 |
юБРНюБРНЛЮРХГЮЖХЪюПУХРЕЙРСПЮюЯРПНМНЛХЪюСДХРаХНКНЦХЪаСУЦЮКРЕПХЪбНЕММНЕ ДЕКНцЕМЕРХЙЮцЕНЦПЮТХЪцЕНКНЦХЪцНЯСДЮПЯРБНдНЛдПСЦНЕфСПМЮКХЯРХЙЮ Х ялххГНАПЕРЮРЕКЭЯРБНхМНЯРПЮММШЕ ЪГШЙХхМТНПЛЮРХЙЮхЯЙСЯЯРБНхЯРНПХЪйНЛОЭЧРЕПШйСКХМЮПХЪйСКЭРСПЮкЕЙЯХЙНКНЦХЪкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮПЙЕРХМЦлЮРЕЛЮРХЙЮлЮЬХМНЯРПНЕМХЕлЕДХЖХМЮлЕМЕДФЛЕМРлЕРЮККШ Х яБЮПЙЮлЕУЮМХЙЮлСГШЙЮмЮЯЕКЕМХЕнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ АЕГНОЮЯМНЯРХ ФХГМХнУПЮМЮ рПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоПХАНПНЯРПНЕМХЕоПНЦПЮЛЛХПНБЮМХЕоПНХГБНДЯРБНоПНЛШЬКЕММНЯРЭоЯХУНКНЦХЪпЮДХНпЕЦХКХЪяБЪГЭяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРЮМДЮПРХГЮЖХЪяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХХрНПЦНБКЪрСПХГЛтХГХЙЮтХГХНКНЦХЪтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪуНГЪИЯРБНжЕММННАПЮГНБЮМХЕвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛЕРПХЙЮщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮчПХЯОСМДЕМЙЖХЪ
миелин и роль глиальных клеток в проведении возбуждения по аксонам
Важной функцией олигодендроцитов и шванновских клеток является формирование вокруг аксонов миелиновой оболочки — слоя с высоким сопротивлением, который подобен изолирующей оболочке электрического провода (глава 7). Миелиновая оболочка прерывается в перехватах Ранвье (рис. 8.7), которые расположены вдоль аксона через равные интервалы 29). Характерной особенностью перехватов в ЦНС являются отростки астро-цитов, которые контактируют с аксоном 30). Поскольку ионные токи, возникающие при проведении потенциала действия, не могут проходить через миелин, ионы перемещаются только в местах перехватов. В результате скорость проведения по аксону значительно возрастает.
Глава 8. Свойства и функции нейроглиальных клеток 151
| Рис. 8.8. Локализация миелинового протеина РМР22 в молодых и старых культурах аксонов и шванновских клеток. Возрастные изменения в распределении миелинового протеина РМР22 при совместном культивировании аксонов со шванновскими клетками. (А, В) Недельная культура нейронов (А) и шванновских клеток (В), окрашенных моноклинальными антителами к нейрофиламентам и поликлональной сывороткой к РМР22. Стрелками указаны шванновские клетки, контактирующие с нейрональными отростками. На этом раннем этапе развития распределение глиальных и нейрональных белков значительно различается, и РМР22 в основном находится в теле шванновских клеток. (С, D) Через 4 недели культивирования РМР22 перераспределяется в миелиновые сегменты. Стрелками обозначены аксоны (С) и тела шванновских клеток (D). | 
|
Fig. 8.8. Localization of Myelin Protein (PMP22) in short- and long-term myelinating cultures of axons and Schwann cells. Changes in distribution of myelin protein PMP22 induced by coculture of axons with Schwann cells. (A, B) 1-week-old coculture of neurons (A) and Schwann cells (B) doubly stained with monoclonal antineurofilament and polyclonal PMP22 antiserum. Arrows point to Schwann cells that are in contact with neuronal processes. At this early stage the glial and neuronal proteins have different distributions, with PMP22 mainly in Schwann cell bodies. (C, D) After 4 weeks in medium that promotes myelination, PMP22 becomes colocalued with myelin segments (stained by antibody PO). Arrows point to axons (С) and to the cell bodies of elongated Schwann cells (0), with uniform PMP22 staining over the cell membrane. (After Pareek et al., 1997; photos kindly provided by E. Shooter.)
