Glijalne ćelije — zapostavljene, ali ne i beznačajne
U neurobiologiji, nervne ćelije su dugo bile u centru pažnje naučnika. Zvezdolikog oblika, oživljavajući mentalne scene svojim električnim i hemijskim sinapsama, jasno je zašto su opčinjavale naučnike i stavljale u drugi plan pomoćne ćelije nervnog sistema — glijalne ćelije. Ipak, mnogi ćelijski elementi u ljudskom mozgu čine upravo glijalne ćelije, verovatno prateći elementi i podrška neuronima.
Tipovi glijalnih ćelija
Izvor slike: https://www.scienceabc.com/pure-sciences/what-are-glial-cells.html
Glija su nazvane po lepku, lepljivoj supstanci koja postoji samo da drži druge, važnije stvari zajedno. U mozgu, razne glije predstavljaju potporne elemente. Glije nazvane astrociti hrane nervne ćelije. Mikroglije brane nervne ćelije od patogena, a oligodendrociti izoluju nervne nastavke (aksone) masnom supstancom koja se zove mijelin.
Sada se zna da glija ima i zanimljivije uloge, poput promene signala koji prolaze između nervnih ćelija, usmeravanja rasta nervnih ćelija i blokiranja neuronskih veza koje se nazivaju sinapse.
Glije učestvuju u razvoju nervnog sistema
Izvor slike: https://www.researchgate.net/figure/Glial-cell-functions-in-nervous-system-development-Progression-from-neuroepithelial_fig1_348200664
Poslednjih decenija, nakupljanjem dokaza pokazano je da glija nisu samo prateći i potporni elementi, već da zapravo igraju glavnu ulogu u nekim od najvažnijih procesa mozga, poput pamćenja, učenja i razmišljanja.
Najnovije istraživanje ukazuje na iznenađujuće nov pogled na glija ćelije: izvan mozga. Misteriozne populacije glija ćelija prisutne su u srcu, slezini, plućima i raznim drugim organima.
Već se pojavljuju zanimljivi nagoveštaji o tome šta ove ćelije rade. Pretpostavlja se da glija pomaže u regulisanju otkucaja srca, na primer. Glija u slezini se nalazi tačno između nervnih ćelija i imunskih ćelija — savršeno mesto za uticaj na vezu između zdravlja i stresa. Ne zna se šta tačno glija radi u plućima, ali koji god da je njihov značaj, rani eksperimenti sugerišu da miševi bez plućnih glija umiru.
Sara Akerman, neurobiološkinja sa Vašingtonskog univerziteta u Sent Luisu vidi veliki potencijal u nekolicini novih studija koje posmatraju glije unutar ovih organa. „Otkrićemo da u svim ovim organima postoje specijalizovane glije koje podržavaju funkciju tamošnjih neurona, ali i opšte zdravlje organa”.
Razumevanje uloge glija izvan mozga moglo bi imati velike implikacije na ljudsko zdravlje, što bi dovelo do efikasnijeg lečenja srčanih poremećaja, problema sa imunološkim sistemom, pa čak i raka pluća, sugerišu neki naučnici.
„Ako nastavimo da ignorišemo ove ćelije, to će nas samo usporiti“, izjavio je Tavaun Lukas, neuroimunolog iz Genentech-a u San Francisku. Nedavno je otkrio detalje o gliji u slezini miša.
Imunski sistem i glije
Lukas je počeo kao neuronaučnik na Univerzitetu Stanford, fokusirajući se na mozak. Onda mu je genetički modifikovan miš pod mikroskopom skrenuo pažnju. Njegove glije su pod mikroskopom bile zelene. Dok je Lukas gledao po celom telu, video je zelene ćelije svuda, uključujući i slezinu, limfne čvorove, bubrege, jetru i pluća.
Njegova savetnica na Stanfordu, neurološkinja Marion Bakvolter, takođe je opčinjena glijama slezine. Slezina je prepuna imunskih ćelija.
Glija u slezini
Izvor slike: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/glia.23993
Kao i mnogi organi, slezina takođe sadrži nerve koji su deo simpatičkog nervnog sistema. Ovaj kontrolni sistem može proširiti zenice, ubrzati otkucaje srca i izazvati znojenje tela. Često nazivan „fight or flight“, simpatički nervni sistem kreće u akciju pod pretnjama, bilo da nas udare nogom u glavu, da nas juri tigar ili da nam se dešavaju stresne stvari na poslu.
Simpatički nervni sistem i imunski sistem konvergiraju u slezini, a glija može biti posebno važna u vezi s tim. Eksperimenti sa miševima otkrili su veliku, složenu gliju u slezini, pored aksona nervnih ćelija koji šalju poruke. „Samo par mikrona dalje, prisutne su imunske ćelije“, kaže Bakvolter. Glija slezine su savršeno pozicionirane tako da komuniciraju između nervnog sistema i imunološkog sistema, objavili su istraživači 2021. godine u Gliji.
