Schwannove ćelije

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Schwannova ćelija
1210 Glial Cells of the PNS.jpg
PNS ima satelitske i Schwannove ćelije.
Detalji
Latinski Gliocytus periphericus
Anatomska terminologija

Schwannove ćelije (Gliocytus periphericus) – nazvane po fiziologu Theodoru Schwannu – ili neurolemocite su glavne glijine ćelije perifernog nervnog sistema. Glija ćelije funkcionirfaju kao podrška neurona i u PNS, uključujući i satelitske ćelije, oblažuće mirisne ćelije, crijevnu gliju i gliji koja se nalazi na senzornim nervnim završecima, kao što je Pacinijevo tjelašce. Postoje dvije vrste Schwannovih ćelija: mijelinizirane i nemijelizirane. Mijelinizirane ćelije omotavaju aksone motornih i senzornih neurona za formiranje mijelinske ovojnice. Promotor Schwannovih ćelija se nalazi nizvodno od području ljudskog gena distrofina koji ima skraćeni transkript koji se ponovo sintetizira na tkivno specifičan način.[1][2][3]

Tokom razvoja perifernog nervnog sistema, regulatorni mehanizmi mijelinacije se upravljaju preko povratne interakcije specifičnih gena, koji utiču na transkripciju kaskade i oblikovanje morfologije mijelinskih nervnih vlakana.

Schwannove ćelije su uključene u mnoge važne aspekte funkcije perifernih nervnih vlakana:

Struktura[uredi | uredi izvor]

Shema multipolarne nervne ćelije kičmenjaka
1. Dendrit
2. Akson
3. Ranvijerova suženja (čvorovi)
4. Vršni krajevi aksona
5. Mijelinski omotač (Švanova ćelija, oligodendrocit)
6. Tijelo neurona
7. Jedro

Schwannove su razne glijine ćelije perifernih nervnih vlakana (i mijelinskih i nemijelinskih. U mijelinskim aksonima, Schwannove ćelije čine mijelinsku ovojnicu (vidi gore). Ovaj omotač nije kontinuiran. Pojedine mijelinske Schwannove ćelije pokrivaju oko 100 mikrometara jednog aksona, što iznosi približno 10.000 Schwannovih ćelije po dužini od 1 m aksona. Jazovi između susjednih Schwannovih ćelije nazivaju se čvorovima Ranvijerovi čvorovi.

U ćelijskoj membrani ovih ćelija mnogih vrsta kičmenjaka nalazi se 9-O-acetil GD3 gangliozid, koji je acetilirani glikolipid u ćelijksoj membrani mnogih vrsta kičmenjačkih ćelija. Tokom regeneracije perifernih nerava Šwannove ćelije ispoljavaju 9-O-acetil GD3.

Funkcija[uredi | uredi izvor]

U nervnom sistemu kičmenjaka mijelinski omotač služi kao izolator i oblik smanjenja membrannskog kapaciteta u aksonu. Akcijski potencijal skače od jednog do drugog Ranvijerovog čvora, u procesu koji se naziva poskočna provodljivost, što može povećati brzinu provođenje i do deset puta, bez povećanja aksonskog promjera. U tom smislu, Schwannove ćelije su analozi perifernog oligodendrociti]]ma centralnog nervnog sistema. Međutim, za razliku od oligodendrocita, svaki myelinska Schwannova ćelije pruža izolaciju na samo jednom aksonu (vidi sliku). Ovaj aranžman dopušta poskočno provođenje akcijskih potencijala sa repropagatcijom na Ranvijerovim čvorovima. Na taj način, mielin značajno povećava brzinu provodljivosti i štedi energiju.

Nemijelinske Schwannove ćelije su uključene u održavanje aksona i ključne su za opstanak neurona. Neke grupe oko manjih aksona formiraju Remakove snopove. Kod sisara, mijelinske ovojnice počinju da se formiraju tokom fetusnog razvoja, u spirali oko aksona, ponekad sa čak i sa 100 okretaja. Dobro razvijena Schwannova ćelija je u obliku uvijenog lista papira, sa slojevima mijelina između svakog namotaja. Unutrašnji slojevi, koji su pretežno od membranskog materijala, čine mijelinski ovoj dok je najudaljeniji sloj, sa jedrom i citoplazmom formira neurolemu. Samo mali volumen preostale citoplazme omogućava komunikaciju između unutrašnjeg i vanjskog sloja. To se u histološkoj pretrazi vidi kao Schmidt-Lantermannova incisura.[5] .[potrebna stranica][6]

