معلومة

ما الذي يعزل المايلين عنه ، بالضبط؟

ما الذي يعزل المايلين عنه ، بالضبط؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا على دراية بنموذج التوصيل الملحي ، وعقد رانفييه وكل ذلك ، وأن مادة المايلين تسمح للإشارات الكهربائية "بالقفز". ما لا يضيف لي تمامًا هو ما يعزله غلاف المايلين ، لماذا يحسن التوصيل من خلال محور عصبي. إذا كان غشاء الخلية غير منفذ بالفعل للأيونات ، فلماذا يحسن "الغشاء السميك" توصيل الإشارة؟ هناك ما يقرب من الميمات اللانهائية على الإنترنت حول إمكانات العمل من خلال المحاور ، ولم أر حقًا أي إجابة على الرغم من ذلك. يشير البعض بشكل غامض إلى "تسرب أقل" ، لكن أليس الغشاء الخلوي الذي يمنع ذلك في البداية؟


تكوّن الميالين وإعادة الميالين والتصلب المتعدد

00: 00: 12.10 مرحبًا بكم في ندوة علم الأحياء هذه ، اسمي ميكائيل سيمونز.
00: 00: 16.11 وسأتحدث عن تكوّن النخاع ، وإعادة الميالين ، والتعدد
00: 00: 20.23 التصلب. إذن هذه الندوة مقسمة إلى جزأين ، سأبدأ
00: 00: 27.01 وإعطاء نظرة عامة حول التصلب المتعدد التدريجي ، وتكوين النخاع ،
00: 00: 30.16 وإعادة الميالين. وستتولى كريستين ستادلمان المسؤولية بعد ذلك
00: 00: 35.09 وتحدث عن أمراض الأعصاب للتصلب المتعدد.
00: 00: 39.21 لذا ، فقط لتذكيرك ، التصلب المتعدد هو أحد أمراض المناعة الذاتية
00: 00: 45.13 يؤدي إلى هجوم التهابي على الأرجح ضد غمد الميالين
00: 00: 48.12 الذي ينتج عنه آفات التهابية متعددة البؤر يمكنك رؤيتها
00: 00: 53.12 هنا في التصوير بالرنين المغناطيسي بواسطة هذه البقع البيضاء. هذه الآفات شديدة الشدة ثم
00: 00: 57.20 مظللة في الصور العصبية ، ويمكنك أن ترى هنا
00: 01: 01.21 السمات المميزة الثلاثة لـ MS الأول هو الالتهاب ، لذا فهو موجود
00: 01: 07.06 تسلل الخلايا البائية والخلايا التائية ، ولا سيما الضامة.
00: 01: 12.03 السمة المميزة الثانية هي إزالة الميالين ، يمكنك رؤية المايلين باللون الأزرق
00: 01: 15.13 والمنطقة منزوعة الميالين تمامًا باللون الأبيض. السمة الثالثة
00: 01: 21.09 فقدان محور عصبي ، لذلك في الآفة يوجد أيضًا تلف جزئي للمحاور
00:01: 27.20 أو إصابة. يتم عرض الدورة السريرية النموذجية لمرض التصلب العصبي المتعدد هنا ، لذلك عادةً
00: 01: 34.16 يبدأ كمرض منعكس ، حيث تظهر الأعراض على المرضى ثم
00: 01: 39.10 يتعافون من هذه الانتكاسات جزئيًا على الأقل ، وهذا هو
00: 01: 44.05 تتكرر مرارًا وتكرارًا. حتى عقد واحد أو عقدين أو نحو ذلك ،
00: 01: 50.12 عندما يتحول المرض إلى مرض التصلب العصبي المتعدد المترقي الثانوي.
00: 01: 56.02 هناك نوعان متطرفان من هذا ، أحدهما هو الانتكاس المتكرر لمرض التصلب العصبي المتعدد
00: 02: 01.01 بدون تقدم إلى MS تقدمي ثانوي ، والأطراف المتطرفة الأخرى
00: 02: 08.01 مرض التصلب العصبي المتعدد الأولي التدريجي ، حيث لا توجد انتكاسات والمرضى
00: 02: 12.15 تبدأ فورًا بالمرحلة التقدمية. لذلك في هذه المرحلة التقدمية ،
00: 02: 16.15 الأعراض التي يصاب بها المريض لا رجعة فيها. الآن بينما هناك جيد
00: 02: 21.10 خيارات العلاج لمرض التصلب العصبي المتعدد المتكرر الانتكاس ، علاج التدريجي الثانوي
00: 02: 25.15 MS ، أو MS الأولي التقدمي ، غير ممكن. لذلك ،
00: 02: 31.02 من المهم أن نفهم كيف يتطور مرض التصلب العصبي المتعدد التدريجي.
00: 02: 35.19 لذلك إذا نظرت إلى علم الأمراض ، ستنخفض الآفات البؤرية الحادة
00: 02: 40.16 تدريجيًا بمرور الوقت. ومع ذلك ، هناك علم الأمراض الثاني الذي
00: 02: 46.19 زيادات. هذا هو علم الأمراض العالمي أو المنتشر. وهذا يتكون من
00: 02: 51.00 تنكس عصبي واسع الانتشار أو التهاب منتشر. الآن السؤال الرئيسي هو
00: 02: 58.19 لفهم كيف يمكن أن يتحول علم الأمراض البؤري إلى عالم
00: 03: 03.12 علم الأمراض المنتشر. إذن كيف يحدث هذا حقًا غير معروف.
00: 03: 08.16 يمكنني تقديم بعض الأفكار هنا حول كيفية انتشار علم الأمراض.
00: 03: 13.12 إذاً الصندوق الأبيض هنا هو الدماغ ، ولديك أربعة التهاب
00: 03: 19.13 آفات داخل هذا الدماغ. الآن قد يتم حل بعض هذه الآفات
00: 03: 25.04 الالتهاب ، قد يختفي بمرور الوقت ، بينما في الآفات الأخرى ، الالتهاب
00: 03: 30.23 قد يستمر. ويمكن أن يكون هذا بمثابة النواة التي قد تكون فيها الخلايا المناعية
00: 03: 34.09 يدخل أو يتسلل إلى الدماغ. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخلايا المناعية من
00: 03: 38.17 قد يدخل المحيط إلى الدماغ من حواف السحايا إلى الدماغ.
00: 03: 42.11 في النهاية لديك التهاب بؤري يتحول إلى
00: 03: 48.02 التهاب منتشر قد يكون له مكونات مختلفة ، أحدها هو
00: 03: 52.04 خلايا من المحيط التي دخلت الدماغ وقد تكون الأخرى
00: 03: 56.20 الخلايا الدبقية الصغيرة ، الضامة المقيمة في الدماغ ، التي تم تنشيطها.
00: 04: 01.24 الآن ليس من المحتمل أن ينتشر الالتهاب فقط ولكن أيضًا تلف الأنسجة.
00: 04: 09.19 لذلك في البقع الخضراء مرة أخرى توجد مناطق تتشكل فيها الآفات.
00: 04: 13.20 حيث يكون لديك إصابة في النسيج البؤري. قد يتعافى بعض من هذه الآفات
00: 04: 19.03 إعادة الميالين ، هذه هي العملية التي تكون فيها أغلفة المايلين الجديدة
00: 04: 22.23 تشكلت مرة أخرى. ومع ذلك ، قد يستمر الضرر في بعض الآفات.
00: 04: 27.09 الآن لأن الخلايا في الدماغ مرتبطة بشكل كبير وتعتمد على كل منها
00: 04: 32.17 بخلاف ذلك ، قد يؤدي الضرر الذي يلحق بغلاف الميالين إلى محور عصبي ثانوي
00: 04: 37.09 الضرر ، قد يؤثر هذا مرة أخرى على الخلايا العصبية الأخرى وينتشر داخل
00: 04: 41.03 دماغ. إذن ، في النهاية لديك إصابة في النسيج البؤري
00: 04: 46.10 أصبحت أكثر انتشارًا وانتشارًا. الآن الدماغ
00: 04: 50.19 معرضة لخطر انتشار الأمراض لأن الخلايا شديدة الترابط ،
00: 04: 56.11 وتعتمد الخلايا على بعضها البعض. لذلك كل التغصنات تعتمد على
00: 05: 00.00 الخلايا العصبية ، وتعتمد الخلايا العصبية على الخلايا قليلة التغصن.
00: 05: 05.06 الآن إذا تم إثبات ذلك حقًا - فهو غير معروف ، هذه مجرد فرضية
00: 05: 10.01 لكيفية تحويل المرض البؤري إلى مرض عالمي. الآن هو
00: 05: 17.01 فشل إعادة الميالين في مرض التصلب العصبي المتعدد؟ الآن هذا دماغ هنا ، ملطخ باللون الأزرق هو المايلين
00: 05: 22.03 غمد ، ومع الأسهم الخفيفة ترى لويحات منزوعة الميالين بشكل مزمن
00: 05: 27.13 باللون الأبيض ، لذا فإن معظم اللويحات في الواقع لا تتم إعادة تشكيلها. ولكن مع
00: 05: 34.00 أسهم حمراء ، ترى لوحين حيث نجحت عملية إعادة الميالين
00: 05: 39.08 يمكنك رؤية هذا اللون الأزرق الفاتح الذي يشير إلى اللوحات المحلية
00: 05: 45.06 حيث حدث إعادة الميالين. لذلك إذا قمت بتحديد هذا الكم
00: 05: 48.21 على العديد من المرضى والأدمغة ، ثم الرقم حول ذلك
00: 05: 54.24 20٪ من الآفات يمكنها التعافي وإعادة الميالين ، بينما تفشل 80٪ في القيام بذلك
00: 06: 00.08 لذلك. لذلك بالفعل ، هناك فشل في إعادة الميالين ، على الأقل في أجزاء كبيرة.
00: 06: 05.04 الآن ، هذا الفشل في إعادة الميالين يمكن أن يساهم في انتشار
00: 06: 10.20 تلف محور عصبي. لذلك سأبدأ الآن بإعطائك القليل من الخلفية حول
00: 06: 16.17 تكوّن الميالين. لذلك حول oligodendrocytes وعن غمد المايلين
00: 06: 21.01 الوظيفة والهيكل ، تطوير المايلين ، قبل المناقشة
00: 06: 24.23 كيف يدعم المايلين المحاور. ثم الحديث عن إعادة الميالين في مرض التصلب العصبي المتعدد.
00: 06: 28.22 هذا هو الرسم الأول لخلايا قليلة التغصن بواسطة Hortega. ويمكنك
00: 06: 35.15 انظر في هذا الرسم لجسم الخلية ومن ثم العديد والعديد من الاختلافات
00: 06: 39.10 عمليات دقيقة. لذلك تنتهي كل من هذه العمليات الدقيقة في ملف
00: 06: 42.19 غمد المايلين. وحوالي 50 أو نحو ذلك من أغلفة المايلين تتكون من واحد
00: 06: 49.00 oligodendrocyte في دماغ الإنسان. لذا فإن الضرر الذي لحق بإحدى هذه الخلايا له
00: 06: 53.12 بالطبع عواقب وخيمة ، لأنك تفقد العديد من المايلين المختلفة
00: 06: 58.07 أغلفة على محاور مختلفة. هذه هي الطريقة التي يبدو بها المايلين في
00: 07: 03.08 صورة بالمجهر الإلكتروني. لذلك يمكنك أن ترى هذا في المقطع العرضي
00: 07: 07.18 ترتبط الطبقات المختلفة بإحكام شديد ، ولا يوجد تقريبًا
00: 07: 11.15 السيتوبلازم بينهما. وفقط عند حواف شرائح المايلين ،
00: 07: 16.04 يفقد المايلين هذا الهيكل المركب ، وتتشكل حلقات متوازية و
00: 07: 21.13 كلاهما متصلان بإحكام بالمحاور. هذه المناطق الواقعة بين الميالين
00: 07: 26.03 تسمى المقاطع عقد رانفير. هم معروضون ​​هنا ، لذلك هؤلاء هم
00: 07: 30.12 حيث تتجمع قنوات الصوديوم ، حيث توجد إمكانات الفعل
00: 07: 33.21 تم إنشاؤه. وينتقل جهد الفعل هذا من عقدة إلى أخرى.
00: 07: 38.08 وهذه هي قاعدة توصيل العصب المملحي ، والتي تتسارع
00: 07: 41.20 انتقال العصب بمعامل 100 ، مقارنةً بالعدوى غير الملقحة
00: 07: 46.14 محاور. كما أنه يوفر الطاقة لأن العصبون لا يحتاج إلى ذلك
00: 07: 53.12 اجعل الحركة ممكنة ، فقط عند عُقد رانفير.
00: 07: 58.02 الوظيفة المهمة الثانية للميالين كما تم تحديدها بواسطة
00: 08: 03.20 كلاوس ناف وجيف روثستين هو الدعم الأيضي للمحاور.
00: 08: 07.06 لذلك تنتج الخلايا الدبقية قليلة التغصن منتجات حال للجلوكوز مثل اللاكتات
00: 08: 11.23 والبيروفات ، ويمكن بعد ذلك نشر هذه المنتجات من خلال
00: 08: 15.20 خلية قليلة التغصن ، من خلال غمد المايلين ، إلى المحور العصبي.
00: 08: 18.21 لذلك ، لنقول أن الخلايا قليلة التغصن تغذي المحاور بمنتجات الطاقة.
00: 08: 24.06 وظيفة أخرى مهمة هي تعديل الشبكات العصبية بواسطة المايلين.
00: 08: 31.04 إذن هناك دليل على ارتباط بعض المهام التي تم تعلمها
00: 08: 36.21 تشكيل غمد المايلين الجديد. على سبيل المثال ، أظهرت دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي ، العزف على البيانو
00: 08: 42.09 يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في المادة البيضاء وربما يرتبط بها
00: 08: 47.16 بغمد المايلين. لذا فإن المايلين مهم أيضًا لتغيير السلوك
00: 08: 53.01 لوظيفة الشبكات العصبية. سأتحدث الآن عن كيفية تكوين المايلين.
00: 09: 00.21 سأبدأ بالتطور الطبيعي قبل الذهاب إلى MS. لذلك ترى هنا
00: 09: 05.06 في هذه الصور ، الأزرق هو بقعة المايلين ويمكنك أن ترى كيف تبدأ في منطقة واحدة
00: 09: 11.22 ثم ينتشر داخل الدماغ. لذا فإن أشد مراحل
00: 09: 15.17 يتم إنتاج المايلين في السنة الأولى للإنسان ، وبعد ذلك يستمر
00: 09: 19.20 عدة سنوات أخرى حتى تمتلئ مناطق كبيرة من الدماغ بالمايلين. في وقت لاحق
00: 09: 24.19 المراحل ستكون الجزء الأمامي ، وهي القشرة الأمامية ، وكلما زادت
00: 09: 27.24 المناطق المعقدة هي النخاع الأحدث. لذا فإن عملية تكون الميالين هي خطوات متعددة
00: 09: 34.11 ، وسوف أقسم هذا إلى أربعة أجزاء مختلفة. لذا فإن الجزء الأول هو
00: 09: 40.11 مواصفات الخلايا السليفة قليلة التغصن. هذا الآن هو النخاع الشوكي
00: 09: 44.20 المقطع العرضي للماوس ، والمناطق الزرقاء هي المناطق التي توجد فيها OPCs
00: 09: 50.14 ولدت ، تم تحديدها. ويتوزعون داخل النخاع الشوكي وتكون المنطقة الحمراء
00: 09: 57.03 الموجة الثانية من OPCs التي تتشكل في منطقة ظهرية أكثر.
00: 10: 01.24 التي تتوزع أيضًا داخل منطقة العمود الفقري. نفس المبدأ ينطبق على الدماغ ،
00: 10: 07.04 حيث لديك مراكز مختلفة حيث يتم تحديد OPCs و
00: 10: 10.17 موزعة داخل الدماغ. هكذا تبدو في الدماغ ،
00: 10: 18.07 إذاً باللون الأبيض لديك OPCs ، فقد ولدوا في هذه المناطق القريبة
00: 10: 22.13 إلى البطينين. ثم تنتقل هذه الخلايا إلى الدماغ ،
00: 10: 27.12 تتكاثر وتستقر في مسافة متساوية
00: 10: 33.22 لبعضهم البعض. في النهاية هناك شبكة كثيفة من OPCs
00: 10: 38.02 في مرحلة البلوغ. الآن المرحلة الثالثة هي التفريق بين بعض هؤلاء
00: 10: 45.01 خلايا سلائف. يحدث هذا في خطوات مختلفة ، لذلك أولاً يكون لديك ملف
00: 10: 48.18 خلية سليفة ، ثم الخلية السابقة للميالين التي ما زلنا نواجه صعوبة
00: 10: 52.09 للتعرف ، ولكن بعد ذلك على الخلايا الدبقية قليلة التغصن النخاعية الناضجة. وهناك الكثير
00: 10: 57.11 العوامل التي يمكن أن تنظم عملية التمايز هذه. لن أخوض في التفاصيل ،
00: 11: 01.18 اذكر فقط أنها عوامل داخلية وخارجية. لذا فإن الجوهر
00: 11: 05.06 عوامل النسخ التي يجب تشغيلها بطريقة مختلفة
00: 11: 10.11 بطريقة ، والعوامل الخارجية تأتي من البيئة ، من غيرها
00: 11: 15.14 خلية. على سبيل المثال ، يجب إيقاف تشغيل إشارات Wnt أو إمدادها بالكهرباء
00: 11: 20.03 نشاط المحاور يعزز عملية التمايز. الاخير
00: 11: 26.03 العملية هي تكوين غمد المايلين. حتى عندما الخلايا
00: 11: 30.03 متمايزون ، أرسلوا العملية. وهذه العملية
00: 11: 33.15 يجب أن يتعرف الآن على المحاور لتكون النخاع ، الاعتراف
00: 11: 37.09 جزيئات العملية لم يتم تحديدها حتى الآن. مرة واحدة بهم
00: 11: 42.00 تم إنشاء مرفق التعرف ، ثم هذا الغشاء
00: 11: 46.11 يتحرك حول المحور العصبي بطريقة معينة. كيف تتحرك ، سأفعل
عرض 00: 11: 51.05 في هذا الفيديو. باللون الأخضر لديك محور عصبي في اليسار
00: 11: 56.02 الزاوية لديك خلية قليلة التغصن التي سترسل العملية.
00: 12: 00.03 وترى كيف ترتبط هذه العملية الآن بالمحور وتلتف
00: 12: 05.17 حوله ثم في نفس الوقت ، يوجد امتداد عبر الطبقات
00: 12: 10.19 من الداخل. إذن ، الطبقة الداخلية هي التي تتحرك في الواقع
00: 12: 13.17 المحور العصبي. الآن في آفة التصلب المتعدد ، هذه خطوات مختلفة
00: 12: 19.10 ، أو بعض هذه الخطوات. لذلك ترى الآفة الحادة
00: 12: 24.08 هنا ، تمت إزالة الميالين ، ترى فقط المحاور باللون الأخضر الآن.
00: 12: 28.04 ويتم الآن تجنيد الخلايا الأولية قليلة التغصن في
00: 12: 33.06 الآفة ، والتي تشير تمامًا كما كانت أثناء التطور ، ليست تمامًا
00: 12: 37.20 معروفة. ولكن ربما أيضًا إشارات من الخلايا الدبقية الصغيرة والضامة
00: 12: 41.21 سيساهم. بمجرد أن يستقروا في الآفة ، فإن الخطوة الثانية هي
00: 12: 49.00 تمايز هذه الخلايا. لذلك سوف يصبحون الآن أكثر تعقيدًا
00: 12: 52.02 وأرسل العمليات المختلفة التي ستلحق بالمحاور
00: 12: 55.21 ولف الغشاء حول المحور العصبي. الآن ليس كل الآفات
00: 13: 02.04 ناجحون في إعادة الميالين. وفي الحقيقة أقلية فقط.
00: 13: 06.22 غالبية الآفات تبدو هكذا. حيث توجد الآفة ، تمت إزالة الميالين ،
00: 13: 11.10 لديك بعض الخلايا السليفة قليلة التغصن في محيط
00: 13: 15.13 الآفة ، لم يصلوا إلى الآفة ، بدلاً من ذلك لديك
00: 13: 19.00 الآن الخلايا النجمية التي تكونت ندبة. هناك أيضا خارج الخلية
00: 13: 23.09 مكونات المصفوفة التي ترسبت داخل الآفة.
00: 13: 27.15 الآن سيكون من المهم داخل كل مريض معرفة أيهما
00: 13: 33.17 الآفات يمكن إعادة الميالين وأي الآفات تبقى مزمنة
00: 13: 38.15 الآفات غير القادرة على إعادة الميالين. لذلك سيكون التصوير بالرنين المغناطيسي هو الحل المثالي
قياسات 00: 13: 44.09 ، لكن للأسف ، لا يوجد تسلسل محدد يمكننا القيام به
00: 13: 48.04 التعرف على المايلين. ولكن تم إحراز تقدم مع 7 دراسات Tesla MRI.
00: 13: 53.01 وسأعرض عليكم دراسة قام بها دانيال رايش ، حيث هم
00: 13: 58.13 نظروا إلى مرضى مختلفين ونظروا إلى هذه الآفات لأكثر من
00: 14: 03.08 سنة واحدة. ونظر في تطور الآفات. للبساطة،
00: 14: 06.10 سوف أعرض لكم رسومًا كاريكاتورية عن هذا وليس صور التصوير بالرنين المغناطيسي الفعلية.
00: 14: 10.23 إذاً الصف العلوي الذي تراه باللون الأحمر هو الخلايا المناعية
00: 14: 15.12 تشكلت في هذه الآفة الحادة. الآن بعض هذه الخلايا المناعية
00: 14: 20.06 ستحل وستكون هناك حافة يمكن رؤيتها في التصوير بالرنين المغناطيسي ،
00: 14: 24.23 حافة مغناطيسية للخلايا المناعية عند الحواف. الآن إذا كانت هذه الحافة
00: 14: 29.19 يستمر ويرتبط بسوء الانتعاش ، لذلك مع عدم وجود إعادة الميالين.
00: 14: 35.07 لذلك تم توضيح ذلك في تشريح الجثة حيث كانت إحدى هذه الآفات
00: 14: 41.14 تحليلها بشكل أساسي. ويمكنك أن ترى بقعة المايلين باللون الأزرق مرة أخرى ،
00: 14: 45.09 ويمكنك رؤية الآفة منزوعة الميالين تمامًا وعند الحواف
00: 14: 49.05 هي هذه الحافة الملتهبة. وإذا ركزت في هذه الخلايا ، فسترى الضامة
00: 14: 53.21 محملة بالحديد. لذا فإن هذا مؤشر على ضعف الانتعاش لـ
00: 15: 00.06 آفة. لم تتطور كل الآفات بهذا الشكل ، لذلك كانت هناك أيضًا آفات
00: 15: 06.00 قادر على التعافي بمعايير التصوير بالرنين المغناطيسي. مرة أخرى ، الأحمر هو الالتهاب ، وترى هذا
00: 15: 12.11 حلقة مغناطيسية ، لكن هذه الحلقة الآن لا تستمر. العابر
00:15: 18.16 حلقة. وهذا يرتبط بتحسن الانتعاش. إذا كنت الآن مؤامرة هذه مختلفة
00: 15: 25.22 أنواع الآفات لمختلف المرضى ، ثم يظهر نمط مثير للاهتمام.
00: 15: 30.15 لذا المرضى الصغار ، أو أولئك الذين لديهم حافة مغناطيسية عابرة ،
00: 15: 35.00 لذا تعافى جيدًا ، والمرضى الأكبر سنًا هم أولئك الذين لديهم
00: 15: 39.21 انتعاش ضعيف. الآن لماذا تفشل عملية إعادة الميالين في مرض التصلب العصبي المتعدد؟
00: 15: 48.05 إذن إحدى الفرضيات في هذا المجال هي أن هناك كتلة تفاضل
00: 15: 51.21 في الآفة. لذلك يتم تجنيد OPCs بطريقة ما على حواف الآفة ،
00: 15: 55.15 ولكن الإشارات مفقودة والتي من شأنها توجيه الخلايا إلى التمايز
00: 16: 02.04 في الخلايا الدبقية قليلة التغصن النخاعية. لذلك بذلت الجهود ل
00: 16: 06.13 حدد المركبات التي يمكن أن تعزز تمايز الخلايا التائية والمختلفة
00: 16: 12.03 تم إجراء شاشات عالية الإنتاجية ، وبعض هذه الشاشات
00: 16: 15.21 تدخل الأدوية الآن أولى التجارب السريرية. على أمل ، بالطبع ، ذلك
00: 16: 20.22 سيكون لدينا بعض علاجات إعادة الميالين في المستقبل.
00: 16: 25.00 إذن ما أهمية إعادة الميالين؟ لقد ذكرت تلك إعادة الميالين
من المحتمل أن يكون 00: 16: 31.00 مهمًا للحفاظ على المحور العصبي على المدى الطويل.
00: 16: 35.07 إذن هيكل المحور العصبي ، ولكن أيضًا لتوفير محور عصبي
00: 16: 39.01 مع نواتج أيضية للهيكل والدعم. ليس فقط خسارة
00: 16: 44.24 يمكن أن يكون الميالين مشكلة ، ولكن أيضًا ضعف الميالين. لذا هنا لديك ملف
00: 16: 49.03 غلاف نقي ، وإذا ركزت في هذا الغلاف المايلين ، فهناك
00: 16: 53.00 المناطق التي يوجد بها بعض السيتوبلازم. وهذه المناطق السيتوبلازمية هي
00: 16: 56.12 مهم لاستقلاب غمد المايلين وأيضًا للحصول عليه
00: 17: 00.12 مستقلبات عبر غمد المايلين إلى المحور العصبي على الأرجح. و نحن
00: 17: 04.19 تعرف أن هذه الوظيفة للقناة السيتوبلازمية مرتبطة بـ
00: 17: 09.04 ظهور تنكس محور عصبي متأخر. إذا حدث هذا في مرض التصلب العصبي المتعدد غير معروف ، ولكن
00: 17: 14.10 هذا هو الاحتمال الثاني الذي يمكن أن يؤدي إليه خلل الميالين أيضًا
00: 17: 18.07 لتلف محور عصبي. في النهاية أريد أن ألخص النقاط الرئيسية ،
00: 17: 22.21 لذلك في مرض التصلب العصبي المتعدد ، مرض التصلب العصبي المتعدد ، هناك علم الأمراض البؤري الذي كان
00: 17: 27.23 ينتشر إلى علم أمراض أكثر شمولية. نحن نعلم أن إعادة الميالين
00: 17: 33.04 غير كافٍ في مرض التصلب العصبي المتعدد ، لذلك فإن معظم الآفات في الواقع لا تتم إعادة تشكيلها.
00: 17: 38.01 إعادة الميالين هي عملية تلخص العديد من الخطوات
00: 17: 42.15 التي تحدث في التطور ، وإعادة الميالين مهمة
00: 17: 47.05 ربما للحفاظ على بقاء المحاور على المدى الطويل.
00: 17: 52.17 وسوف أنهي هنا ، شكرًا جزيلاً لكم على اهتمامكم.


تعريف غمد المايلين

غمد المايلين عبارة عن غلاف يتكون من دهون وبروتين (غشاء بلازما) ملفوف حول ألياف تسمى المحاور. يقع داخل الجهاز العصبي المركزي ، وهو المسؤول عن نقل الرسائل الكهربائية من وإلى الدماغ وأجزاء أخرى من جسمك ، وتتمثل وظيفة غلاف الميالين في حماية هذه الألياف وتحسين أدائها.

ما هو محور عصبي؟

تحمل المحاور العصبية إشارات عصبية إلى الغدد والعضلات والخلايا العصبية الأخرى من الجسم العصبي الرئيسي. يمكن أن يتفاوت طولها بشكل كبير (من 1 مليمتر إلى 1 متر) ، وعندما يتم تجميعها معًا ، فإنها تنشئ شبكة من الأعصاب التي تخلق مسارًا لنبضات عصبية كهربائية مختلفة تنتقل حول جسمك.

هذا هو السبب في وظيفة غمد المايلين لعزل هذه النبضات وحمايتها ، وبالتالي يتم تعزيز نقل النبضات الكهربائية في جميع أنحاء الجسم. بشكل أساسي ، يعمل مثل الغطاء العازل الذي ستجده حول الأسلاك الكهربائية في منزلك.

تمامًا مثل هذه الأسلاك الكهربائية ، في حالة تلف المايلين ، يتم إبطاء عمليات النقل - وهي العملية التي شوهدت في عدد من الحالات العصبية ، مثل مرض التصلب العصبي المتعدد.


لمحة عامة عن الجهاز العصبي

يتكون الجهاز العصبي من جزأين متميزين: الجهاز العصبي المركزي (الدماغ والحبل الشوكي) والجهاز العصبي المحيطي (الأعصاب خارج الدماغ والحبل الشوكي).

الوحدة الأساسية للجهاز العصبي هي الخلية العصبية (العصبون). تتكون الخلايا العصبية من جسم خلية كبير ونوعين من الألياف العصبية:

محور عصبي: ألياف عصبية طويلة ونحيلة تنطلق من خلية عصبية ويمكن أن ترسل رسائل كنبضات كهربائية إلى الخلايا العصبية والعضلات الأخرى

التشعبات: فروع الخلايا العصبية التي تتلقى النبضات الكهربائية

عادة ، تنقل الأعصاب النبضات كهربائيا في اتجاه واحد - من محور إرسال النبضات لخلية عصبية واحدة (وتسمى أيضًا الخلايا العصبية) إلى التشعبات المستقبلة للدفعة للخلية العصبية التالية. عند نقاط الاتصال بين الخلايا العصبية (المشابك العصبية) ، يفرز المحور العصبي كميات صغيرة من المرسلات الكيميائية (الناقلات العصبية). تحفز الناقلات العصبية المستقبلات الموجودة على تشعبات الخلايا العصبية التالية لإنتاج تيار كهربائي جديد. تستخدم أنواع مختلفة من الأعصاب نواقل عصبية مختلفة لنقل النبضات عبر المشابك. تحفز بعض النبضات الخلية العصبية التالية ، بينما يمنعها البعض الآخر.

