Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.7: Glia cellen
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Glial Cells
 
TRANSCRIPT

18.7: Glial Cells

18.7: Glia cellen

Overview

Glial cells are one of the two main types of cells in the nervous system. Glia cells comprise astrocytes, oligodendrocytes, microglia, and ependymal cells in the central nervous system, and satellite and Schwann cells in the peripheral nervous system. These cells do not communicate via electrical signals like neurons do, but they contribute to virtually every other aspect of nervous system function. In humans, the number of glial cells is roughly equal to the number of neurons in the brain.

Glial Cells of the Central Nervous System

Glia in the central nervous system (CNS) include astrocytes, oligodendrocytes, microglia, and ependymal cells. Astrocytes are the most abundant type of glial cell and are found in organized, non-overlapping patterns throughout the brain, where they closely associate with neurons and capillaries. Astrocytes play numerous roles in brain function, including regulating blood flow and metabolic processes, synaptic ion and pH homeostasis, and blood-brain barrier maintenance.

Another specialized glial cell, the oligodendrocyte, forms the myelin sheath that surrounds neuronal axons in the CNS. Oligodendrocytes extend long cellular processes that wrap around axons multiple times to form this coating. Myelin sheath is required for proper conduction of neuronal signaling and greatly increases the speed at which these messages travel.

Microglia—known as the macrophages of the CNS—are the smallest glial cell type and specialize in phagocytosis of both pathogens and debris. They protect the CNS from infectious agents and toxins and prune synapses during development. Although microglia are considered glial cells, they have a unique and separate origin compared to other glial cell types. Astrocytes and oligodendrocytes are produced by radial glia, whereas microglia originate from the yolk sac and migrate into the embryo early in embryonic development.

Lastly, ependymal cells are cube-shaped cells with cilia-like protrusions that line the ventricles, where they produce cerebrospinal fluid (CSF). Ependymal cells form a barrier between the brain and the CSF, filtering out potentially harmful substances. Like astrocytes and oligodendrocytes, ependymal cells originate from radial glia found near the lateral ventricles.

Glial Cells of the Peripheral Nervous System

In the peripheral nervous system (PNS), similar yet distinct types of glial cells exist. For example, functions performed by CNS astrocytes are accomplished in the PNS primarily by satellite cells, glial cells that provide structure, cushioning, and nutrients to the neuronal bodies they associate with. Another PNS glial cell, the Schwann cell, functions like CNS oligodendrocytes by forming a myelin sheath around neuronal axons. Like myelination in the CNS, PNS axon myelination provides necessary insulation and conductivity for the proper transmission of electrical signals.

Importance of Glia in Health and Disease

Glial cells are critical nervous system protectors and regulators. Not only do they maintain homeostatic conditions and contribute to routine brain function, but they also respond to nervous system injury, infection, and disease. In addition, glia perform critical functions during embryonic development of the nervous system. These cells even contribute to the removal of unnecessary neuronal connections, a process called synaptic pruning. Due to the importance of glia in numerous aspects of brain function, defects in one or more glial cell populations can lead to severe and debilitating neurological conditions, including developmental disorders, Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, multiple sclerosis, and many others.

During development, glial cells provide a scaffolding for neurons to properly migrate on and grow out their axons. Later in life, trauma or neurodegenerative diseases can cause loss of neuronal connections that cannot be regenerated, leading to impaired functioning or paralysis.

Overzicht

Gliacellen zijn een van de twee belangrijkste soorten cellen in het zenuwstelsel. Glia-cellen omvatten astrocyten, oligodendrocyten, microglia en ependymale cellen in het centrale zenuwstelsel, en satelliet- en Schwann-cellen in het perifere zenuwstelsel. Deze cellen communiceren niet via elektrische signalen zoals neuronen, maar ze dragen bij aan vrijwel elk ander aspect van de werking van het zenuwstelsel. Bij mensen is het aantal gliacellen ongeveer gelijk aan het aantal neuronen in de hersenen.

Gliacellen van het centrale zenuwstelsel

Glia in het centrale zenuwstelsel (CZS) omvat astrocyten, oligodendrocyten, microglia en ependymale cellen. Astrocyten zijn het meest voorkomende type gliacellen en worden aangetroffen in georganiseerde, niet-overlappende patronen door de hersenen, waar ze nauw associëren met neuronen en haarvaten. Astrocyten spelen talrijke rollen in de hersenfunctie, waaronder het reguleren van de bloedstroom en metabolische processen, synaptische ionen en pH homeostase en onderhoud van de bloed-hersenbarrière.

Een andere gespecialiseerde gliacel, de oligodendrocyt, vormt de myelineschede die neuronale axonen in het CZS omgeeft. Oligodendrocyten verlengen lange cellulaire processen die meerdere keren rond axonen wikkelen om deze coating te vormen. Myeline-omhulsel is vereist voor een goede geleiding van neuronale signalering en verhoogt de snelheid waarmee deze berichten reizen aanzienlijk.

Microglia - bekend als de macrofagen van het CZS - zijn het kleinste gliaceltype en zijn gespecialiseerd in fagocytose van zowel pathogenen als brokstukken. Ze beschermen het CZS tegen infectieuze agentia en toxines en snoeien synapsen tijdens de ontwikkeling. Hoewel microglia als gliacellen worden beschouwd, hebben ze een unieke en aparte oorsprong in vergelijking met andere gliaceltypes. Astrocyten en oligodendrocyten worden geproduceerd door radiale glia, terwijl microglia afkomstig zijn uit de dooierzak en vroeg in de embryonale ontwikkeling naar het embryo migreren.

Ten slotte zijn ependymale cellenkubusvormige cellen met cilia-achtige uitsteeksels die de ventrikels bekleden, waar ze cerebrospinale vloeistof (CSF) produceren . Ependymale cellen vormen een barrière tussen de hersenen en de liquor en filteren mogelijk schadelijke stoffen uit. Net als astrocyten en oligodendrocyten, zijn ependymale cellen afkomstig van radiale glia die wordt aangetroffen nabij de laterale ventrikels.

Gliacellen van het perifere zenuwstelsel

In het perifere zenuwstelsel (PNS) bestaan vergelijkbare maar verschillende soorten gliacellen. Functies die worden uitgevoerd door CNS-astrocyten worden bijvoorbeeld in de PNS voornamelijk uitgevoerd door satellietcellen, gliacellen die structuur, demping en voedingsstoffen bieden aan de neuronale lichamen waarmee ze associëren. Een andere PNS-gliacel, de Schwann-cel, functioneert als CNS-oligodendrocyten door een myelineschede rond neuronale axonen te vormen. Net als myelinisatie in het CZS, biedt PNS axon-myelinisatie de nodige isolatie en geleidbaarheid voor de juiste overdracht van elektrische signalen.

Belang van Glia in gezondheid en ziekte

Gliacellen zijn cruciale beschermers en regulatoren van het zenuwstelsel. Ze onderhouden niet alleen homeostatische aandoeningen en dragen bij aan de routinematige hersenfunctie, maar ze reageren ook op letsel aan het zenuwstelsel, infectie en ziekte. Bovendien vervult glia cruciale functies tijdens de embryonale ontwikkeling van het zenuwstelsel. Deze cellen dragen zelfs bij aan het verwijderen van onnodige neuronale verbindingen, een proces dat synaptisch snoeien wordt genoemd. Vanwege het belang van glia in tal van aspecten van de hersenfunctie, kunnen defecten in een of meer gliacellenpopulaties leiden tot ernstige en slopende neurologische aandoeningen, waaronder ontwikkelingsstoornissen, de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, multiple sclerose en vele andere.

Tijdens de ontwikkeling bieden gliacellen een steiger voor neuronen om op de juiste manier te migreren en hun axonen te laten groeien. Later in het leven kunnen trauma of neurodegeneratieve ziekten verlies van ne veroorzakenuronale verbindingen die niet kunnen worden geregenereerd, wat leidt tot verminderde werking of verlamming.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter