Περισσότερα από έναν νευρώνα:Ένα νέο κόλπο από έναν γέρο σκύλο
Ο όρος νευρώνας αναφέρεται σε ένα ηλεκτρικά διεγέρσιμο κύτταρο που είναι εξειδικευμένο για τη λήψη, την επεξεργασία και τη μετάδοση πληροφοριών (ηλεκτροχημικών σημάτων) σε όλο το νευρικό σύστημα και στο υπόλοιπο σώμα. Οι νευρώνες είναι τα κύρια δομικά και λειτουργικά μπλοκ του κεντρικού και περιφερικού νευρικού συστήματος που εξουσιοδοτούν τη γρήγορη, ακριβή και συντονισμένη ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ διαφόρων μερών και οργάνων του σώματος για να εγγυάται τη συνεκτική και συντονισμένη λειτουργία τους μέσα σε έναν οργανισμό, η οποία είναι κρίσιμη για την προσαρμογή και την επιβίωση. Είναι η εξαιρετικά πολύπλοκη και συντονισμένη αλληλεπίδραση περισσότερων από 100 δισεκατομμυρίων νευρώνων που ελέγχει κάθε πτυχή της ανθρώπινης ζωής και συμπεριφοράς.
Η συντριπτική πλειοψηφία των νευρώνων είναι δομικά και λειτουργικά ανεξάρτητοι αλλά στενά συνδεδεμένοι σε πολύπλοκα δίκτυα μέσω συναπτικών συνδέσεων. Τα περισσότερα από αυτά είναι επίσης πολωμένα για να λάβουν πληροφορίες για τις σύντομες και πυκνές διεργασίες τους που ονομάζονται δενδρίτες και μετά την επεξεργασία, να τις περάσουν κατά μήκος των αξόνων τους σε τελεστές κατάντη. Υπάρχουν πολλές εξαιρέσεις στον κανόνα της πόλωσης, με ορισμένους νευρώνες να διαδίδουν πληροφορίες τόσο προς τα εμπρός όσο και προς τα πίσω. Άλλα είναι γνωστό ότι έρχονται σε επαφή και απελευθερώνουν χημικές ουσίες από τους δενδρίτες τους απευθείας στην κυκλοφορία του αίματος και, ως εκ τούτου, λειτουργούν ως νευροενδοκρινικά κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα είναι εξελικτικά πολύ παλιά και εξειδικευμένα για τη ρύθμιση αργών μεταβολικών και οικιακών λειτουργιών και συνήθως δεν διαθέτουν μέσο για γρήγορη και μεγάλης εμβέλειας μετάδοση σήματος.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα εξαίρεση από την παραδοσιακή έννοια των νευρώνων ως πολωμένων μονάδων επεξεργασίας πληροφοριών προέκυψε πρόσφατα με την ανακάλυψη προηγουμένως μη αναγνωρισμένων ομοιοστατικών λειτουργιών μοναδικών, αποκαλούμενων χολινεργικών νευρώνων του πρόσθιου εγκεφάλου, μιας ομάδας ειδικών νεύρων που είναι γνωστό ότι διακυβεύεται από τη φυσιολογική γήρανση και ειδικά τη νόσο του Αλτσχάιμερ. . Πρόκειται για έναν σχετικά μικρό πληθυσμό νευρώνων που εντοπίζεται σε μια αλυσίδα πυρήνων στη βάση του πρόσθιου εγκεφάλου, οι οποίοι ρυθμίζουν την κατάσταση και τη δραστηριότητα του εγκεφάλου απελευθερώνοντας τον νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη στον φλοιό και τον ιππόκαμπο. Η ακετυλοχολίνη είναι ένας ισχυρός ρυθμιστής της νευρωνικής λειτουργίας και δραστηριότητας.
Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των χολινεργικών νευρώνων, που εμφανίστηκε πρόσφατα, είναι ότι εκτός από τον νευρορυθμιστικό ρόλο που προκαλείται από ακετυλοχολίνη, είναι ικανοί να απομονώνουν και να αφαιρούν το αμυλοειδές βήτα πεπτίδιο από τα πεδία νεύρωσης τους. Αυτή η διαδικασία είναι μείζονος σημασίας για την υγιή γήρανση και ιδιαίτερα τη νόσο του Αλτσχάιμερ, καθώς το αμυλοειδές βήτα πεπτίδιο είναι ευρέως γνωστό ως ο κύριος αιτιολογικός παράγοντας αυτής της πάθησης.
Η έκθεση των χολινεργικών νευρώνων σε αμυλοειδές βήτα αποδείχθηκε ότι διευκολύνει την ταχεία πρόσληψή του ακολουθούμενη από ενδοκυτταρική μεταφορά και διάσπαση σε εξειδικευμένα διαμερίσματα αποικοδόμησης γνωστά ως λυσοσώματα. Μέσω ενός τόσο περίπλοκου μηχανισμού, οι χολινεργικές προβολές μέσω ενός πυκνού συστήματος νεύρων «αποστραγγίζουν» την υπερβολική ποσότητα βήτα αμυλοειδούς από τον εγκέφαλο. Αυτή η διαδικασία μεσολαβείται μέσω του εξειδικευμένου υποδοχέα νευροτροφίνης p75. Η πρόσληψη και η διάσπαση του αμυλοειδούς βήτα από τους χολινεργικούς νευρώνες, αποδίδει σε αυτούς τους ειδικούς νευρώνες μια νέα, ομοιοστατική λειτουργικότητα στην κάθαρση βήτα αμυλοειδούς, έναν μηχανισμό που υποπτεύεται ότι παίζει κρίσιμο ρόλο όχι μόνο στον έλεγχο των φυσιολογικών επιπέδων αυτού του πεπτιδίου αλλά και στη γήρανση του εγκεφάλου και παθοβιολογία της νόσου του Alzheimer.
Η σε βάθος έρευνα και ερμηνεία αυτής της νέας λειτουργικότητας ενός από τα μεγαλύτερα συστήματα ρυθμιστών εγκεφάλου ελπίζεται να αποσαφηνίσει θεμελιωδώς νέες ομοιοστατικές διεργασίες, να ρίξει φως στην εγκεφαλική φυσιολογία και στους μηχανισμούς νευροεκφυλιστικών ασθένειων που σχετίζονται με υπερβολικές εναποθέσεις αμυλοειδούς βήτα.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Drain of the brain:Ο υποδοχέας νευροτροφίνης p75 χαμηλής συγγένειας παρέχει μια μοριακή καταβόθρα για την κάθαρση του φλοιώδους αμυλοειδούς β από το σύστημα χολινεργικού ρυθμιστή, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Neurobiology of Aging. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Saak V. Ovsepian και Jochen Herms από το Γερμανικό Κέντρο Νευροεκφυλιστικών Νοσημάτων.
Αναφορές:
- Χολινεργικοί Μηχανισμοί στον Εγκεφαλικό Φλοιό:Πέρα από τη Συναπτική Μετάδοση. Ovsepian SV, O'Leary VB, Zaborszky L. Νευροεπιστήμονας. 2016 Jun;22(3):238-51.
- Αποστράγγιση του εγκεφάλου:χαμηλής συγγένειας p75 υποδοχέας νευροτροφίνης παρέχει μια μοριακή καταβόθρα για κάθαρση του φλοιώδους αμυλοειδούς β από το σύστημα χολινεργικού ρυθμιστή. Ovsepian SV, Herms J. Neurobiol Aging. 2013 Nov;34 (11):2517-24.