Несколько интересных вопросов возникает относительно связи шванновских клеток и олигодендроцитов с аксонами при формировании миелина. Например, какие генетические и внешние факторы позволяют глиальным клеткам выбирать подходящие аксоны, окружить их в надлежащее время и поддерживать миелиновую оболочку? Каковы характеристики нейрологических нарушений миелина, вызванных заболеванием или генетическими нарушениями? Формирование миелиновой оболочки в процессе развития происходит в результате комплексных и точных взаимодействий между нейронами и глиальными клетками. Расстояние между перехватами, зазор между глиальной клеткой и нейроном в участках, прилегающих к перехватам, распределение натриевых и калиевых каналов регулируется таким образом, чтобы обеспечить быстрое проведение импульса по аксону.
Динамическое взаимодействие между нейронами и шванновскими клетками было исследовано в культуральных условиях, при которых воспроизводятся как развитие самих шванновских клеток, так и процессы миелинизации и ремиелинизации аксонов31). Ключевые белки, участвующие во взаимодействии между шванновскими клетками и аксоном, идентифицированы 9). Например, Шуутер и его коллеги показали, что когда шванновские клетки выращиваются в культуральных условиях сами по себе, то они синтезируют белок периферического миелина (известный как РМР22). В этих условиях оборот РМР22 очень быстр, и он подвергается деградации в эндоплазматическом ретикулуме. Если к этой культуре добавить нейроны (рис. 8.8), то сразу после контакта между нейроном и шванновской клеткой РМР22 перемещается в мембрану щванновской клетки. Это является важным этапом в формировании миелина. Вместе с тем, механизм сигнализации между нейронами и шванновскими клетками пока неизвестен 32, 33).
Точное количество производимого РМР22 является критическим для надлежащей миелинизации; избыточное или недостаточное производство РМР22 является причиной некоторых заболеваний. На рис. 8.9 показано, что замена всего одной аминокислоты в РМР22 (например, лейцина на пролин) приводит у мышей к заболеванию ("trembler"), которое характеризуется дефицитом миелинизации и серьезными неврологическими проблемами. Такая же мутация ответственна за наследственную нейропатию у человека.
Глиальные клетки также алияют на образование кластеров натриевых каналов в миелинизированных нервных волокнах. При миелинизации, димиелинизации и ремиелинизации изменяется распределение ионных
152 Раздел II. Передача информации в нервной системе
| Рис. 8.9. Нарушение миелинизации у мутантной «трясущейся» мыши с генетическим дефектом миелинового белка РМР22. Седалищный нерв в контроле (А) и у «трясущейся» мыши (В). Обращают на себя внимание значительные различия в калибре аксонов и толщине миелиновой оболочки (отмечены стрелками на В). Точечная мутация, приводящая к замене всего одной аминокислоты (лейцина на пролин), вызывает нейропатию у мыши и у человека. |
Fig. 8.9. Deficient Myelination in "Trembler" Mutant Mice with a genetic defect in a myelin protein, PMP22. Morphological appearance of sciatic nerves in normal (A) and mutant trembler (B) mice, aged 10 days. Note the marked differences in axon caliber and myelin thickness between normal and trembler mice (indicated by arrows in B) in microscopic sections at equivalent magnifications. Also note the severity of dysmyeli nation A single ammo acid mutation from leucine to proline produces trembler neuropathy in mice and in humans. (After Notterpek, Shooter, and Snipes, 1997.)
каналов в перехватах, участках возле и между перехватами 34) - 35). Эти процессы напоминают кластеризацию рецепторов нейромедиаторов в постсинаптической мембране при формировании синапса. Отростки астроцитов в области перехвата также интенсивно связываются с сакситоксином (токсин, который связывается с натриевыми каналами) (глава 6), что предполагает высокую плотность натриевых каналов на глиальной мембране 36). Было предположено, что натриевые каналы переносятся от астроцитов к перехватам Ранвье 37), однако это интересное предположение не получило пока прямого доказательства.
оНХЯЙ ОН ЯЮИРС: