Forskere har funnet ut den molekylære mekanismen bak myelinisering av aksoner

Forskere har funnet ut den molekylære signalmekanismen som utløser oppbyggingen av «elektrisk isolasjon» i nevroner. Dette har igjen en gunstig effekt på funksjonene til sentralnervesystemet (CNS), spesielt hjernen.

Eksperimentet med musenevroner ble utført av forskere fra det amerikanske National Institutes of Health (NIH). Hovedmålet var å finne ut hvordan nevronenes arbeid gjenspeiles i veksten av deres isolerende kappe, og hva som gir et signal for slik vekst? Eller rettere sagt, kappestrukturene er selvfølgelig ikke kroppene til nevroner, men aksoner – disse lange utløpene av nerveceller som bærer «meldinger» til andre celler.

Det er kjent at naboceller – oligodendrocytter – er ansvarlige for dannelsen av myelinskjeden til axoner i sentralnervesystemet. Myelinen de produserer er viklet rundt axonet og fungerer som "elektrisk isolasjon for kabelen". Tilstedeværelsen av en slik kappe (myelinisering) øker hastigheten på nerveimpulsoverføringen med en størrelsesorden.

Denne prosessen i det menneskelige sentralnervesystemet og hjernen er mest intensiv fra fødselen til omtrent 20 år, når en person konsekvent lærer å holde hodet, gå, snakke, resonnere logisk og så videre. Tvert imot, ved en rekke sykdommer (som multippel sklerose) ødelegges myelinskjedene i axonene, noe som forverrer hjernens og sentralnervesystemets funksjon.

Å forstå mekanismen bak myeliniseringsinitiering vil bidra til å utvikle legemidler mot slike sykdommer og forlenge aktiv ungdomstid.

I en serie eksperimenter med nevroner i en petriskål, slo biologer fra USA fast følgende. Det primære signalet for myelinisering er den elektriske aktiviteten til selve nevronet. Jo høyere det er, desto mer myelin vil det motta.

Under elektrisk stimulering frigjorde de dyrkede nervecellene en nevrotransmitter, glutamat. Det var en oppfordring til oligodendrocytter plassert i samme miljø. Sistnevnte dannet kontaktpunkter med aksonet, begynte å utveksle kjemiske signaler med det, og begynte til slutt å lukke det med en myelinskjede.

I dette tilfellet ble det praktisk talt ikke dannet isolasjon rundt et bestemt akson i en nervecelle hvis aksonet ikke var elektrisk aktivt. På samme måte stoppet prosessen fullstendig opp hvis forskere kunstig blokkerte frigjøringen av glutamat i nevronet, rapporterer Medical Xpress.

Det viser seg at de mest aktive aksonene i hjernen får kraftig myelinisolasjon, noe som gjør at de kan fungere enda mer effektivt. Og signalstoffet glutamat spiller en viktig rolle i denne prosessen. (Resultatene av arbeidet er publisert i Science Express.)

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]