Zelenom bojom označene su glijalne ćelije, plavom limfociti, a rozom simpatički nervi
Izvor slike: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.12.336446v1.full
Gledajući genetička uputstva unutar te glije koja se nalazi u slezini, Lukas i kolege su pokazali da glija slezine ima ćelijsku opremu da govori jezikom i imunskih i nervnih ćelija: sposobne su da osete hemijske signale koje proizvode imunske ćelije i da osećaju hemijske signale koje šalju nervne ćelije. Kako ove ćelije koriste ovu mašineriju nije poznato, ali rezultati ukazuju na to da su glije važni komunikatori.
„Proučavanje ovih misterioznih ćelija u organima čini se kao druga vrsta nauke”, izjavila je Bekvolter. Teže je nego samo pokušati pronaći deo slagalice koji nedostaje. „Kao da smo upravo dobili slagalicu, a delovi nisu označeni i kutija nema sliku na sebi”.
Glije u srcu
Kodi Smit, student neurobiologije na Univerzitetu Notr Dam u Indijani, bio je upoznat s tim da je srce prepuno nervnih ćelija. Smatra se da većina nervnih ćelija ima gliju u blizini, a Smit je bio nestrpljiv da pronađe gliju srca. Zajedno sa neurobiološkinjom Ninom Kikel-Kuri, Smit je krenuo u potragu za njima.
Ispostavilo se da populacija glija živi u srcima zebrica. Nazvane srčani neksus glija, ove ćelije se pojavljuju rano u razvoju zebrice i nastavljaju da se šire i formiraju paučinasto tanku mrežu oko srca, objavili su Smit i Kikel-Couri prošle godine u PLOS Biology.
Ćelije nalik astrocitama u srcu koje regulišu razvoj i funkciju srca
Izvor slike: https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001444
Barem kod zebrica, ove glije obavljaju važan posao: usmeravaju razvoj srca i regulišu rad srca. Kada su istraživači eksperimentisali sa ćelijama, otkucaji srca ribe su se povećali. To je neobičan efekat, kaže Smit. Obično poremećaji u srčanim ćelijama uzrokuju usporavanje otkucaja srca.
Posmatrajući druge skupove podataka koji katalogizuju gene aktivne u ćelijama srca miša i čoveka, istraživači su pronašli ćelije koje su imale slične kolekcije aktivnih gena kao srčane glije u zebricama. Zajednički geni sugerišu da ove glije mogu biti u srcima mnogih vrsta, uključujući i kod ljudi.
Neki urođeni srčani poremećaji imaju defekte na putu gde krv izlazi iz srca u arteriju. To je takođe mesto gde se ove glije prvi put pojavljuju u ranoj fazi razvoja zebrica. Smit smatra da postoji mogućnost da su ove glije uključene u probleme sa srcem i kod ljudi, ali kako je istraživanje u početnoj fazi, prerano je donositi zaključke.
Glije i tumori
Pretpostavlja se da bi glije pluća mogle biti uključene u disanje i razmenu kiseonika u kapilarama, ali za sada nema dovoljno podataka koji bi podržali ovu pretpostavku. Te glije bi mogle biti od velikog značaja, što Lukasovi preliminarni rezultati eksperimenata sugerišu: Kada istraživači koriste toksin da ubiju glije u plućima, „sve životinje umiru“.
Trenutno, Lukas proučava potencijalnu ulogu glija u razvoju kancera. Tumori u plućima (i takođe u jetri i pankreasu) imaju nerve koji se vezuju za njih, a glije se obmotavaju oko tih nerava, kaže Lukas. U laboratorijskim uslovima, Švanove ćelije će rasti prema ćelijama raka. Dakle, ponašanje glija u neposrednoj blizini tumora je za sada važno pitanje, tvrdi Lukas.
Razumevanje glije u telu i njihovo eventualno angažovanje u borbi protiv bolesti zahtevaće dublje poznavanje prirode glijskih ćelija. Upotreba različitih tehnika poput genetičkog obeležavanja pružaju nam način za praćenje glija kod životinja. Akerman tvrdi da ćemo upotrebom ovih tehnika saznati koja je njihova uloga, dok nam je za sada samo poznato da su prisutne u organima van nervnog sistema.
Sama činjenica da su glije prisutne i izvan mozga, postavlja pitanje da li bi mogle biti moguće mete za terapije, kaže Akerman. Do mozga je teško doći lekovima, jer je okružen svojom zaštitnom opnom. „Možda bismo mogli da utičemo na pozitivne promene na efikasniji način, umesto što pokušavamo da usmerimo terapiju ka mozgu ili kičmenoj moždini“.
Za sada se ne zna gde će nas priča o glijama odvesti, kako je prerano utvrditi da li je priroda glija izvan mozga ista kao i kod glija mozga. Raznovrsnost glija koje se nalaze izvan mozga mogle bi biti međudobno različite prirode u odnosu na glije mozga, kaže Ransom, sa Gradskog univerziteta u Hong Kongu. „Smatram da je to uzbudljiv i zanimljiv rad i mislim da je potpuno opravdano proučavati ga u potpunosti“, kaže on.
Izvori:
