U hebt waarschijnlijk gehoord van de "grijze stof" van de hersenen, die bestaat uit cellen die neuronen worden genoemd, maar een minder bekend type hersencel is wat de "witte stof" vormt. Dit worden gliacellen genoemd.
Wat zijn gliale cellen?
Oorspronkelijk werd aangenomen dat gliale cellen – ook wel glia of neuroglia genoemd – alleen structurele ondersteuning bieden. Het woord ‘glia’ betekent letterlijk ‘neurale lijm’. Relatief recente ontdekkingen hebben echter onthuld dat ze allerlei functies uitvoeren in de hersenen en de zenuwen die door je hele lichaam stromen. Als gevolg hiervan is het onderzoek ontploft en hebben we er volumes over geleerd. Toch is er nog veel meer te leren.
Typen gliacellen
Primair zorgen gliacellen voor ondersteuning van de neuronen. Zie ze als een secretariaat voor je zenuwstelsel, plus het schoonmaakpersoneel en het onderhoudspersoneel. Ze doen misschien niet de grote klus, maar zonder hen zouden die grote klussen nooit worden gedaan.
Gliacellen zijn er in meerdere vormen, die elk bepaalde specifieke functies uitvoeren die ervoor zorgen dat uw hersenen correct blijven werken – of niet, als u een ziekte heeft die deze belangrijke cellen beïnvloedt.
Uw centrale zenuwstelsel (CZS) bestaat uit uw hersenen en de zenuwen van uw wervelkolom. Vijf typen die aanwezig zijn in uw CZS zijn:
- Astrocyten
- Oligodendrocyten
- Microglia
- Ependymale cellen
- Radiale glia
U hebt ook gliacellen in uw perifere zenuwstelsel (PNS), die de zenuwen in uw ledematen omvatten, weg van de wervelkolom. Twee soorten gliacellen zijn er:
- Schwann-cellen
- Satellietcellen
1 Astrocyten
Het meest voorkomende type gliacel in het centrale zenuwstelsel is de astrocyt, die ook astroglia wordt genoemd. Het ‘astro’-gedeelte van de naam verwijst naar het feit dat ze op sterren lijken, met projecties die overal uitkomen.
Sommige, protoplasmische astrocyten genoemd, hebben dikke uitsteeksels met veel takken. Anderen, fibreuze astrocyten genoemd, hebben lange, slanke armen die minder vaak vertakken. Het protoplasmatische type wordt over het algemeen gevonden bij neuronen in de grijze materie, terwijl de fibreuze soorten meestal worden aangetroffen in witte materie. Ondanks deze verschillen, vervullen ze vergelijkbare functies.
Astrocyten hebben verschillende belangrijke taken, waaronder:
- Het vormen van de bloed-hersenbarrière (BBB). De BBB is als een streng beveiligingssysteem, waarbij alleen stoffen worden toegelaten die geacht worden zich in je brein te bevinden, terwijl dingen worden buitengesloten die schadelijk kunnen zijn. Dit filtersysteem is essentieel om je hersenen gezond te houden.
- Reguleren van de chemicaliën rond neuronen. De manier waarop neuronen communiceren is via chemische boodschappers die neurotransmitters worden genoemd. Als een chemische stof eenmaal zijn boodschap aan een cel heeft doorgegeven, zit het daar in wezen volproppen totdat een astrocyt het hergebruikt via een proces dat heropname wordt genoemd. Het heropnameproces is het doelwit van talrijke medicijnen, waaronder antidepressiva. Astrocyten reinigen ook wat er achterblijft wanneer een neuron sterft, evenals overtollige kaliumionen, die chemicaliën zijn die een belangrijke rol spelen in de zenuwfunctie.
- Reguleren van de bloedtoevoer naar de hersenen. Voor uw hersenen om informatie goed te verwerken, heeft het een bepaalde hoeveelheid bloed nodig naar al zijn verschillende regio’s. Een actieve regio krijgt meer dan een inactieve regio.
- Synchronisatie van de activiteit van axonen. Axonen zijn lange, draadachtige delen van neuronen en zenuwcellen die elektriciteit geleiden om berichten van de ene cel naar de andere te verzenden.
Astrocytdisfunctie is mogelijk gekoppeld aan talrijke neurodegeneratieve ziekten, waaronder:
- Amyotrofische laterale sclerose (ALS of de ziekte van Lou Gehrig)
- De ziekte van Parkinson
- De ziekte van Parkinson
Diermodellen van aan astrocyten gerelateerde ziekten helpen onderzoekers meer over hen te weten te komen met de hoop op nieuwe behandelmogelijkheden ontdekken.
2Oligodendrocyten
Oligodendrocyten komen van neurale stamcellen. Het woord is samengesteld uit Griekse termen die allemaal samen "cellen met verschillende takken" betekenen. Hun voornaamste doel is om informatie te helpen om sneller langs axonen te bewegen.
