Tänään huomasin tämän vuoden väitöskirjoissa Helene Anderssonin väitöskirjan englantilaiselta nimeltään
Reactive gliosis in the injured brain. The effect of cell communication and Nrf2-mediated cellular defence. Väitöshetki on ollut 4. maaliskuuta ja ISBN numero on 978-91-628-8242-6.
Kirjan taustaosassa käsitellään hermokudoksen solujoukkoa,
neuronit ja gliasolut.
Gliasolukossa erotetaan nykyisin neljän eri tyypin soluja. Kirjan piirroksessa esitetään miten nämä solut suhtautuvat keskenään:
oligodendroglia kiertää kalvoulokkeillaan myeliinituppea
neuronin aksonin ympärille ja isoloi sitä parantaen aksonin impulssinjohtonopeutta.
Astroglia tekee ulokkeillaan kontakteja neuronaalisiin synapseihin ja toisaalta taas verisuoniin päin osallistuen veriaivoesteen (BBB) muodostamiseen
Aktivoituneet
mikrogliat vastaavat miljöön haasteisiin ja voivat muuntua aivojen maksofageiksi,
Gliasoluja on 10- 50 kertaa niin paljon kuin neuroneja.
Sitten mainitaan
NG2- tekijää ilmentävät solut neljäntenä gliasolutyyppinä. Niitä sanotaan myös
polydendrosyyttisoluiksi .
- NG2-solut POLYDENDROSYYTIT
Ne assosioidaan lähinnä oligodendrogliasolujen progeniittorisoluiksi, joiden ilmeneminen vähenee solun kypsymisen myötä. Mutta nykytietämyksen mukaan NG2-solut voivat aiheuttaa myös neuronin tai astrosyytin syntymistä (Alonso 2005, Tatsumi 2005, Zhu 20089.
Aikuisaivostossa
NG2-solujen funktiota ei ole vielä selvitetty. Kuitenkin niillä on reseptoreita hermoimpulssin välittäjäaineille ja niillä on myös jonikanavia, joiden kautta ne voivat olla vuorovaikutuksessa ympäröiviin soluihin. Sitäpaitsi juuri NG2-solut ovat ainoat gliasolut, joiden on havaittu muodostavan synaptisia kontakteja neuronien aksoneihin, mainitsee Bergles et al. 2010.
Nämä NG2-solut ilmentävät
kondroitiinisulfaattiproteoglykaania NG2. Näitä soluja on vasta viime vuosina alettu pitää gliasoluina(Peters 2004, Trotter at al 2010). Niitä on 5- 15% aikuisaivoston non-neuronaalisista soluista ja niitä esiintyy sekä harmaassa että valkoisessa aineessa. Morfologialtaan ne ovat mitä haaroittuneimpia ja sellaisen satelliittimorfologian takia niitä sanotaankin polydendrosyyteiksi(Nishiyama et al 2009).
Nimi tarkoittaa sitä että niillä on vain harvoja( =oligo) haarakkeita (dendron). Ne ovat muodostuneet edeltäjäsoluista, jotka ilmentävät NG2 ( proteoglykaani NG2). Oligodendrogliasolut ovat erikoistuneita siten, että ne kietoutuvat tiiviisti omalla solukalvollaan neuronisolujen aksonien ympärille. Täten ne myelinisoivat aksonia ja neuroni pystyy johtamaan paremmin elektrisiä impulsejaan, aktiopotentiaalejaan, sellaisen isoloivan kaapelirakennelman avulla. Oligodendrogliat pystyvät myelinisoimaan useita aksoneja samanaikaisesti. Tämä myös selittää senkin, miksi oligodendroglioja on eniten aivojen valkoisessa aineessa.
Mikrogliat ovat aivojen vartijoita,
The Brain Guardians. Niillä on avainosuus aivoston immuunipuolustuksessa (Streit 2002, Hanisch, Kettenmann 2007). Glia-populaatiosta niitä on 5- 20% kypsissä aivoissa. Eniten niitä on harmaassa aineessa ( Lawson et al 19909. Mikrogliat ovat hyvin haaroittuneita fysiologisissa oloissa ja niitten ulokkeet ovat pieniä. Niitä on kautta aivojen eri domaanien ( non-overlapping). Niissä on jonikanavia. Niissä on myös hermonvälittäjäainereseptoreita. Näistä johtuen ne voivat tuntea aivoston homeostaasissa tapahtuvia muutoksia. Mutta ei vieläkään tiedetä, miten mikrogliat kommunikoivat Niissä ei ole funktionaalisia gap-junktioita fysiologisesti kuten taas astroglioissa on. Vain aktivoituneissa mikroglioissa patologisissa tiloissa on gap-junktioita. Ne pitävät huolta vain omasta alueestaan ja säilyttävät tietyn välimatkan toisiinsa. Tästä on päätelty, että niillä lie autokriinisiä ja parakriinisiä mekanismeja kommunikaatiossaan (Graeber 2010).
Niitten ulokkeet liikkuvat alati, joten ne voivat havaita ympäristön vaurioita ja patogeenejä. Ne ovat äärimmäisen herkkiä mikromiljöön muutoksille (aivojen kudosvaurioille, infektioille).
Muuntumisille vasteena ne voivat minuuteissa aktivoitua ja pysytellä sitten pitkän aikaa aktivoituneena(Morioka et al 1991). Ne voivat muuntua
aivomakrofageiksi ja saada
fagosytoivia ja immunologisia funktioita. Vaurivasteena ne voivat myös alkaa proliferoitua ja migroitua kohti vauriopaikkaa.
Näistä gliasoluista on eniten tietoa. Ne ovat aivojen runsain solutyyppi ja heterogeeninen ryhmä. Ne ovat vaihtelevia eri ominaisuuksiltaan ja eri aivoalueilla, myös lajieroja on. Astrosyytin monimutkaisuus ja koko korreloi intelligenssin kasvuun.
Astrosyytejä on kahta pääluokkaa sijainnin ja morfologian mukaan.
(1)
Protoplasmisia astrosyytejä esiintyy harmaassa aineessa ja niillä on haaroittuneita ulokkeita.
(2)
Säikeisiä astrosyyttejä, joilla on pitkiä fiber-ulokkeita, esiintyy pääasiassa valkeassa aineessa.
Näitten tyyppien spesifisiä funktionaallisia eroavuuksia ei vielä tiedetä. Protoplasmiset astrosyytit ja todennäköisesti myös säikeiset astrosyytit eroavat keskenään eri alueilla ja vielä alueen sisäisestikin.
Astrosyyttejä voidaan tunnistaa pääasiallisimman intermediaarisen filamentin , GFAP, gliaalisen fibrillaarisen asidisen valkuaisen perusteella( Glial fibrillar acidic protein).
Astrosyytti sai nimensä siitä, että aluksi havaittiin sen tähtimäinen muoto. ;Mutta kun alettiin käyttää mikroinjisoituja värejä, havaittiinkin, että se muistutti lähinnä pensasta monine haaroineen (Bushoing et al 2002). Ulokkeilla on non-overlapping- domaanit. Astrosyytit sijaitsevat strategisesti lähellä muita gliasoluja, neuroneja ja verisuonia. Näin ne voivat vaikuttaa ja vastata miljöön muutoksiin ja olla osallistumassa laaja-alaisesti keskushermostossa tapahtuviin toimintoihin.
Aiemmin ajateltiin astrosyyttien olevan eräänlaista neuronien tukijoukkoa , mutta nyt niitä pidetään aktiivisina osallistujina niin kehittyvissä aivoissa kuin myös aikuisaivoissa.
Ne osallistuvat synapsien muodostumiseen ja aksonien migraation ohjaukseen kehittyvässä aivossa. Kypsässä aivossa niillä on osuutta normaalin keskushermoston funktioissa. Ne antavat energiametaboliitteja neuronille Ne osallistuvat synaptiseen funktioon. Ne säätelevät verenvirtausta Ne pitävät yllä extrasellulaarisen tilan hermonvälittäjäaineitten ja jonien tasapainoa. Ne ovat avainosassa, kun solut puolustautuvat oksidatiivista stressiä vastaan.
Astrosyyteille luonteenomaista on niitten äärimmäisen laaja kytkeytyminen toisiinsa gap junction- kanavien kautta, jotka tekevät ne kykeneviksi muodostamaan laajan gliaalisen verkoston. Astrosyytit toimivat täten lähinnä tiiminä eikä yksittäisinä soluina. Niiden signalointi on kauaskantoista aivoissa. Ne voivat kuljettaa molekyylejä konsentraatiogradientin mukaan ( tilavuudellinen puskurointi; spatial buffering). Ne säätelevät solun ulkoista pH:ta ja solun ulkoisen glutamaatin ja kaliumin takaisinottoa ja jakamista eteenpäin.
Astrosyytit EIVÄT vastaa aktiopotentiaalien antamille stimuluksille ( kuten neuronit taas tekevät) . Mutta ne voivat kommunikoida kalsiumaalloilla, joita voi propagoitua yhdestä astrosyytistä toiseen astrosyyttiin, kun intrasellulaarisen gap junktiokanavan kautta diffundoituu molekyylejä triggeröimään kalsiumia.
Intersellulaarisen kalsiumin pitoisuuden säätely on tärkeä niin muitten astrosyyttien kuin neuronien kanssa kommunikoimisessa.
Astrosyytit ovat tärkeitä energian välittäjiä neuronien ja verivirran välillä. Astrosyyteillä on kaksisuuntainen interaktio kiertävään vereen.
Astrosyytti on mitä keskeisin juuri neuronin aineenvaihdunnan kannalta. Astrosyytti ottaa verestä glukoosia ja sen metaboliitteja erityisillä glukoosinkuljettajamolekyyleillä ja gap junktioitten kautta se distribuoi näitä naapuriastrosyyteille ja neuronille.
Astrosyytti muodostaa ja säätelee veriaivoesteen ja verenvirtaukse .
Astrosyyttejä on synapsien ympärillä ja ne pystyvät säätelemään veden, jonien ja hermonvälittäjäaineiden homeostaasin.
Astrosyyteillä on joukko akvaporiini-vesikanavia veden homeostaasin säätelyyn.
Kaliumkanavien kautta ne puhdistavat extrasellulaaritilan liika kaliummääristä neuroniaktiivisuuden aikana ehkäisten depolarisaation.
Ne normalisoivat ekstrasellulaaritilaa. Ne suojaavat neuroneita glutamaatin toksisuudelta synaptisen välittymisen jälkeen ottamalla liian glutamaatin metaboloitavaksi ja distribuoitavaksi gap junktio- kanavilla. Astrosyytit shunttaavat, kuljettavat oikoteitse, aineenvaihdunnallisia tuotteita takaisin neuroneille, kuten esim. glutamiinia(GLN).
Astrosyytit osallistuvat aktiivisti synaptiseen funktioon olemalla interaktiossa synaptiseen aktiivisuuteen ja vapauttamalla välittäjäaineita vasteena neuroniaktiivisuuteen.
Synapsi käsittää täten kolme osallistuvaa yksikköä, neuronien presynaptiset ja postsynaptiset elementit ja nykyään aletaan lisätä kolmannen tekijän osuutta, astrosyyttiä, ja näin on syntynyt uusi teoria:
The tripartite synapse theory.
(Halassa et al 2007, Perea et al 2009, Perea et Araque 2010).
( KOMMENTTI: Jos tähän vielä lisää oman ajatukseni, niin näen tässä kuin moduloivan vahvistimen astrogliaverkostossa, jolloin pienikin kohonnut neuronaalinen aktiviteetti ja kaliumlisä ja glutamaatin esiintymä synapsissa laukaissee simultaanin astrogliaalisen kalsiumaallon, mikä moninkertaisesti vahvistaa synaptisen natrium- kalsiumin impulssin tehoa lokaalissa (pienialaisessa) neuronaalisessa piirissä jopa kauaskantoisesti, simultaanisti. Kalsium tulisi siitä kun astrogliojen tulee inkorporoida aktiviteetistä kohonnut primääri glutamaatti ja kalium. Astrogliaalisen tiimin vahvistuksen, tehostuksen, saa tällöin sekä excitaatiot että sekventiaaliset inhibitiot ja säätelyt ja vaimentumiset- koko aktiviteettiin kytkeytynyt neuronisekvenssi.
Kalsiumin osuuden täten selkiytyessä vielä enemmän tulee kalsiumin säätelyn normaalistaminen entistä aktuellimmaksi ja tässä ollaan taas (mieliaiheessani) K-vitamiininkin alueella, koska vain K-vitamiinin avulla saadaan neutraloivia Gla-molekyylejä hermoston solujen membraanirakenteisiin pinnalle ja sisätiloihin sekä funktionaalisia rikkistruktuureita. Katson että väitöskirja sivusi omaa projektiani K-vitamiinista ja käsittelee rikkiaineenvaihdunnan molekyyliä, jota on NG2 soluissa. K-vitamiinin osuutta tämän rikkipitoisen molekyylin rakenteen muodostumiseen en tässä vaiheessa tiedä. K-vitamiini on tärkeä rikkiaineenvaihdunnan aivoperäistenkin molekyylien kannalta eikä vain veren luonnollisten antikoagulanttien suhteen. Vauriossa kehittyvä NG2-peräinen arpi toimii kuin kätilö neuroniregeneraation kannalta, se hidastaa (ajoittaa) regeneraatiota siten, että tarkempi oikeampi takaisinkytkentä, regeneraatio, tulee ajan kanssa mahdolliseksi ja siten, että villikalsiumia sykäytteleviä aaltoja ei pääse muodostumaan).
Väitöskirjassa katsottiin myös
sulforafaanin vaikutusta aivojen toipumisprosessiin.
http://funktionaalinenravinto.blogspot.com/2011/03/sulforafaani.html
kts. seuraava artikkeli väitöskirjasta.
Sedan oktober 2009 har nio dödsfall orsakade av O-desmetyltramadol konstaterats i samband med