Regeneracija[uredi | uredi izvor]

Schwannove ćelije su poznati po svojoj ulozi u podršci regeneraciji živaca u PNS, koji se sastoje od mnogih aksonskih mielina po Schwannovim ćelijama. Ako se živac ošteti, Schwannove ćelije pomažu u probavu svojih aksona (fagocitoza). Nakon ovog procesa, ove ćelije mogu izvesti regeneraciju formiranjem vrste tunela koji vodi ka ciljnom neuronu. Patrljak oštećenih aksona je u stanju da niče, a one klice koje rastu kroz tunel Schwannovih ćelija čine to po stopi od oko 1mm/dan u dobrom stanju. Stopa regeneracije se smanjuje s vremenom. Uspješni aksoni stoga može ponovo komunicirati sa mišićima ili organima koje su prethodno imali pod kontrolom uz pomoć Schwannovih ćelija. Međutim, specifičnost se ne održava i greške su česte, posebno kada su u pitanju velike udaljenosti. Zbog svoje sposobnosti da utiču regeneracija aksona , Schwannove ćelije su dobro povezane sa preferencijalnom motorom reinervacijom. Ako je Schwannovim ćelijama onemogućen kontakt sa aksonom, takav akson ugine. Regeneraciju aksona neće dostići bilo koju metu osim ako su prisutne Schwannove ćelije da je podrže i vode ih.[7][8]

Schwannove ćelije su od suštinskog značaja za održavanje zdravih aksona. One proizvode razne faktore, uključujući neurotrofine, ali i prenose bitne molekule do aksona.

Transplantacija[uredi | uredi izvor]

U brojnim eksperimentalnim studijama od 2001. godine, implantirani su Schwannove ćelije u pokušaju da izazovu remijelinaciju kod multiple skleroze pogođenih pacijenata. U proteklom razdobljau, mnoge studije su pokazale pozitivne rezultate i potencijal za transplantaciju Schwannovih ćelije kao terapije za kičmenu moždinu, kao i u pomaganju ponovnog rasta i mijelinacije oštećenih aksonaCNS-a. [7] Transplantacija Schwannovih ćelija, u kombinaciji sa drugim terapijama, kao što su hondroitinaza ABC je također pokazala kao efikasna u funkcijskom oporavki od ozljede kičmene moždine. [9] In the past two decades, many studies have demonstrated positive results and potential for Schwann cell transplantation as a therapy for spinal cord injury, both in aiding regrowth and myelination of damaged CNS axons.[10][11]

Važni geni za formiranje Schwannovih ćelija[uredi | uredi izvor]

Sox10[uredi | uredi izvor]

SOX10 je transkripcijski faktor koji je aktivan tokom embrionskog razvoja, a ipostoji obilje dokaza da je neophodan za proizvodnju glijinih loza iz ćelija grebena debla. Kada je kod miševa inaktiviran SOX10, ne razvijaju se prekursori satelitske glije i Schwannovih ćelija, iako se neuroni se obično generiraju bez problema. U nedostatku SOX10, ćelije nervnog grebena prežive i imaju slobodu da stvaraju neurone, ali je blokirana specifikacija glija. Smatra se da SOX10 može uticati na prekursor rane glije, odgovorni za neuregulin 1. .[12][13] When SOX10 is inactivated in mice, satellite glia and Schwann cell precursors fail to develop, though neurons are generated normally without issue.[12]

Neuregulin 1[uredi | uredi izvor]

Neuregulin 1 (NRG1) djeluje na brojne načine da pospješi nastanak i osigura opstanak nezrelih Schwannovih ćelija. U toku embrionskog razvoja, NRG1 inhibira stvaranje neurona iz ćelija neurvnog grebena, a umjesto toga doprinosi njegovim ćelijama prelaz na put do gliogeneze. NRG1 signalizacija , međutim, nije potrebna za diferencijaciju glije iz nervnog grebena.[14][15] NRG1 ima važnu ulogu u razvoju izvedenica nervnog grebena. Potrebno je da nervne ćelije grebena migrirajusa prethodnog mjestu u leđnom korijenu ganglija u ventralne regije simpatičke gangliogeneze. To je također bitan akson-izvedeni faktor opstanka i mitogen za prekursor Schwannovih ćelija. Nalaze se u leđnom korijenu ganglija i motornih neurona u trenutku kada prekursor Schwannovih ćelija počne popunjavanje kičmenih živaca i stoga utiče na preživljavanje Schwannovih ćelija u embrionskim živcima. Vjerovatno je da su transmembranska III izoforma primarni varijanta NRG1, koja je odgovorna za opstanak signala. U miševa koji nemaju transmembransku III izoformu, ćelije prekursora Schwannovih ćelija su na kraju eliminirane iz kičmenih živaca.[16] It is also an essential axon-derived survival factor and a mitogen for Schwann cell precursors.[17] It is found in the dorsal root ganglion and motor neurons at the point in time that Schwann cell precursors begin to populate spinal nerves and therefore influences Schwann cell survival.[15][18]

Kritični geni za formiranje mijelinske ovojnice[uredi | uredi izvor]

P0[uredi | uredi izvor]

Mijelinski protein nula (P0) je ćelijska adhezijska molekula iz natporodice imunoglobulina i glavna komponenta perifernog mijelina, gdje čini više od 50% ukupnih proteina ovojnice. P0 je pokazao da je od suštinskog značaja za formiranje kompaktnog mijelina, jer su P0 nula mutanti (P0-) miševi imali ozbiljno nenormalnu perifernu mijelinaciju. To se dogodilo, iako je pokrenuta mijelinacija aksona velikog kalibra u P0- miševa, rezultirajući vrlo tankim i loše zbijenim slojevima mijelina. Neočekivano, P0- miševi su pokazali degeneracije i aksona i njihove okolne mijelinske ovojnice, što ukazuje na to da P0 ima ulogu u održavanju strukturnog integriteta i formiranju mijelina i aksona s kojim je u vezi. P0- miševi razvili su manjkavosti u ponašanju oko dvije sedmice starosti, kada su miševa počeli da pokazivati znake blagog drhtanja. Tokom razvoja organizma pojavila se i ukupna nekoordinisanost, dok je drhtanje postalo oštrije, a neki stariji miševi se su imali vidno grčenje. Uprkos nizu poremećaja ponašanja pokreta, kod životinja nije bilo paralize. P0 je također izrazio važan gen početkom razvoja Schwannove ćelijske loze, tako što prekursor, nakon diferencijacije migriranih ćelija nervnog grebena unutar embriona u razvoju. .[19][20] P0 has been shown to be essential for the formation of compact myelin, as P0 null mutant (P0-) mice showed severely aberrant peripheral myelination.[21]

Krox-20[uredi | uredi izvor]

[22] Transkripcijski faktori koji su uključeni u mijelinizaciju pomoću Schwannovih ćelija

Nekoliko važnih faktora transkripcije su također uključeni u različite faze razvoja funkcije Schwannovih ćelija iz nezrelog do zrelog stadija. Krox-20 je jedan od nezaobilaznih faktora transkripcije, koji se ispoljava tokom procesa mijelinacije. To je opći transkripcije faktor cinkov prst, sa ekspresijom u rombomerama 3 i 5.

[icon] Ova sekcija zahtijeva preuređivanje.

Krox-20 se smatra kao jedan od glavnih regulatora mijelinacije PNS i je važan odvijanju transkripcije specifičnih strukturnih proteina u mijelinu. Dokazano je da kontrolira set gena odgovornih za ometanje ove funkcije u aksonima, mijenjajući ga od pro-mijelinacijskog na mijelinacijsko stanje. Na taj način, zabilježeno je da Krox-20 kod dvostruko knock outiranih miševa, segmentacija zadnjeg mozga utiče kao i na mijelinaciju aksona koji su povezani sa Schwannovim ćelijama. Kod tih miševa, Schwannove ćelije ne mogu obavljagti pravilnu mijelinaciju, jer završavaju samo svojwe citoplazmatske procese oko aksona. Unatoč tome, oni se i dalje ispoljavaju kao ranomijelinski marker, a geni kasnomijelinskog proizvoda su odsutni . Osim toga, nedavne studije su također dokazale važnost ovog faktora transkripcije u održavanju mijelinaciskog fenotipa (koji zahtijeva zajedničko ispoljavanje i Sox 10) jer inaktivacija dovodi do dediferencijacije u Schwannove ćelije.[23]

Klinički značaj[uredi | uredi izvor]

Schwanove ćelije su podložne nizu neuropatijskih bolesti, kao što su Charcot-Marie-Tooth bolest (CMT), Guillain-Barre sindrom (GBS, akutna upala demijelinizacijskog tipa poliradikulopatije), Švanomatoza i hronična upalna demijelinizacijska polineuropatija (CIDP) i gube.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Referenc[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2003): Biologija 1, Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-592-6.
  2. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
  3. ^ Berberović Lj., Hadžiselimović R., Dizdarević I. (1986): Medicinska antropologija. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 86-01-00364-8.
  4. ^ Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
  5. ^ Kalat, James W. Biological Psychology, 9th ed. USA: Thompson Learning, 2007. 
  6. ^ http://www.liv.ac.uk/~rbj/RBJ/rbjteaching/Schwann%20Cells.htm.
  7. ^ Bhatheja, Kanav; Field, Jeffrey (2006). "Schwann cells: Origins and role in axonal maintenance and regeneration". The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 38 (12): 1995–9. PMID 16807057. doi:10.1016/j.biocel.2006.05.007. 
  8. ^ Carlson, Neil R. Physiology of Behavior, 9th ed. USA: Pearson Education, Inc., 2007.[potrebna stranica]
  9. ^ "First surgical transplant attempted to repair myelin". Inside MS. 2001. 
  10. ^ Oudega, Martin; Xu, Xiao-Ming (2006). "Schwann Cell Transplantation for Repair of the Adult Spinal Cord". Journal of Neurotrauma 23 (3–4): 453–67. PMID 16629629. doi:10.1089/neu.2006.23.453. 
  11. ^ Fouad, Karim; Lisa Schnell; Mary B. Bunge; Martin E. Schwab; Thomas Liebscher; Damien D. Pearse (2 February 2005). "Combining Schwann Cell Bridges and Olfactory-Ensheathing Glia Grafts with Chondroitinase Promotes Locomotor Recovery after Complete Transection of the Spinal Cord". The Journal of Neuroscience 25 (5): 1169–78. PMID 15689553. doi:10.1523/JNEUROSCI.3562-04.2005. Pristupljeno 15 May 2013. 
  12. ^ a b Britisch, S. et al. "The transcription factor Sox10 is a key regulator of peripheral glial development.". Genes Dev. 15: 66–78. 
  13. ^ Paratore, C., Goerich, D. E., Suter, U., Wegner, M. & Sommer, L. "Survival and glial fate acquisition of neural crest cells are regulated by an interplay between the transcription factor Sox10 and extrinsic combinatorial signalling.". Development 128: 3949–3961. 
  14. ^ Shah, N. M., et al. (1994). "Glial growth factor restricts mammalian neural crest stem cells to glial fate.". Cell 77: 349–360. 
  15. ^ a b Jessen, K. R. and Misky, R. (2005). "The origin and development of glial cells in peripheral nerves.". Nature Reviews 6: 671–682. 
  16. ^ Britisch, S., et al. (1998). "The ErbB2 and ErbB3 receptors and their ligand, neuregulin-1 are essential for development of the sympathetic nervous system.". Genes Dev. 12: 1825–1836. 
  17. ^ Dong, Z., et al. (1995). "NDF is a neuron-glia signal and regulates survival, proliferation, and maturation of rat Schwann cell precursors.". Neuron 15: 585–596. 
  18. ^ Wolpowitz, D., et al. (2000). "Cysteine-rich domain isoforms of the neuregulin-1 gene are required for maintenance of peripheral synapses.". Neuron 25: 79–91. 
  19. ^ Greenfield, S.; Brostoff, S.; Eylar, E. H.; Morell, P. (1973). "Protein composition of myelin of the peripheral nervous system". Journal of Neurochemistry 20 (4): 1207–1216. 
  20. ^ Lemke, G. (1988). "Unwrapping the genes of myelin". Neuron 1 (7): 535–543. 
  21. ^ Geise, K.; Martini, R.; Lemke, G; Soriano, P.; Schachner, M. (1992). "Mouse P0 Gene Disruption Leads to Hypomyelination, Abnormal Expression of Recognition Molecules, and Degeneration of Myelin and Axons". Cell 71: 565–576. 
  22. ^ Salzer, James (2015). "Schwann cell myelination". Cold Spring Harb Perspect. 
  23. ^ Topilko, Piotr; Schneider-Maunoury, Sylvie; Levi, Giovanni; Baron-Van Evercooren, Anne; Chennoufi, Amina Ben Younes; Seitanidou, Tania; Babinet, Charles; Charnay, Patrick (1994-10-27). "Krox-20 controls myelination in the peripheral nervous system". Nature (jezik: engleski) 371 (6500): 796–799. doi:10.1038/371796a0. 

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]