миелин

Так как миелин Особая, особенно богатая липидами, биомембрана - это название, данное ей, которая в качестве так называемой миелиновой оболочки или миелиновой оболочки включает аксоны нервных клеток периферической нервной системы и центральной нервной системы и электрически изолирует содержащиеся нервные волокна.

Из-за регулярных разрывов миелиновых оболочек (шнуров Ранвье) проводимость электрического стимула от шнура к шнуру происходит внезапно, что приводит к более высокой скорости проведения, чем при непрерывной проводимости стимула.

Что такое миелин?

Миелин - это особая биомембрана, которая окружает аксоны периферической нервной системы (ПНС) и центральной нервной системы (ЦНС) и электрически изолирует их от других нервов. Миелин в ПНС образован шванновскими клетками, при этом миелиновая мембрана шванновских клеток только когда-либо «оборачивает» часть одного и того же аксона в несколько или много слоев.

В ЦНС миелиновые мембраны образованы сильно разветвленными олигодендроцитами. Благодаря своей особой анатомии с множеством разветвленных ветвей олигодендроциты могут сделать свою миелиновую мембрану доступной для 50 аксонов одновременно. Миелиновые оболочки аксонов прерываются кольцами пуповины Ранвье каждые 0,2–1,5 мм, что приводит к внезапной (скачкообразной) передаче электрических стимулов, которая происходит быстрее, чем непрерывная передача.

Миелин защищает нервные волокна, проходящие внутри, от электрических сигналов от других нервов и требует минимально возможных потерь передачи даже на относительно большие расстояния. Аксоны ПНС могут достигать длины более 1 метра.

Анатомия и строение

Высокая доля липидов в миелине имеет сложную структуру и состоит в основном из холестерина, цереброзидов, фосфолипидов, таких как лецитин, и других липидов. Содержащиеся в нем белки, такие как основной белок миелина (MBP) и миелин-ассоциированный гликопротеин, а также некоторые другие белки, имеют решающее влияние на структуру и прочность миелина.

Состав и структура миелина различны в ЦНС и ПНС. Гликопротеин миелиновых олигодендроцитов (MOG) играет важную роль в миелинизации аксонов ЦНС. Особый белок не обнаружен в шванновских клетках, которые образуют миелиновую мембрану аксонов ПНС. Периферический миелиновый белок-22, вероятно, отвечает за более прочную структуру миелина шванновских клеток по сравнению со структурой миелина олигодендроцитов.

Помимо регулярных разрывов миелиновых оболочек связывающими кольцами Ранвье, в миелиновых оболочках есть так называемые выемки Шмидта-Лантермана, также известные как миелиновые надрезы. Это цитоплазматические остатки шванновских клеток или олигодендроцитов, которые проходят через все слои миелина узкими полосками, чтобы обеспечить необходимый обмен веществами между клетками.

Они берут на себя функцию щелевых контактов, которые обеспечивают обмен веществами между цитоплазмой двух соседних клеток.

Функции и задачи

Одна из наиболее важных функций миелина или миелиновой мембраны - электрическая изоляция аксонов и нервных волокон, проходящих внутри аксона, и быстрая передача электрических сигналов. С одной стороны, электрическая изоляция защищает от сигналов от других немиелинизированных нервов.

Скорость передачи и «потери проводимости» особенно важны для аксонов в PNS из-за их длины, иногда более одного метра. Электрическая изоляция аксонов, а также отдельных нервных волокон позволила в ходе эволюции своего рода миниатюризацию нервной системы. Только изобретение миелинизации в ходе эволюции сделало возможным мощный мозг с огромным количеством нейронов и еще большим количеством синаптических связей. Около 50% массы мозга состоит из белого вещества, то есть миелинизированных аксонов.

Без миелинизации даже отдаленно похожие сложные функции мозга были бы совершенно невозможны в таком маленьком пространстве. Зрительный нерв, выходящий из сетчатки, который содержит около 2 миллионов миелинизированных нервных волокон, используется для иллюстрации пропорций. Без защиты миелина зрительный нерв должен был бы иметь диаметр более одного метра с такими же характеристиками. Одновременно с миелинизацией в эволюции возникло проведение скачкообразного стимула, имеющее явное преимущество в скорости перед непрерывным проведением возбуждения.

Проще говоря, можно представить, что ионные каналы открываются и закрываются посредством деполяризации, чтобы передать потенциал действия на следующий участок (междоузлия). Здесь потенциал действия снова создается с той же силой, передается, и в конце секции ионный насос снова активируется посредством деполяризации, и потенциал передается в следующую секцию.

болезни

Одно из самых известных заболеваний, которое напрямую связано с постепенным разрушением миелиновой мембраны аксонов, - это рассеянный склероз (РС). В ходе болезни миелин в аксонах расщепляется собственной иммунной системой, поэтому рассеянный склероз можно отнести к категории нейродегенеративных аутоиммунных заболеваний.

В отличие от синдрома Гийена-Барре, в ходе которого иммунная система атакует нервные клетки напрямую, несмотря на защиту миелиновой мембраны, но повреждение нейронов которого частично регенерируется организмом, миелин, дегенерированный РС, не может быть заменен. Точные причины возникновения РС (пока) недостаточно изучены, однако РС чаще встречается в семьях, так что можно предположить, по крайней мере, определенную генетическую предрасположенность.

Заболевания, вызывающие распад миелина в ЦНС и основанные на наследственных генетических дефектах, называются лейкодистрофией или адренолейкодистрофией, если генетический дефект расположен в локусе X-хромосомы.

Болезнь, вызванная дефицитом витамина B12, злокачественная анемия, также называемая болезнью Бирмера, также приводит к разрушению миелиновых оболочек и вызывает соответствующие симптомы. В специальной литературе обсуждается, в какой степени развитие психических заболеваний, таких как шизофрения, может быть причинно связано с функциональными нарушениями миелиновой мембраны.