Schwannova buňka - Schwann cell

Schwannova buňka
1210 Gliových buněk souboru PNS.jpg
PNS má satelitní buňky a Schwannovy buňky.
Identifikátory
Pletivo D012583
FMA 62121
Anatomické termíny neuroanatomie

Schwannovy buňky nebo neurolemmocytes (pojmenoval německý fyziolog Theodor Schwann ) jsou hlavním glie z periferního nervového systému (PNS). Gliové buňky fungují tak, že podporují neurony a v PNS, zahrnují také satelitní buňky , čichové obalovací buňky , enterické glie a glie, které se nacházejí na senzorických nervových zakončeních, jako je paket Pacinian . Dva typy Schwannových buněk jsou myelinizační a nemyelinizační. Myelinizační Schwannovy buňky obalují axony motorických a senzorických neuronů a vytvářejí myelinový obal. V downstream je přítomen promotor Schwannových buněkoblast genu pro lidský dystrofin, která poskytuje zkrácený transkript, který je opět syntetizován způsobem specifickým pro tkáň.

Během vývoje PNS jsou regulační mechanismy myelinizace řízeny dopřednou interakcí specifických genů, ovlivňující transkripční kaskády a tvarující morfologii myelinizovaných nervových vláken.

Schwannovy buňky jsou zapojeny do mnoha důležitých aspektů periferního nervu biologie-vodivost nervových vzruchů podél axonů , vývoj nervové a regeneraci , trofické podpory neuronů , produkci nervové extracelulární matrix, modulace neuromuskulární synaptické aktivity, a prezentaci antigenů na T -lymfocyty .

Charcot – Marie – Tooth disease , Guillain – Barré syndrom (akutní zánětlivá demyelinizační polyradikulopatie), schwannomatóza , chronická zánětlivá demyelinizační polyneuropatie a malomocenství jsou neuropatie zahrnující Schwannovy buňky.

Struktura

Struktura typického neuronu
Schwannovy buňky omotané kolem axonu

Schwannovy buňky jsou různé gliové buňky, které udržují periferní nervová vlákna (myelinovaná i nemyelinovaná) naživu. V myelinizovaných axonech tvoří Schwannovy buňky myelinové pochvy. Plášť není souvislý. Jednotlivé myelinizační Schwannovy buňky pokrývají přibližně 1 mm axonu-což odpovídá přibližně 1000 Schwannovým buňkám podél 1 m délky axonu. Mezery mezi sousedními Schwannovými buňkami se nazývají Ranvierovy uzly .

9-O-Acetyl GD3 gangliozid je acetylovaný glykolipid, který se nachází v buněčných membránách mnoha typů buněk obratlovců. Během regenerace periferních nervů je 9-0-acetyl GD3 exprimován Schwannovými buňkami.

Funkce

Obratlovců nervový systém se spoléhá na myelinové pochvy pro izolaci a jako způsobu snížení membrány kapacitní v axonu. Akční potenciál skáče z uzlu do uzlu, v procesu zvaném saltatory , což může zvýšit vodivou rychlost až 10 krát, a to bez zvýšení axonální průměru. V tomto smyslu, Schwannovy buňky PNS lidové analogy centrálního nervového systému ‚s oligodendrocytů . Na rozdíl od oligodendrocytů však každá myelinizační Schwannova buňka poskytuje izolaci pouze jednomu axonu (viz obrázek). Toto uspořádání umožňuje slané vedení akčních potenciálů s repropagací v uzlech Ranvier. Tímto způsobem myelinizace výrazně zvyšuje rychlost vedení a šetří energii.

Nemyelinizační Schwannovy buňky se podílejí na udržování axonů a jsou klíčové pro přežití neuronů. Někteří se seskupují kolem menších axonů ( externí obrázek zde ) a tvoří Remakovy svazky .

Myelinizační Schwannovy buňky začínají u savců během vývoje plodu a myelinového pouzdra vytvářet spirálu kolem axonu, někdy až se 100 otáčkami. Dobře vyvinutá Schwannova buňka má tvar srolovaného listu papíru s vrstvami myelinu mezi každou cívkou. Vnitřní vrstvy obalu, které jsou převážně z membránového materiálu, tvoří myelinový obal, zatímco vnější vrstva jaderné cytoplazmy tvoří neurilemma . Pouze malý objem zbytkové cytoplazmy umožňuje komunikaci mezi vnitřní a vnější vrstvou. To je histologicky vnímáno jako odpočinek Schmidt-Lantermann .

Regenerace

Schwannovy buňky jsou známé svou rolí při podpoře regenerace nervů . Nervy v PNS se skládají z mnoha axonů myelinizovaných Schwannovými buňkami. Pokud dojde k poškození nervu, Schwannovy buňky pomáhají při trávení jeho axonů ( fagocytóza ). Po tomto procesu mohou Schwannovy buňky vést regeneraci vytvořením typu tunelu, který vede směrem k cílovým neuronům. Tento tunel je znám jako pás Büngnera , vodicí stopa regenerujících se axonů, která se chová jako endoneurální trubice. Pahýl poškozeného axonu je schopen vyklíčit a ty klíčky, které prorůstají „tunelem“ Schwannových buněk, to dělají za dobrých podmínek rychlostí kolem 1 mm/den. Rychlost regenerace klesá s časem. Úspěšné axony se tedy mohou znovu spojit se svaly nebo orgány, které dříve ovládali pomocí Schwannových buněk, ale specificita není zachována a chyby jsou časté, zvláště pokud jde o dlouhé vzdálenosti. Díky své schopnosti ovlivňovat regeneraci axonů byly Schwannovy buňky připojeny také k preferenční motorické reinervaci . Pokud se Schwannovým buňkám zabrání spojit se s axony, axony zemřou. Regenerační axony nedosáhnou žádného cíle, pokud tam nejsou Schwannovy buňky, které je podporují a vedou . Bylo prokázáno, že jsou před růstovými kužely .

Schwannovy buňky jsou nezbytné pro udržení zdravých axonů. Produkují řadu faktorů, včetně neurotrofinů , a také přenášejí základní molekuly do axonů.

Schwannova buňka.
Schwannova buňka v kultuře.

Genetika

Tvorba Schwannovy buňky

Sox10

SOX10 je transkripční faktor aktivní během embryonálního vývoje a četné důkazy naznačují, že je nezbytný pro generování gliových linií z buněk lišty kmene. Když je SOX10 inaktivován u myší, satelitní glia a prekurzory Schwannových buněk se nevyvíjejí, ačkoli neurony jsou normálně generovány bez problémů. V nepřítomnosti SOX10 buňky neurální lišty přežívají a mohou volně generovat neurony, ale gliová specifikace je blokována. SOX10 může ovlivnit časné gliové prekurzory reagovat na neuregulin 1 (viz níže).

Neuregulin 1

Neuregulin 1 (NRG1) působí mnoha způsoby, jak podporuje tvorbu, tak zajišťuje přežití nezralých Schwannových buněk. Během embryonálního vývoje NRG1 inhibuje tvorbu neuronů z buněk neurální lišty, místo toho přispívá k tomu, že buňky neurální lišty jsou vedeny po cestě ke gliogenezi. Signalizace NRG1 však není pro gliové odlišení od neurální lišty nutná.

NRG1 hraje důležitou roli ve vývoji derivátů neurální lišty. Je nutné, aby buňky neurální lišty migrovaly kolem místa ganglií dorzálních kořenů, aby našly ventrální oblasti sympatické gangliogeneze. Je také základním faktorem přežití odvozeným od axonů a mitogenem pro prekurzory Schwannových buněk. V ganglionu dorzálních kořenů a motorických neuronech se nachází v okamžiku, kdy prekurzory Schwannových buněk začínají osídlovat spinální nervy, a proto ovlivňují přežití Schwannových buněk. V embryonálních nervech je izoforma transmembrána III pravděpodobně primární variantou NRG1 odpovědného za signály přežití. U myší, kterým chybí izoforma transmembrány III, jsou prekurzory Schwannových buněk nakonec odstraněny z míšních nervů.

Tvorba myelinové pochvy

P0

Myelinový protein nula (P0) je molekula buněčné adheze patřící do superrodiny imunoglobulinů a je hlavní složkou periferního myelinu, která tvoří více než 50% celkového proteinu v pochvě. Ukázalo se, že P0 je nezbytný pro tvorbu kompaktního myelinu, protože myši s nulovou mutací P0 (P0-) vykazovaly silně aberantní periferní myelinizaci. Přestože byla u myší P0- zahájena myelinizace axonů velkého kalibru, výsledné vrstvy myelinu byly velmi tenké a špatně zhutněné. Myši P0- neočekávaně také vykazovaly degeneraci obou axonů a jejich obklopujících myelinových obalů, což naznačuje, že P0 hraje roli při udržování strukturální integrity jak tvorby myelinu, tak axonu, se kterým je spojen. U myší P0 došlo k deficitům chování přibližně ve věku 2 týdnů, kdy myši začaly vykazovat známky mírného chvění. Hrubá nekoordinovanost také vznikala, jak se zvířata vyvíjela, zatímco chvění se stávalo vážnějším a některé starší myši vyvinuly křečové chování. Navzdory řadě poruch motorického chování nebyla u těchto zvířat pozorována žádná paralýza. P0 je také důležitý gen exprimovaný brzy v linii Schwannových buněk, exprimovaný v prekurzorech Schwannových buněk po diferenciaci od migrujících buněk neurální lišty uvnitř vyvíjejícího se embrya.

Krox-20

Rovněž je vyjádřeno několik důležitých transkripčních faktorů, které jsou zapojeny v různých fázích vývoje a mění vlastnosti Schwannových buněk z nezralého do zralého stavu. Jedním nepostradatelným transkripčním faktorem exprimovaným během myelinačního procesu je Krox-20. Jedná se o obecný transkripční faktor zinek-prst a je vyjádřen v kosočtvercích 3 a 5.

Krox-20 je považován za jeden z hlavních regulátorů myelinizace PNS a je důležitý pro řízení transkripce specifických strukturních proteinů v myelinu. Bylo prokázáno, že kontroluje soubor genů odpovědných za interferenci s touto funkcí v axonu a mění jej z pro-myelinizačního do myelinizačního stavu. Tímto způsobem bylo u myší Krox-20 s dvojitým knock-outem zaznamenáno, že je ovlivněna segmentace zadního mozku a také myelinace axonů spojených se Schwannovými buňkami. U těchto myší nejsou Schwannovy buňky skutečně schopny správně provádět myelinaci, protože obalují své cytoplazmatické procesy pouze o jeden a půl otáčky kolem axonu a navzdory skutečnosti, že stále exprimují raný myelinový marker, chybí produkty pozdního myelinového genu . Nedávné studie navíc také prokázaly důležitost tohoto transkripčního faktoru pro udržení myelinačního fenotypu (a vyžaduje společnou expresi Sox 10), protože jeho inaktivace vede k dediferenciaci Schwannových buněk.

Klinický význam

Charcot – Marie – Tooth disease (CMT), Guillain – Barré syndrom (GBS, akutní zánětlivá demyelinizační polyradikulopatie), schwannomatóza a chronická zánětlivá demyelinizační polyneuropatie (CIDP), malomocenství a virus Zika jsou neuropatie zahrnující Schwannovy buňky.

Transplantace

Řada experimentálních studií od roku 2001 implantovala Schwannovy buňky ve snaze vyvolat remyelinizaci u pacientů postižených roztroušenou sklerózou . V posledních dvou desetiletích mnoho studií prokázalo pozitivní výsledky a potenciál transplantace Schwannových buněk jako terapie poranění míchy, a to jak při podpoře opětovného růstu, tak při myelinaci poškozených axonů CNS. Transplantace Schwannových buněk v kombinaci s jinými terapiemi, jako je Chondroitinase ABC, se také ukázaly jako účinné při funkčním zotavení z poranění míchy.

Viz také

Reference

externí odkazy