Миелиновая оболочка нервного волокна: функции, восстановление

Миелиновая оболочка нервного волокна: функции, восстановление

Нервная система человека и позвоночных животных имеет единый план строения и представлена центральной частью – головным и спинным мозгом, а также периферическим отделом – отходят от центральных органов нервами, что представляют собой отростки нервных клеток – нейронов.

Их совокупность образует нервную ткань, главными функциями которой являются возбудимость и проводимость. Эти ее свойства объясняются прежде всего особенностями строения оболочек нейронов и их отростков, состоящих из вещества, называемого миелином. В данной статье мы рассмотрим строение и функции этого соединения, а также выясним возможные способы его восстановления.

Почему нейроцити и их отростки покрыты миелином

Совсем не случайно дендриты и аксоны имеют защитный слой, состоящий из белково-липидных комплексов. Дело в том, что нарушение является биофизическим процессом, в основе которого лежат слабые электрические импульсы. Если электрический ток идет по проводу, то последний должен быть покрыт изоляционным материалом, чтобы уменьшить рассеивание электрических импульсов и не допустить снижение силы тока. Такие же функции в нервном волокне выполняет миелиновая оболочка. Кроме того, она является опорой, а также обеспечивает питание волокна.

Химический состав миелина

Как и большинство клеточных мембран, он имеет липопротеидную природу. Причем содержание жиров здесь очень высокая – до 75%, а белков – до 25%. Миелин в незначительном количестве содержит также гликолипиди и гликопротеиди. Химический состав его различается в спинномозговых и черепно-мозговых нервах.

В первых наблюдается высокое содержание фосфолипидов – до 45%, а остальное приходится на холестерин и цереброзиди. Демиелинизация (то есть замена миелина на другие вещества в нервных отростках) приводит к таких тяжелых аутоиммунных заболеваний, как, например, рассеянный склероз.

С химической точки зрения, этот процесс будет выглядеть так: миелиновая оболочка нервных волокон меняет свою структуру, что проявляется прежде всего в уменьшении процентного содержания липидов по отношению к белкам. Далее снижается количество холестерина и возрастает содержание воды. А все это приводит к постепенной замене миелина, содержащего олигодендроциты или шванновские клетки макрофаги, астроциты и межклеточную жидкость. Результатом таких биохимических изменений будет резкое снижение способности аксонов проводить возбуждение вплоть до полного блокирования прохождения нервных импульсов.

Особенности нейроглиальних клеток

Как мы уже говорили, миелиновая оболочка дендритов и аксонов образованная специальными структурами, которые характеризуются низкой степенью проницаемости для ионов натрия и кальция, а потому имеют только потенциалы покоя (они не могут проводить нервные импульсы и выполняют электроизоляционные функции). Данные структуры называются глиальными клетками. К ним относятся:

  • олигодендроциты;
  • волокнистые астроциты;
  • клетки епендими;
  • плазматические астроциты.

Все они формируются из наружного слоя зародыша – эктодермы и имеют общее название – макроглия. Глия симпатических, и парасимпатических соматических нервов представлена шванновскими клетками (нейролеммоцитами).

Строение и функции олигодендроцитов

Они входят в состав центральной нервной системы и являются клетками макроглии. Так как миелин – это белково-липидная структура, она способствует увеличению скорости проведения возбуждения. Сами клетки образуют электроизолирующий слой нервных окончаний в головном и спинном мозге, формируясь уже в период внутриутробного развития. Их отростки обертывают в складки своей внешней плазмалеммы нейроны, а также дендриты и аксоны. Получается, что миелин – это основной электроизолирующий материал, который разграничивает нервные отростки смешанных нервов.

Шванновские клетки и их особенности

Миелиновая оболочка нервов периферической системы образована нейролеммоцитами (шванновскими клетками). Их отличительная особенность заключается в том, что они способны образовывать защитную оболочку только одного аксона, и не могут формировать отростки, как это присуще олигодендроцитам. Между шванновскими клетками на расстоянии 1-2 мм располагаются участки, лишенные миелина, так называемые перехваты Ранвье. За ним скачкообразно происходит проведение электрических импульсов в пределах аксона. Леммоцити способны к репарации нервных волокон, а также выполняют трофическую функцию. В результате генетических аберраций клетки оболочки леммоцитов начинают неконтролируемое митотическое деление и рост, в результате чего в разных отделах нервной системы развиваются опухоли – шванномы (невриномы).

Роль микроглии в разрушение миелиновой структуры

Микроглия представляет собой макрофаги, способные к фагоцитозу и умеют распознавать различные патогенные частицы – антигены. Благодаря мембранных рецепторов эти глиальные клетки вырабатывают ферменты – протеазы, а также цитокины, например, интерлейкин 1. Он является медиатором воспалительного процесса и иммунитета. Миелиновая оболочка, функции которой заключаются в изоляции осевого цилиндра и улучшение проведения нервного импульса, может повреждаться интерлейкином. В результате этого, нерв «обнажается» и скорость проведения возбуждения резко снижается.

Более того, цитокины, активируя рецепторы, провоцируют избыточный транспорт ионов кальция в тело нейрона. Протеазы и фосфолипазы начинают расщеплять органеллы и отростки нервных клеток, что приводит к апоптозу – гибели данной структуры. Она разрушается, распадаясь на частицы, которые и пожирают макрофаги. Это явление называется ексайтотоксичностью. Оно вызывает дегенерацию нейронов и их окончаний, приводя к таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.

Мякотные нервные волокна

Если отростки нейронов – дендриты и аксоны, покрывает миелиновая оболочка, то они называются мякотними и иннервируют скелетную мускулатуру, входя в соматический отдел периферической нервной системы. Немиелинизированние волокна образуют вегетативную нервную систему и иннервируют внутренние органы.

Мякотные отростки имеют больший диаметр, чем безмякотние, и формируются следующим образом: аксоны прогибают плазматическую мембрану клеток глии и формируют линейные мезаксони. Затем они увеличиваются и шванновские клетки многократно обворачиваются вокруг аксона, образуя концентрические слои. Цитоплазма и ядро леммоцита перемещаются в область внешнего слоя, который называется неврилеммой или шванновской оболочкой. Внутренний слой леммоцита состоит из слоистого мезоксона и называется миелиновой оболочкой. Толщина ее в различных участках нерва неодинакова.

Как восстановить миелиновую оболочку

Рассматривая роль микроглии в процессе демиелинизации нервов, мы установили, что под действием макрофагов и нейромедиаторов (например, интерлейкинов) происходит разрушение миелина, что в свою очередь приводит к ухудшению питания нейронов и нарушение передачи нервных импульсов по аксонам. Данная патология провоцирует возникновение нейродегенеративных явлений: ухудшение когнитивных процессов, прежде всего памяти и мышления, появление нарушения координации движений тела и тонкой моторики.

В итоге возможна полная инвалидизация больного, которая возникает в результате аутоиммунных заболеваний. Поэтому вопрос о том, как восстановить миелин, в настоящее время стоит особенно остро. К числу таких способов относится прежде всего сбалансированная белково-липидная диета, правильный образ жизни, отсутствие вредных привычек. В тяжелых случаях заболеваний применяют медикаментозное лечение, восстанавливающее количество зрелых глиальных клеток – олигодендроцитов.