يحتوي المخ والحبل الشوكي أيضًا على خلايا داعمة تسمى الخلايا الدبقية. تختلف هذه الخلايا عن الخلايا العصبية ولا تنتج نبضات كهربائية. هناك عدة أنواع منها ما يلي:

الخلايا النجمية: توفر هذه الخلايا العناصر الغذائية للخلايا العصبية وتتحكم في التركيب الكيميائي للسوائل حول الخلايا العصبية ، مما يتيح لها النمو. يمكنهم تنظيم النواقل العصبية والبيئة الكيميائية الخارجية حول الخلايا العصبية للتأثير على عدد المرات التي ترسل فيها الخلايا العصبية النبضات وبالتالي تنظيم مدى نشاط مجموعات الخلايا العصبية.

خلايا البطانة العصبية: تتشكل هذه الخلايا على طول المناطق المفتوحة في الدماغ والحبل الشوكي لتكوين وإطلاق السائل الدماغي النخاعي ، والذي يغمر خلايا الجهاز العصبي.

الخلايا السلفية الدبقية: يمكن لهذه الخلايا إنتاج خلايا نجمية وخلايا قليلة التغصن جديدة لتحل محل تلك التي دمرت بسبب الإصابات أو الاضطرابات. توجد الخلايا السلفية الدبقية في جميع أنحاء الدماغ عند البالغين.

الخلايا الدبقية الصغيرة: تساعد هذه الخلايا في حماية الدماغ من الإصابة وتساعد في إزالة الحطام من الخلايا الميتة. يمكن لهذه الخلايا أن تتحرك في الجهاز العصبي ويمكن أن تتكاثر لحماية الدماغ أثناء الإصابة.

قليلة التغصن: تشكل هذه الخلايا غلافًا حول محاور الخلايا العصبية وتصنع غشاءًا متخصصًا يسمى المايلين ، وهي مادة دهنية تعزل المحاور العصبية وتسرع من توصيل النبضات على طول الألياف العصبية.

خلايا شوان هي أيضًا خلايا دبقية. ومع ذلك ، فإن هذه الخلايا موجودة في الجهاز العصبي المحيطي وليس في الدماغ والحبل الشوكي. تشبه هذه الخلايا الخلايا الدبقية قليلة التغصن وتصنع المايلين لعزل محاور عصبية في الجهاز العصبي المحيطي.

يتكون الدماغ والحبل الشوكي من رمادي و مادة بيضاء.

مسالة رمادية او غير واضحة يتكون من أجسام الخلايا العصبية والتغصنات والمحاور والخلايا الدبقية والشعيرات الدموية (أصغر الأوعية الدموية في الجسم).

المادة البيضاء يحتوي على عدد قليل جدًا من الخلايا العصبية نسبيًا ويتكون أساسًا من محاور ملفوفة بالعديد من طبقات المايلين والخلايا قليلة التغصن التي تصنع المايلين. المايلين هو ما يجعل المادة البيضاء بيضاء. (تعمل طبقة المايلين حول المحور العصبي على تسريع توصيل النبضات العصبية - انظر الأعصاب.)

تعمل الخلايا العصبية بشكل روتيني على زيادة أو تقليل عدد الاتصالات التي تربطها بالخلايا العصبية الأخرى. قد تشرح هذه العملية جزئيًا كيف يتعلم الناس ويتكيفون ويشكلون الذكريات. لكن نادرًا ما ينتج المخ والحبل الشوكي خلايا عصبية جديدة. الاستثناء هو الحُصين ، وهي منطقة من الدماغ تشارك في تكوين الذاكرة.

الجهاز العصبي هو نظام اتصال معقد للغاية يمكنه إرسال واستقبال كميات هائلة من المعلومات في وقت واحد. ومع ذلك ، فإن النظام عرضة للأمراض والإصابات ، كما في الأمثلة التالية:

قد تلتهب الخلايا قليلة التغصن وتضيع ، مما يسبب التصلب المتعدد.

يمكن أن تصيب البكتيريا أو الفيروسات الدماغ أو النخاع الشوكي ، مسببة التهاب الدماغ أو التهاب السحايا.

يمكن أن يؤدي انسداد تدفق الدم إلى الدماغ إلى حدوث سكتة دماغية.

يمكن أن تسبب الإصابات أو الأورام أضرارًا هيكلية للدماغ أو النخاع الشوكي.


يستغل الميلين انتقالات الطور لقيادة التجميع

تكوّن الميالين. الائتمان: www.anatomybox.com

تعد القدرة على بناء أغلفة المايلين المعقدة حول المحاور أحد أعظم اختراعات الفقاريات منذ الفك المفصلي.

وفقًا لإحدى النظريات ، عندما بدأت placoderms (أول سمكة مفصلية الفك) في التطور إلى مخلوقات ذات حجم هائل ، لم يتم استدعاء الإستراتيجية المعتادة لزيادة سرعة النبضات العصبية ، أي استخدام محاور بدنية. بدلاً من ذلك ، تمت تلبية مطالب السرعة في المسارات الحرجة ، مثل نظامها الحركي الذي يبلغ طوله 10 أضعاف الآن ، من خلال تطوير هياكل المايلين المتقنة التي تلتف حول المحاور لعزلها. ولكن كيف تتشكل هذه الهياكل البلورية المدمجة ، ومن أين تستمد الطاقة اللازمة للقيام بذلك؟ جاءت بعض الدلائل الأولى للإجابة على هذه الأسئلة من الباحثين في جوتنجن بألمانيا ، الذين اقترحوا أن تجميع غشاء المايلين مدفوع بانتقال طوري لبروتين المايلين الأساسي (MBP) إلى شبكة بروتين متماسكة. أحدث أعمالهم ، نُشرت للتو في بلوس علم الأحياء، يشير إلى أنه مع سحاب أغشية المايلين معًا ، يتم بثق البروتينات الأخرى غير MBP من خلال تفاعلات مسعورة محددة مماثلة لهياكل صفائح بيتا التي لوحظت في تجميع الأميلويد.

يحتوي الميالين على حوالي 80٪ من الدهون بالوزن الجاف ، وتشكل MBP معظم الكتلة المتبقية. تتبع الباحثون انتشار MBP المسمى بصريًا في خلايا النخاع المزروعة ، للتحقق من تجميعها. بالإضافة إلى التركيز الحرج ، وجد أن MBP تتبلمر بسرعة في شبكة تعمل على ضغط معظم البروتينات الأخرى. ثم يعمل تكوين هذه المجمعات قليلة القسيمات الكبيرة على سحب أسطح الغشاء السيتوبلازمي المتقابلة معًا. وجد الباحثون أن هذا الانتقال كان قابلاً للانعكاس عند معالجة الأس الهيدروجيني.

تمكن الباحثون أيضًا من إظهار أن القدرة الكامنة على تحفيز انتقالات الطور كانت تعتمد على التفاعلات الكارهة للماء بوساطة بقايا فينيل ألانين في مواضع محددة من الأحماض الأمينية في MBP. أدى تحويل هذه البقايا إلى سيرينات من خلال التلاعب الجيني إلى إلغاء التحولات بطريقة مشابهة لتلك التي شوهدت في تجميع صفائح بيتا أميلويد.

هذه الأنواع من الدراسات هي تحويل منعش من دراسات "من-يربط-من" الأكثر نموذجية والتي تستمر في السيطرة على الكثير من بيولوجيا الخلية. لاحظ المؤلفون أنه في حين أن هناك الآن ثروة من المعرفة حول تفاعل جزيئي معين داخل المجمعات الجزيئية ، فإن القواعد التي تدفع الفصل في المجموعات لم يتم تحديدها بعد. تمت ملاحظة أنواع مماثلة من انتقالات الطور لتلك الموصوفة هنا مؤخرًا لبروتينات أخرى قابلة للذوبان داخل العصارة الخلوية. على سبيل المثال ، تم العثور على هذه الأنواع من التحولات لمجالات تكرار FG المتماسكة في مجمعات المسام النووية ، والتكوين الحيوي لحبيبات السلالة الجرثومية P ، وفي تجميع مجمعات إشارات القشرة الخلوية الأخرى.

إن استبعاد تعقيد عملية تكوين الميالين باعتباره مجرد تسريع للتوصيل من خلال العزل وانخفاض السعة ، هو تجاهل القرائن المهمة حول كيفية تنظيم الدماغ ، وكيف يتطور من خلال التغييرات الهيكلية. عادةً ما يتوقف علماء الأعصاب قليلاً لفحص بعض الأحداث الهندسية الأساسية المتعلقة بتكوين النخاع ، على سبيل المثال ، اتجاه التفاف المايلين. أثناء السير على محور عصبي ، هل تميل مقاطع الميالين المتتالية إلى الالتفاف في نفس الاتجاه؟ إذا فعلوا ذلك ، فهل من الغريب أن نقترح أن أحد العوامل المساهمة في عملية التفاف المايلين التي لا يمكن تفسيرها حاليًا (والتي يبدو أنها تتقدم في الغلاف الداخلي) ، سيكون افتراض أن المحاور قد تمارس عزم دوران ضئيل ، ربما بوساطة الهيكل العظمي والغشاء هل تعلق عندما يطلقون النار؟

هل تفضل جميع "أذرع" خلية قليلة التغصن أن تلتف في نفس الاتجاه؟ الحرية الفنية في هذا السؤال لم تثبت بعد من خلال الدراسة العلمية. عندما تمتد عمليات الميالين لأول مرة ، فإنها تكون مدفوعة بالهيكل الخلوي. في جسم الخلية ، نعلم أن الأقطاب المفضلة موجودة ، ربما تكون بتعليمات مركزية ، وأنها ضرورية لتنظيم بنية الخلية. في أي نقطة ، إن وجدت ، هل تصبح هذه التأثيرات الاتجاهية متناحرة ، وبالتالي ما هي القوة أو التحيزات التي قد تمتلكها الخلايا الدبقية قليلة التغصن على بنية محور عصبي في المادة البيضاء؟

من وجهة نظر تطورية ، لا يزال يتعين اكتشاف الكثير حول أصول الخلايا الدبقية قليلة التغصن في الجهاز العصبي المركزي ، وخلايا شوان في الأطراف. مما لا شك فيه أنها تشترك في أصول النسب الخلوية والبرامج التنموية ومجموعات أدوات البروتين ، ومع ذلك ما زلنا نفتقر إلى فهم المقايضات التي تنطوي عليها عملية تكوّن المايلين أحادي الخلية لخلايا شوان مقابل النهج متعدد الأسلحة للخلايا قليلة التغصن.

في كثير من الأحيان في علم الأحياء ، كما كان الحال هنا أيضًا ، تأتي دراسة خروج قاضية لجين واحد وتلقي بالماء البارد على آلية عمل شُيِّدت بشق الأنفس لبروتين معين. في الواقع ، لا يمكن أن تكون MBP هي القصة الكاملة لتكوين الميالين لأن الفئران التي خرجت من المغلوب لا تزال قادرة على تكوين المايلين ، على الأقل إلى حد محدود. نعمة الحفظ هنا هي أنه ، عادة ، الآليات الزائدة والتكميلية تكشف عن نفسها في شكل أشكال إسوية مختلفة ، أو من الجينات غير المعروفة التي تبدأ لتحمل الركود في الحيوان الطافرة. غالبًا ما تعمل هذه النسخ الاحتياطية بنفس الطريقة التي يعمل بها المسار الأصلي. في أوقات أخرى ، كما يتضح من الطرق العديدة التي يمكن للأجنة النامية أن تنسق فيها الأحداث الحرجة ، يتم استخدام فيزياء مختلفة تمامًا.

لا يزال السؤال حول مكان ظهور طاقة الميالين قائما. لقد ثبت أن القوى الحتمية تلعب دورًا في العديد من مجالات علم الأحياء ، وخاصة أنواع معينة من تغيرات الطور ، وقد يكون لها فائدة هنا أيضًا. تم إجراء الكثير من العمل على انتقالات درجة الحرارة وسيولة دهون المايلين ، وكذلك العمل على النقل الخارجي للمكونات بين المحاور ومُحَوِّلات النخاع. سيكون الجمع بين العمل والأفكار في هذه المجالات المختلفة ذا قيمة كبيرة في فهم القصة الأكبر للميالين ووظيفته في الدماغ.


أعراض التصلب المتعدد

غالبًا ما يكون أول أعراض التصلب المتعدد هو عدم وضوح الرؤية أو ازدواجها.

تشمل الأعراض الشائعة الأخرى:

  • لن يعاني كل شخص مصاب بالتصلب المتعدد من كل هذه الأعراض. معظم الناس لديهم القليل منهم فقط. ضعف العضلات أو تصلبها
  • تشنجات عضلية مؤلمة
  • مشكلة في المشي
  • وخز أو تنميل في الذراعين أو الساقين أو الجذع أو الوجه
  • صعوبة في الحفاظ على التوازن
  • مشكلة في التفكير والذاكرة
  • مشكلة في الكلام
  • دوخة
  • التعب العقلي أو الجسدي
  • رعشه
  • كآبة
  • الضحك أو البكاء غير المناسب ، لا علاقة له بالمزاج
  • مشاكل في السيطرة على حركات المثانة أو الأمعاء
  • الضعف الجنسي لدى الرجال.

دعم المعلومات

بيانات S1. القيم العددية التي تم استخدامها لإنشاء الرسوم البيانية لجميع الأشكال والأرقام التكميلية بتنسيق Excel (xlsx).

S1 التين. تصوير عمر مضان ثنائي الفوتون لمستشعر ATP ATeam 1.03 YEMK في الأعصاب البصرية.

(أ) شدة إشارة مستشعر ATP ، مشفرة بالألوان كما هو موضح في الشكل الداخلي. شريط النطاق: 50 ميكرومتر. (ب) نسبة F / C لمستشعر ATP ، والتي تدل على تركيز ATP ، مشفر بالألوان كما هو موضح في الشكل الداخلي. شريط النطاق: 50 ميكرومتر. (ج) عمر مضان لمستشعر ATP في أ Plp وزن / ص (يسار) وأ Plp null / y (الأيمن) العصب البصري ، مشفر اللون كما هو موضح في الشكل الداخلي. شريط النطاق: 50 ميكرومتر. تُظهر الصورة الموجودة في الدائرة تكبيرًا للمنطقة المحاطة بدائرة ، مما يبرز الاختلافات في عمر التألق في التورمات المحورية.

S2 الشكل. معايرة مستشعر ATP ATeam1.03 YEMK في خلايا HEK293.

HEK293 cells were patch-clamped using intracellular pipette solutions with different concentrations of ATP and imaged using 2-photon FLIM and the same imaging conditions as described for the optic nerves. A clear and direct dependency of fluorescence lifetime on ATP concentration was observed. ن = 5, 3, 4, 2, 3, 2, and 2 cells from low to high concentration of ATP. Shown is the mean ± SEM. Data underlying this figure can be found in S1 Data.

S3 Fig. Phasor analysis of the fluorescence lifetime.

(A) Phasor analysis showing an increase in the fluorescence lifetime in the Plp null/y axons as indicated by a left shift along the ز (mcosɸ) axis. (B) Phasor analysis indicating the maximum shift along the ز (mcosɸ) axis of the fluorescence decay in the axons during MB+GD. The phasor analysis was performed on the same set of optic nerves as in Fig 2.

S4 Fig. Technical controls for ATP imaging.

(A and B) To address the contribution of tissue autofluorescence (autofl.) to the signal of the ATP sensor in confocal microscopy, wild-type nerves lacking ATP sensor expression (ن = 4 optic nerves) were imaged using the same imaging conditions used for imaging the ATP sensor in optic nerves of ThyAT mice. The signal is much lower for all 3 imaging channels (A normalized to the mean basal fluorescence signal in each channel observed in optic nerves expressing the ATP sensor) and is unchanged during MB+GD (B, normalized to the fluorescence prior to MB+GD). (C) Imaging of wild-type nerves (ن = 3) using FLIM and the same settings used for imaging the ATP sensor did not result in any signal, thereby excluding a contribution of tissue autofluorescence to the fluorescence lifetime measurements of the ATP sensor. The inset shows the instrument response function (IRF). (D and E) To study the pH dependency of the fluorescence lifetime of the ATP sensor, HEK293 cells were permeabilized for protons using nigericin and gramicidin and incubated in solutions with different pH. The intracellular pH is shifted accordingly, as monitored by the pH-sensitive dye SNARF-5F (D data normalized to the SNARF-5F signal at pH 7.4 ن = 4 and 3 experiments with a total of 399 and 299 cells for pH 6.8 and pH 8.0, respectively). When the intracellular pH of HEK293 cells expressing the ATP-binding-deficient version of the ATP sensor, AT1.03 R122K/R126K , was modulated accordingly, the fluorescence lifetime of the ATP sensor was slightly affected (E ن = 6 experiments corresponding to the mean of 27 to 42 cells per experiment ***p < 0.001, ANOVA repeated measurements, Tukey’s post hoc test). (F) During MB+GD the signal in the YFP channel remains almost invariable and shows no difference between control (Ctrl) and Plp null/y mice. ن = 7 and 4 optic nerves from ن = 7 and 4 mice for Ctrl and Plp null/y mice, respectively. p > 0.05, Student ر اختبار. Data underlying this figure can be found in S1 Data.

S5 Fig. Different types of analysis reveal the same mean fluorescence lifetime.

Both the analysis used for calculation of the coefficient of variation of the fluorescence lifetime across pixels in an individual axon [Ax (single)] and across axons in an individual nerve [Ax (nerve)] reveal the same mean fluorescence lifetime as the analysis of the whole optic nerve [ON (whole) same data as in Fig 2D], suggesting that the subsampling of manually segmented axons provides a representative set of axons 88 and 79 axons from ن = 9 and 8 nerves each from ن = 5 and 4 animals each were analyzed for control and Plp null/y nerves, respectively. n.s.: p > 0.05, ANOVA, Tukey’s post hoc test. Data underlying this figure can be found in S1 Data.

S6 Fig. Analysis of ATP levels in Plp null/wt mice.

في Plp null/wt mice each oligodendrocyte inactivates either the wild-type or the mutant allele of the X-chromosomal Plp gene, leading to a mosaic expression of PLP. (A) The fluorescence lifetime of the ATP sensor in axons of optic nerves from Plp null/wt mice (i.e., heterozygous for Plp) is intermediate between that of control and Plp null/y (i.e., Plp knockout) mice, indicative of an intermediate mean basal concentration of ATP. Data of control (Ctrl) and Plp null/y mice are the same as in Fig 2D and are shown here for better comparison only. ن = 7 optic nerves from ن = 4 mice for Plp null/wt mice. **p < 0.01, ***p < 0.001 ANOVA, Tukey’s post hoc test. (B) The coefficient of variation (CV) of the ATP sensor signal also provides evidence of an intermediate phenotype of Plp null/wt mice 136 and 229 stretches of axons (each 20–25 μm long) from 3 and 6 optic nerves were included in this analysis for Ctrl and Plp null/wt mice, respectively. Data for Plp null/y mice are the same as in Fig 2F and are shown here for better comparison only. *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001 ANOVA on ranks, Dunn’s post hoc test. Data underlying this figure can be found in S1 Data.

S1 Movie. Movie showing the 3D reconstruction of a cytoplasmic channel in a Plp null/y optic nerve.

The 3D dataset was acquired with a focused ion beam scanning electron microscope. MIB and IMOD were used to reconstruct different parts of an axon manually. Abaxonal myelin (blue), inner myelin with cytoplasmic channels (yellow), axon (light blue), and organelle-like structures in between the myelin sheaths (purple) are shown. Scale bar: 500 nm.

S1 Raw images. Annotated raw images of the Western blots shown in Fig 6.

Original, uncropped, and minimally adjusted images of the Western blot data shown in Fig 6.


Nervous System and Behavioral Toxicology

M. Aschner , A.D. Toews , in Comprehensive Toxicology , 2010

13.11.1.3 Composition

Myelin of the CNS is about 70% lipid and the composition of myelin of the PNS is even more biased, with almost 80% of it as lipid. This is in contrast to most plasma membranes, which have a 50% or greater content of protein. The high proportion of lipid makes myelin preferentially vulnerable to toxicants that are hydrophobic in nature and can accumulate in the myelin sheath. The lipid composition of myelin of the CNS and PNS is similar qualitatively, although there are some quantitative differences. In each case, major lipids include cholesterol, cerebroside (galactosylceramide, a sphingolipid found in high concentrations only in the myelin sheath), and various phospholipids. The phospholipid composition is unusual in that most of the ethanolamine phosphatides are present as plasmalogens (glycerophospholipids in which the hydrocarbon moiety at the first carbon has a vinyl–ether linkage rather than the more generally found ester bond).

Although there are minor differences in lipid composition between CNS and PNS myelin, they are not as dramatic as the differences in the composition of structural proteins. In the CNS, an unusual and highly hydrophobic protein called proteolipid protein predominates, with myelin basic protein (MBP) next in quantitative significance. The latter protein exists in several forms as a result of alternative splicing of a common mRNA precursor. MBP has long been of interest because it is antigenic and can be made the target of an experimentally induced autoimmune disorder known as experimental allergic encephalomyelitis. This highly antigenic protein is partially hidden from the immune surveillance system and, if immune cells become sensitized to it by injection of the antigen, in the presence of nonspecific adjuvant, they may attack myelin. Thus, it is possible that this antigen plays a role in natural autoimmune disorders immune reaction to MBP may even exist as a complication of traumatic or toxicant-induced disorders in which the blood–brain barrier is breached and myelin is exposed to the immune system. Research ( van der Veen وآخرون. 1986 ) suggests that myelin proteolipid protein may also be used to induce experimental allergic encephalomyelitis.

Peripheral myelin contains some of the same proteins as does myelin of the CNS. Proteolipid protein, however, is absent. Instead, the major protein present is P0 protein, which, surprisingly, has little in common with proteolipid protein in terms of its physical properties. These, and other myelin proteins, have been cloned and cDNA sequences are available. There is also some gene structure information for a number of them. A number of human and animal diseases are the result of mutations in some of these myelin protein genes. There is a suggestion that neurotoxicity of methylmercury is related to the properties of a myelin-specific protein ( Ozaki وآخرون. 1993 ).

Although the structural proteins of myelin account for the majority of the protein, there are a large number of proteins that, even though intrinsic to myelin, do not appear to have primarily structural roles. Some of these, such as myelin-associated glycoprotein (usually referred to as MAG), may have a role in recognition between Schwann cells and axons. Another important component is 2′,3′-cyclic nucleotide phosphodiesterase, so called because of its activity against an artificial substrate (a nonphysiological activity since naturally occurring cyclic nucleotides are of 3′,5′ structure). Studies suggest this protein may play a role in the cytoskeletal network supporting myelin ( De Angelis and Braun 1994 ) and, indeed, some cytoskeletal proteins (e.g., tubulin Gozes and Richter-Landsberg 1978 ) are present in myelin. Importantly, myelin also contains enzymes that function in lipid metabolism ( Ledeen 1992 ). Of special interest with respect to mechanisms of neurotoxicity is the presence of carbonic anhydrase, which is postulated to have a role in ion transport, at the periaxolemmal domain ( Sapirstein وآخرون. 1993 ).


Megaloblastic Anemia

Neuropsychiatric Manifestation

Impaired myelin synthesis due to lower succinyl-CoA production in a Cbl deficiency state is the presumptive theory behind subacute combined degeneration of posterior and lateral spinal column. Defective myelin formation will affect long neurons carrying sensory signals from legs more than shorter ones in arms, resulting in a symmetrical loss of sensory functions mostly in the lower extremity. Paresthesia and ataxia with loss of position and vibration sense are the hallmarks of this syndrome. More severe cases of Cbl deficiency can end up with spasticity, clonus, and urinary incontinency. In addition, psychosis, memory loss, and dementia can develop. Interestingly, the neuropsychiatric manifestation can occur in the absence of MGA. Importantly, in cases of malnutrition with combined deficiency of vitamin B12 and folate, replacement of folate alone can normalize RBC indices, thereby allowing progression of neurological defects by masking underlying Cbl deficiency. For that reason, checking vitamin B12 level is required before administering folate supplementation for a patient with MGA.


Neural activity promotes brain plasticity through myelin growth, researchers find

The brain is a wonderfully flexible and adaptive learning tool. For decades, researchers have known that this flexibility, called plasticity, comes from selective strengthening of well-used synapses — the connections between nerve cells.

Now, researchers at the Stanford University School of Medicine have demonstrated that brain plasticity also comes from another mechanism: activity-dependent changes in the cells that insulate neural fibers and make them more efficient. These cells form a specialized type of insulation called myelin.

“The findings illustrate a form of neural plasticity based in myelin, and future work on the molecular mechanisms responsible may ultimately shed light on a broad range of neurological and psychiatric diseases,” said Monje.

“Myelin plasticity is a fascinating concept that may help to explain how the brain adapts in response to experience or training,” said Michelle Monje, MD, PhD, assistant professor of neurology and neurological sciences.

The researchers’ findings are described in a paper published online April 10 in ساينس اكسبريس.

“The findings illustrate a form of neural plasticity based in myelin, and future work on the molecular mechanisms responsible may ultimately shed light on a broad range of neurological and psychiatric diseases,” said Monje, senior author of the paper. The lead authors of the study are Stanford postdoctoral scholar Erin Gibson, PhD, and graduate student David Purger.

Sending neural impulses quickly down a long nerve fiber requires insulation with myelin, which is formed by a cell called an oligodendrocyte that wraps itself around a neuron. Even small changes in the structure of this insulating sheath, such as changes in its thickness, can dramatically affect the speed of neural-impulse conduction. Demyelinating disorders, such as multiple sclerosis, attack these cells and degrade nerve transmission, especially over long distances.

Myelin-insulated nerve fibers make up the “white matter” of the brain, the vast tracts that connect one information-processing area of the brain to another. “If you think of the brain’s infrastructure as a city, the white matter is like the roads, highways and freeways that connect one place to another,” Monje said.

In the study, Monje and her colleagues showed that nerve activity prompts oligodendrocyte precursor cell proliferation and differentiation into myelin-forming oligodendrocytes. Neuronal activity also causes an increase in the thickness of the myelin sheaths within the active neural circuit, making signal transmission along the neural fiber more efficient. It’s much like a system for improving traffic flow along roadways that are heavily used, Monje said. And as with a transportation system, improving the routes that are most productive makes the whole system more efficient.

In recent years, researchers have seen clues that nerve cell activity could promote the growth of myelin insulation. There have been studies that showed a correlation between experience and myelin dynamics, and studies of isolated cells in a dish suggesting a relationship between neuronal activity and myelination. But there has been no way to show that neuronal activity directly causes myelin changes in an intact brain. “You can’t really implant an electrode in the brain to answer this question because the resulting injury changes the behavior of the cells,” Monje said.

The solution was a relatively new and radical technique called optogenetics. Scientists insert genes for a light-sensitive ion channel into a specific group of neurons. Those neurons can be made to fire when exposed to particular wavelengths of light. In the study, Monje and her colleagues used mice with light-sensitive ion channels in an area of their brains that controls movement. The scientists could then turn on and off certain movement behaviors in the mice by turning on and off the light. Because the light diffuses from a source placed at the surface of the brain down to the neurons being studied, there was no need to insert a probe directly next to the neurons, which would have created an injury.

By directly stimulating the neurons with light, the researchers were able to show it was the activation of the neurons that prompted the myelin-forming cells to respond.

Further research could reveal exactly how activity promotes oligodendrocyte-precursor-cell proliferation and maturation, as well as dynamic changes in myelin. Such a molecular understanding could help researchers develop therapeutic strategies that promote myelin repair in diseases in which myelin is degraded, such as multiple sclerosis, the leukodystrophies and spinal cord injury.

“Conversely, when growth of these cells is dysregulated, how does that contribute to disease?” Monje said. One particular area of interest for her is a childhood brain cancer called diffuse intrinsic pontine glioma. The cancer, which usually strikes children between 5 and 9 years old and is inevitably fatal, occurs when the brain myelination that normally takes place as kids become more physically coordinated goes awry, and the brain cells grow out of control.

Other Stanford co-authors of the paper are Hannes Vogel, MD, professor of pathology and of pediatrics Ben Barres, MD, PhD, professor and chair of neurobiology, as well as professor of developmental biology and of neurology and neurological sciences postdoctoral scholar Bradley Zuchero, PhD graduate students Christopher Mount, Grant Lin, Lauren Wood and Gregor Bieri and undergraduate students Andrea Goldstein, Sarah Miller and Ingrid Inema.

This research was funded by the National Institutes of Health (K08NS070926 and R01EY10257) the California Institute for Regenerative Medicine Alex’s Lemonade Stand Foundation the McKenna Claire Foundation The Cure Starts Now the Lyla Nsouli Foundation the Dylan Jewett, Connor Johnson, Zoey Ganesh, Dylan Frick, Abigail Jensen, Wayland Villars and Jennifer Kranz Memorial Funds the Ludwig Foundation the Stanford Medical Scientist Training Program the Stanford Institute for Neuro-Innovation and Translational Neurosciences the Lucile Packard Foundation for Children’s Health Stanford’s Clinical and Translational Science Award (UL1RR025744) the Howard Hughes Medical Institute Fellowship of the Life Sciences Research Foundation the Bezos Family Foundation the Child Health Research Institute at Stanford and the Anne T. and Robert M. Bass Endowed Faculty Scholarship.


شاهد الفيديو: الصنع المتقن - هكذا ينتقل السيال العصبي على طول محور الخلية العصبية Reizweiterleitung (قد 2022).