Oligodendrocyten zien eruit als spikey-ballen. Op de toppen van hun spikes zitten witte, glanzende membranen die zich om de axonen rond de zenuwcellen wikkelen. Hun doel is om een beschermende laag te vormen, zoals de plastic isolatie op elektrische draden. Deze beschermende laag wordt de myeline-omhulling genoemd.
De schede is echter niet continu. Er is een gat tussen elk membraan dat het "knooppunt van Ranvier" wordt genoemd, en het is het knooppunt dat elektrische signalen efficiënt langs zenuwcellen verspreidt. Het signaal springt eigenlijk van het ene knooppunt naar het volgende, waardoor de snelheid van de zenuwgeleiding toeneemt, terwijl ook de hoeveelheid energie wordt verminderd die nodig is om het te verzenden. Signalen langs gemyeliniseerde zenuwen kunnen zo snel gaan als 200 mijl per seconde.
Bij de geboorte heb je maar een paar gemyeliniseerde axonen en de hoeveelheid blijft groeien totdat je ongeveer 25 – 30 jaar oud bent. Myelinisatie wordt verondersteld een belangrijke rol te spelen in intelligentie.
Oligodendrocyten zorgen ook voor stabiliteit en dragen energie over van bloedcellen naar de axonen.
De term "myeline-omhulsel" kan u bekend voorkomen vanwege de associatie met multiple sclerose. Bij die ziekte wordt aangenomen dat het immuunsysteem van het lichaam de myeline-omhulsels aanvalt, wat leidt tot disfunctie van die neuronen en verminderde hersenfunctie. Letsels aan het ruggenmerg kunnen ook schade aan myeline-omhulsels veroorzaken.
Andere ziekten waarvan vermoed wordt dat ze verband houden met oligodendrocytdisfunctie zijn onder meer:
- Leukodystrofieën
- Tumoren genaamd oligodendrogliomen
- Schizofrenie
- Bipolaire stoornis
Sommige onderzoeken suggereren dat oligodendrocyten kunnen worden beschadigd door de neurotransmitter glutamaat, dat onder andere functies van uw hersenen stimuleert, zodat u kan focussen en nieuwe informatie leren. In hoge concentraties wordt glutamaat echter beschouwd als een "excitotoxine", wat betekent dat het cellen kan overprikkelen tot ze afsterven.
3 Microglia
Zoals hun naam doet vermoeden, zijn microglia kleine gliacellen. Ze fungeren als het eigen specifieke immuunsysteem van de hersenen, wat nodig is omdat de BBB de hersenen isoleert van de rest van je lichaam.
Microglia zijn alert op tekenen van letsel en ziekte. Wanneer ze het detecteren, laden ze op en zorgen voor het probleem – of het nu gaat om het opruimen van dode cellen of het verwijderen van een toxine of pathogeen.
Wanneer ze reageren op een blessure, veroorzaken microglia ontstekingen als onderdeel van het genezingsproces. In sommige gevallen, zoals de ziekte van Alzheimer, kunnen deze hyperactief worden en teveel ontsteking veroorzaken. Dat wordt verondersteld te leiden tot de amyloïde plaques en andere problemen die verband houden met de ziekte.
Samen met de ziekte van Alzheimer omvatten ziekten die verband kunnen houden met microgliale dysfunctie:
- Fibromyalgie
- Chronische neuropathische pijn
- Autismespectrumstoornissen
- Schizofrenie
Van Microglia wordt aangenomen dat ze veel banen hebben die verder gaan, waaronder rollen in leergerelateerde plasticiteit en het begeleiden van de ontwikkeling van de hersenen, waarin ze een belangrijke huishoudelijke functie vervullen.
Onze hersenen creëren veel verbindingen tussen neuronen waardoor ze informatie heen en weer kunnen doorgeven. In feite creëert het brein veel meer van hen dan we nodig hebben, wat niet efficiënt is. Microglia detecteert onnodige synapsen en "snoeit" ze, net zoals een tuinman een rozenstruik snoeit om het gezond te houden.
Microglieel onderzoek is de laatste jaren echt van de grond gekomen, wat heeft geleid tot een steeds groter begrip van hun rol in zowel gezondheid als ziekte in het centrale zenuwstelsel.
4Ependymale cellen
Ependymcellen zijn voornamelijk bekend voor het maken van een membraan genaamd het ependyma, dat een dun membraan is dat het centrale kanaal van het ruggenmerg en de ventrikels (doorgangen) van de hersenen bedekt. Ze creëren ook hersenvocht.
Ependymcellen zijn extreem klein en liggen strak op elkaar om het membraan te vormen. In de ventrikels hebben ze trilhaartjes, die eruitzien als kleine haartjes, die heen en weer zwaaien om de hersenvocht rond te laten circuleren.
