptorami ( synapsa chemiczna)

• komórka docelowa ulega depolaryzacji - otwarcie kanału umożliwiające dyfuzję jonów Na do wnętrza komórki, szybkie przekazywanie pobudzenia przez niewielką grupę przekaźników - acetylocholina i glutaminian

• komórka docelowa ulega hiperpolaryzacji, co pozwala na wniknięcie do komórki małych jonów z ładunkiem ujemnym: kwas gamma - aminomasłowy i glicyna

• zmiana wrażliwości komórki na pobudzenie, gdy przekaźnik zwiąże sie z receptorem nie będącym białkiem kanałowym- powoduje powstanie II- rzędowych substancji przekaźnikowych np. CAMP w komórce docelowej i zmianę ogólnej wrażliwości na depolaryzację - neuromodulacja ( wywoływana przez monoaminy np. dopamina, 5-hydroksytryptamina)

TKANKA GLEJOWA CUN

Tkanka glejowa centralnego układu nerwowego,zachowują zdolność do proliferacji, pochodzenia neuroektodermalnego

1. Glej nabłonkowy - ependymocyty ( glej wyściółkowy) komórki sześcienne, mikrokosmki i 1 -2 rzęski, desmosomy

1. tanycyty ( obok ependymocytów - komory mózgu) są to wyspecjalizowane ependymocyty przy podstawie wypustki - stopki na naczyniach krwionośnych

2. Glej właściwy

• astrocyty; protoplazmatyczne i włókniste

• oligodendrocyty

• filamenty pośrednie - kwaśne włókniste białko glejowe

• funkcja wspierająca, transport cząsteczek i jonów do neuronów

• w razie uszkodzenia CUN proliferują

• regulacja funkcji CUN - dzięki obecności licznych receptorów, odpowiadają na różne bodźce

• absorbują lokalnie uwolnione neurotransmitery, uwalniają białka neuroaktywne np. prekursory enkefalin, somatostatyna

• wchodzą w interakcję z oligodendrocytami ( neksus), regulując syntezę i obrót mieliny - cytokiny

• uczestniczą w tworzeniu bariery krew- mózg

TKANKA GLEJOWA OUN

Komórki satelitarne otaczają ciałka komórek rzekomo jednobiegunowych w zwojach.

Komórki Schwanna, neurolemocyty, lemocyty są komórkami analogicznymi do oligodendrocytów CUN

3. Mezoglej, mikroglej

• pochodzenia mezenchymatycznego, pierwotna funkcja fagocytoza

• ochrona immunologiczna mózgu i rdzenia kręgowego

• wchodzą w interakcję z neuronami i astrocytami, migrują do miejsc obumierania neuronów, gdzie proliferują i fagocytują obumarłe komórki

• podczas histogenezy usuwają obumierające neurony i komórki glejowe, eliminowane drogą apoptozy

• syntetyzują i uwalniają liczne cytokiny

Wysoka aktywność w mózgu pacjentów z AIDS. Wirus HIV-1 nie atakuje neuronów, ale infekuje komórki mikrogleju - synteza cytokin toksycznych dla neuronów

OSŁONKI WŁÓKIEN NERWOWYCH

włókna nerwowe - wypustki kom. nerwowych, biegnące w pęczkach w mózgowiu i rdzeniu kręgowym nazywamy drogami lub traktami. Pęczki włókien w obwodowym układzie nerwowym- nerwy.

Osłonki włókien nerwowych ( mielinę) w CUN tworzą oligodendrocyty, w OUN mielinę tworze lemocyty oraz tworzą osłonkę neurolemalną ( osłonka mielinowa - lipidy i białka błonowe)

MIELINA

Skład białkowy i lipidowy mieliny w CUN I OUN je podobny mielina CUN zawiera więcej sfingomieliny i glikoprotein

Trzy główne białka mieliny:

• MBP ( Myelin Basic Protein) obecne w mielinie CUN i OUN

• PLP ( Proteolipid Protein) obecne jedynie w mielinie CUN

• P₀ ( Protein Zero) jest głównym składnikiem mieliny OUN i stanowi odpowiednik PLP, sięga aż do przestrzeni międzykomórkowej i wchodzi w interakcję z podobna cząsteczką P₀ w celu stabilizacji sąsiednich błon

Białka mieliny są silnymi antygenami i odgrywają ważną rolę w chorobach autoimmunologicznych ( MS w CUN oraz Zespół Guillain- Barr'a w OUN)

CHOROBY DEMIELINIZACYJNE

Integralność mieliny, ale nie aksonu jest zaburzona, oddziałując na przeżycie oligodendrocytów lub integralność osłonki mielinowej

• o podłożu immunologicznym - MS i monofazowa choroba - zapalenie nerwu wzrokowego

• wrodzone- adrenleukodystrofia, postępującej demielinizacji towarzyszy dysfunkcja kory nadnercza. Etiologia_ mutacja genu kodującego białka błony peroksysomów

• metaboliczne - u osób nadużywających alkohol, niedobór wit. B₁₂ powoduje demielinizację aksonów w CUN (rdzeń kręgowy) i OUN

• indukowane wirusem - postępująca wieloogniskowa encefalopatia, spowodowana infekcją wirusem oligodendrocytów u pacjentów z obniżoną odpornością

Multiple sclerosis - Stwardnienie rozsiane

Częste nawroty lub ciągle postępująca dysfunkcja neurologiczna( liczne obszary demielinizacji w CUN - mózg, nerw wzrokowy, rdzeń kręgowy) potwierdzenie immunologicznego podłoża - wzrost IgG w płynie mózgowo-rdzeniowym i nieprawidłowa funkcja limfocytów T)

Epizody neurologicznej dysfunkcji, powodowane przez zmiany w istocie białej, w oddzielnych przestrzeniach

Cechy morfologiczne

• infiltracja komórek zapalnych ( limfocytów T i makrofagów) wewnątrz i wokół zmienionych miejsc

• tworzenie skupisk astrocytów

• napływające limfocyty CD8 i CD4 do zmian wydzielają cytokiny - IL-1, TNF-α, interferonγ

• limfocyty T wydzielają ligand wiążący się z receptorami na oligodendrocytach - programowana śmierć komórek

• przewodzenie w zdemielinizowanych aksonach jest zablokowane

DEGENERACJA I REGENERACJA TKANKI NERWOWEJ

• neurony jako nie dzielące się komórki podlegają degeneracji

• wypustki komórek nerwowych w CUN, w ograniczonym stopniu, są regenerowane dzięki zdolności perikarionu do syntezy

• włókna nerwów obwodowych regenerują jeżeli ich perikariony nie są uszkodzone

• neurony nie wytwarzające połączeń synaptycznych obumierają - transneuronalna degeneracja

• komórki glejowe CUN i OUN dzielą sie mitotycznie

Zmiany w perikarionie po uszkodzeniu włókna

• Chromatoliza - zanik substancji Nissla

• Wzrost objętości perikarionu

• Migracja jądra na obwód perikarionu

Okolica uszkodzenia

• proksymalny i dystalny odcinek aksonu w pobliżu uszkodzenia degeneruje

• wzrost aksonu następuje natychmiast po usunięciu pozostałości po uszkodzeniu przez makrofagi

• makrofagi produkują IL-1 stymulującą lemocyty do syntezy substancji promujących wzrost nerwu

• lemocyty proliferacja, układając sie w kolumnę - droga przebiegu wzrastającego aksonu, aż do narządu efektorowego

Kiedy przerwa między proksymalnym a dystalnym odcinkiem włókna jest zbyt duża ( amputacja), poprzez wzrost nowego włókna nerwowego może tworzyć się zgrubienie lub nerwiak ( neuroma)- spontaniczny ból

Wzrost aksonu 0,5 - 3 mm/dzień

ZAKOŃCZENIA NERWOWE

Zakończenia bezosłonkowych dendrytów - wypustek komórek nerwowych np.czuciowych

• wolne zakończenia nerwowe lub związane ze złożonymi strukturami torebkowymi

• receptory bodźców bólowych, termicznych i mechanicznych ( dotyk,ból)

Wolne zakończenia Nerwowe- nagie dendryty neuronów czuciowych

Ciałka Merkla - wrażliwe na ucisk, występują w warstwie kolczystej do której przylegają nagie zakończenia dendrytu, komórki ciałek Merkla zawierają pęcherzyki i wydzielają neurotransmitery polipeptydowe - VIP (aktywny polipeptyd jelitowy), enkefalinę i pankreostatynę

Otorbione zakończenia nerwowe

Ciałko Meissnera - wrażliwe na wibracje malej częstotliwości, występują w brodawkach skóry właściwej, nieowłosionej skórze opuszków palców, dłoni, podeszew, warg, spojówka, sutków

Ciałko Vatera - Pacciniego ( Blaszkowate) -występują w tkance podskórnej, krezce, torebce stawowej narządach wewnętrznych, wrażliwe na wibracje większych częstotliwości

Ciałko Krausego - wrażliwe na wibracje i położenie przestrzenne sygnału

Ciałko Ruffiniego- wrażliwe na rozciąganie i ucisk, w skórze właściwej, tkance podskórnej błonach śluzowych i torebkach stawowych

ROZWÓJ UKŁADU NERWOWEGO

Grzebienie nerwowe:

• neurony rzekomo jednobiegunowe zwojów międzykręgowych

• glioblasty- lemocyty, komórki satelitarne

• komórki rdzenia nadnerczy

• melanoblasty- melanocyty( melanofory naczyniówki oka)

• komórki C tarczycy i komórki APUD

• mezoglej( z mezenchymy pochodzącej z neuroektodermy)

• mezenchyma głowy i szyi

Warstwa płaszczowa

• glioblasty- komórki glejowe CUN, astrocyty plazmatyczne i włókniste, oligodendrocyty

• neuroblasty- neurony CUN i neurony dwubiegunowe ( siatkówki, nabłonka węchowego)

Warstwa wyściółkowa

• ependymoblasty, tanycyty - glej nabłonkowy

• komórki nabłonkowe splotu naczyniówkowego

• pituicyty- komórki tylnego płata przysadki mózgowej

• pinealocyty - komórki szyszynki

---