Neiroglija: glijas šūnas un to uzdevumi

Centrālajā nervu sistēmā izšķir četrus galvenos glijas veidus. Astrocīti (astrocytus) ir zvaigžņveida šūnas ar daudziem izaugumiem, kas aptver gan asinsvadus, gan sinapses. Oligodendrocīti (oligodendrocytus) veido mielīna apvalku ap aksoniem. Mikroglija (microglia) ir mazas, kustīgas šūnas ar imūno funkciju. Ependimocīti (ependymocytus) izklāj smadzeņu kambarus un muguras smadzeņu centrālo kanālu.

Perifērajā nervu sistēmā glijas šūnas ir citas. Švāna šūnas (neurolemmocytus) veido mielīnu ap perifēro nervu šķiedrām vai vienkārši aptver nemielinizētās šķiedras. Mantijas šūnas apņem nervu mezglu neironu ķermeņus un uztur to vidi.

Astrocīts ir daudzfunkcionālākā glijas šūna. Tā izaugumu galiņi, ko sauc par kājiņām, cieši aptver smadzeņu kapilārus un veido nepārtrauktu slāni starp asinsvadu un nervu audiem. Pati asins un smadzeņu barjera fiziski atrodas kapilāra endotēlija blīvajos savienojumos, taču tieši astrocīti liek endotēlijam šos savienojumus uzturēt un regulē to caurlaidību.

Otrs astrocītu uzdevums ir ķīmiskā tīrīšana. Pēc katra nervu impulsa sinapses spraugā paliek neiromediators un ap aksonu uzkrājas kālija joni. Astrocīti tos savāc, glutamātu pārvērš glutamīnā un atdod neironam atpakaļ nekaitīgā veidā. Ja šis mehānisms salūst, glutamāts uzkrājas un kļūst toksisks; šo parādību sauc par eksitotoksicitāti, un tā ir viena no šūnu bojāejas gaitām insulta gadījumā.

Treškārt, astrocīti regulē asins plūsmu. Kad kāds smadzeņu apvidus kļūst aktīvāks, astrocīti nodod signālu tuvējiem asinsvadiem, un tie paplašinās. Tieši uz šo saikni starp aktivitāti un asins plūsmu balstās funkcionālā magnētiskā rezonanse, tātad praktiski katrs smadzeņu aktivitātes attēls netieši mēra arī astrocītu darbu.

Mielīns ir daudzkārt aptīts šūnas membrānas slānis ap aksonu. Tas darbojas kā izolators un ļauj impulsam lēkt no viena pārtraukuma uz nākamo, nevis lēni ripot pa visu šķiedras garumu. Šos pārtraukumus sauc par Ranvjē mezgliem, un tieši tajos ir koncentrēti nātrija kanāli.

Atšķirība starp abiem mielīna veidotājiem ir praktiski svarīga. Oligodendrocīts sniedz izaugumus vairākiem aksoniem vienlaikus, bet pats netiek līdzi katram atsevišķi. Švāna šūna veltī sevi vienam aksona posmam un aptinas ap to pilnībā, turklāt saglabā ārējo citoplazmas slāni ar šūnas kodolu.

Tieši no šīs atšķirības izriet atšķirīgā atjaunošanās spēja. Pēc perifēra nerva bojājuma Švāna šūnas veido vadošu kanālu, pa kuru aksona atauga var izaugt atpakaļ uz mērķi, un daļēja atjaunošanās ir reāla. Centrālajā nervu sistēmā oligodendrocīti šādu kanālu neveido, un astrocītu veidotā glijas rēta papildus kavē aksona augšanu.

Mikroglija atšķiras no pārējām glijas šūnām jau ar savu izcelsmi: tās priekšteči ieceļo smadzenēs agrīnā embrionālā attīstībā no asinsrades cilmes līnijas, nevis no nervu caurules. Tādēļ mikroglija būtībā ir smadzenēs apmetušās makrofāgu rindas šūnas.

Miera stāvoklī mikroglijas šūna nav pasīva. Tās plānie izaugumi nepārtraukti kustas un pārbauda apkārtējo telpu, tā ka visas smadzenes tiek apskatītas atkal un atkal. Konstatējot bojātu šūnu, mikrobu vai nevajadzīgu sinapsi, šūna maina formu, kļūst apaļāka un sāk fagocitozi.

Attīstības laikā mikroglija veic sinapšu atlasi, noņemot tās, kas tiek maz izmantotas. Šis process, ko sauc par sinapšu apgriešanu, ir būtisks smadzeņu nobriešanai pusaudža gados. Tajā pašā laikā pārmērīga vai nevietā notiekoša mikroglijas aktivitāte tiek saistīta ar neirodeģeneratīvām slimībām, un šī divējādā loma pašlaik ir viena no aktīvāk pētītajām tēmām neirozinātnē.

• Pastāvīga audu apskate ar kustīgiem izaugumiem.
• Bojātu šūnu un mielīna atlieku aizvākšana.
• Iekaisuma vielu izdale un asinsrites imūnšūnu piesaiste.
• Liekās sinapses apgriešana attīstības laikā.
• Rētas veidošanās atbalstīšana kopā ar astrocītiem pēc bojājuma.

Lielākā daļa glijas šūnu rodas no tās pašas nervu cilmes šūnu līnijas, kas dod neironus, tikai vēlāk. Vispirms veidojas neironi, pēc tam glija, un tieši glijas šūnas turpina vairoties arī pēc dzimšanas. Mielinizācija sākas pirmsdzemdību periodā un turpinās gadiem: pēdējie mielinizējas pieres daivas ceļi, un šis process noslēdzas tikai jaunā pieaugušā vecumā.

Tas labi saskan ar to, ko var novērot ikdienā: mazam bērnam kustības ir neveiklas, jo vadītspēja vēl ir lēna, bet pusaudzim vēl nav pilnībā nobriedusi impulsu kontrole. Vecumā mielīna apvalks pamazām zaudē blīvumu, un vadīšanas ātrums nedaudz samazinās, kas daļēji izskaidro lēnāku reakcijas laiku.

Priekšlaicīgi dzimušiem bērniem tieši glijas šūnu priekšteči ir īpaši jutīgi pret skābekļa trūkumu, un tas ir viens no iemesliem, kāpēc agrīna dzemdību vecuma bojājumi bieži skar tieši balto vielu.

Glijas slimību loks ir plašs un ietver gan iekaisumu, gan audzējus, gan iedzimtus vielmaiņas traucējumus. Multiplā skleroze ir centrālās nervu sistēmas mielīna imūna bojāeja ar simptomiem, kas mainās laikā un vietā: redzes traucējumi vienā acī, nejutīgums, nestabila gaita. Gijēna un Barē sindroms skar perifēro mielīnu un izpaužas ar augšupejošu muskuļu vājumu, kas ir neatliekams stāvoklis.

Audzēju grupā galvenie ir gliomas, kuru gaita ir ļoti atšķirīga atkarībā no šūnas tipa un molekulārā profila. Iedzimto slimību grupā ir leikodistrofijas, kurās mielīns veidojas nepareizi vai priekšlaikus sabrūk.

Ar šīm slimībām nodarbojas neirologs, bērniem bērnu neirologs, audzēju gadījumā neiroķirurgs kopā ar onkologu. Brīdinājuma pazīmes, kuru dēļ nekavējoties jāmeklē palīdzība, ir pēkšņs vienas puses vājums, runas traucējumi, pēkšņs redzes zudums, strauji progresējošs kāju vājums un pirmā mūžā piedzīvotā krampju lēkme.

Tieši saskatīt glijas šūnas parastajā klīniskajā izmeklēšanā nav iespējams, tāpēc vērtē to darba rezultātu. Magnētiskā rezonanse ir galvenā metode: tā labi parāda mielīna zudumu baltajā vielā un ar kontrastvielu izceļ vietas, kur barjera ir kļuvusi caurlaidīga, tātad kur norit aktīvs iekaisums.

Vadītspējas pārbaude ar elektroneirogrāfiju ļauj atšķirt mielīna bojājumu no aksona bojājuma: pirmajā gadījumā impulss ceļo lēni, otrajā samazinās atbildes amplitūda. Izsaukto potenciālu pētījumi to pašu principu izmanto redzes un dzirdes ceļiem. Cerebrospinālā šķidruma izmeklēšanā meklē iekaisuma pazīmes un olbaltumvielu joslas, kas liecina par imūnu procesu nervu sistēmā. Audzēja gadījumā galavārds pieder audu izmeklēšanai, kurā mūsdienās obligāti iekļauj arī molekulāros marķierus.

1. Neirologa izmeklēšana: refleksi, jutība, koordinācija, redze.
2. Magnētiskā rezonanse ar kontrastvielu, lai atšķirtu vecus un aktīvus perēkļus.
3. Elektroneirogrāfija, ja aizdomas par perifēru mielīna bojājumu.
4. Cerebrospinālā šķidruma izmeklēšana atsevišķos gadījumos.
5. Audu un molekulārā izmeklēšana, ja atrasts audzējs.

Vienu pretrunu glijas pētniecībā ir vērts zināt ikvienam, kas interesējas par muguras smadzeņu traumu ārstēšanu. Glijas rēta, ko pēc bojājuma veido astrocīti, ilgi tika uzskatīta par galveno šķērsli aksonu ataugšanai, un pētnieki meklēja veidus, kā to novērst. Vēlākie darbi parādīja, ka viss nav tik vienkārši: rēta vienlaikus ierobežo bojājuma izplatīšanos un norobežo iekaisumu, un tās pilnīga likvidēšana rezultātu var arī pasliktināt.

Otrs mazāk zināms fakts attiecas uz miegu. Smadzenēs darbojas šķidruma plūsmas sistēma gar asinsvadiem, kurā ūdens pārvietošanos nodrošina astrocītu kājiņās esošie ūdens kanāli. Pētījumi liecina, ka miega laikā starpšūnu telpa smadzenēs kļūst plašāka un vielmaiņas atlieku izskalošana kļūst efektīvāka. Tas dod fizioloģisku pamatu senai novērojumu virknei par miega nozīmi smadzeņu veselībā, lai gan precīzs mehānisma apjoms cilvēkam joprojām tiek pētīts.