Cerebrospinale vloeistof levert voedingsstoffen aan en elimineert afvalproducten uit de hersenen en de wervelkolom. Het dient ook als kussen en schokdemper tussen uw hersenen en schedel. Het is ook belangrijk voor de homeostase van je hersenen, wat inhoudt dat je de temperatuur en andere functies regelt die ervoor zorgen dat het zo goed mogelijk blijft werken.
Ependymale cellen zijn ook betrokken bij de BBB.
5 Radiale glia
Radiale glia worden verondersteld een soort stamcel te zijn, wat betekent dat ze andere cellen creëren. In de zich ontwikkelende hersenen zijn ze de ‘ouders’ van neuronen, astrocyten en oligodendrocyten. Toen je een embryo was, leverden ze ook een stellage voor de ontwikkeling van neuronen, dankzij lange vezels die jonge hersencellen op hun plaats brengen terwijl je hersenen zich vormen.
Hun rol als stamcellen, vooral als makers van neuronen, maakt hen tot de focus van onderzoek naar hoe hersenbeschadiging door ziekte of letsel kan worden hersteld.
Later in het leven spelen ze ook rollen in neuroplasticiteit.
6Schwann-cellen
Schwann-cellen zijn vernoemd naar fysioloog Theodor Schwann, die ze ontdekte. Ze werken veel op oligodendrocyten omdat ze myeline-omhulsels voor axonen bieden, maar ze bestaan eerder in het perifere zenuwstelsel (PNS) dan in het centrale zenuwstelsel.
In plaats van een centrale cel met membraantoppen te zijn, vormen Schwann-cellen spiralen direct rond het axon. De knooppunten van Ranvier liggen tussen hen in, net als tussen de membranen van oligodendrocyten, en ze helpen op dezelfde manier bij de zenuwtransmissie.
Schwann-cellen maken ook deel uit van het immuunsysteem van de PNS. Wanneer een zenuwcel is beschadigd, hebben ze het vermogen om in wezen de axons van de zenuw te eten en een beschermd pad te bieden voor de vorming van een nieuw axon.
Ziekten waarbij Schwann-cellen betrokken zijn, zijn onder meer:
- Guillain-Barre-syndroom
- ziekte van Charcot-Marie-Tooth
- Schwannomatosis
- Chronische inflammatoire demyeliniserende polyneuropathie
- Melaatsheid
We hebben veelbelovend onderzoek gedaan naar het transplanteren van Schwann-cellen voor letsel aan het ruggenmerg en andere soorten perifere zenuwschade.
Schwann-cellen zijn ook betrokken bij sommige vormen van chronische pijn. Hun activering na zenuwbeschadiging kan bijdragen aan disfunctie van een soort zenuwvezels, nociceptoren genaamd, die omgevingsfactoren zoals hitte en kou waarnemen.
7Satellietcellen
Satellietcellen krijgen hun naam vanwege de manier waarop ze bepaalde neuronen omringen, waarbij verschillende satellieten een omhulsel rond het cellulaire oppervlak vormen. We zijn nog maar net begonnen met het leren over deze cellen, maar veel onderzoekers denken dat ze vergelijkbaar zijn met astrocyten.
Het hoofddoel van satellietcellen lijkt de omgeving rond de neuronen te reguleren, waardoor chemicaliën in balans blijven.
De neuronen met satellietcellen vormen iets dat gangila wordt genoemd, dit zijn clusters van zenuwcellen in het autonome zenuwstelsel en het sensorische systeem. Het autonome zenuwstelsel reguleert je interne organen, terwijl je sensorische systeem is wat je kunt zien, horen, ruiken, aanraken en proeven.
Satellietcellen leveren voeding aan het neuron en absorberen zware metalen toxinen, zoals kwik en lood, om te voorkomen dat ze de neuronen beschadigen.
Er wordt ook verondersteld dat ze verschillende neurotransmitters en andere stoffen helpen transporteren, waaronder:
- Glutamaat
- GABA
- Norepinephrine
- Adenosine-trifosfaat
- Stof P
- Capsaïcine
- Acetylcholine
Net als microglia detecteren en reageren satellieten op letsel en ontsteking. Hun rol bij het repareren van celschade is echter nog niet goed begrepen.
Satellietcellen zijn gekoppeld aan chronische pijn met perifeer weefselletsel, zenuwbeschadiging en een systemische verhoging van pijn (hyperalgesie) die kan voortvloeien uit chemotherapie.
Een woord van heel goed
Veel van wat we weten, geloven of vermoeden over gliacellen is nieuwe kennis. Deze cellen helpen ons te begrijpen hoe de hersenen werken en wat er gebeurt als dingen niet werken zoals ze zouden moeten.
Het staat vast dat we veel meer te weten moeten komen over glia, en we zullen waarschijnlijk nieuwe behandelingen krijgen voor talloze ziekten naarmate onze kennispool toeneemt.
