1. évfolyam 1. félév 36. előadás, 25.11.2016 Dávid Csaba Neuron, glia 1. évfolyam 1. félév 36. előadás, 25.11.2016 Dávid Csaba

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső dúcléc haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium oligodendrocita prekurzor radialis glia serkentő neuronok gátló neuronok Microglia Ependyma Astrocyta Oligodendroglia Schwann Satellit Phagocytosis kamrarendszer hámja neuronok térbeli izolációja axonok elektromos izolációja axonok elektromos izolációja ganglionsejtek térbeli izolációja, táplálása sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) trofikus szerep vér-agy gát indukciója interzelluláris folyadék összetételének szabályozása vér-liquor gát neurotranszmitterek begyűjtése, újrahasznosítása

A glia Rudolf Ludwig Karl Virchow használta a szót először a XIX. században. Úgy gondolta, hogy az idegrendszerben is kell legyen kötőszövet szerű anyag. (Virchow: Die Zellularpathologie, 1854) a görög „enyv” szóból Virchow szerint a glia sejtmentes kötőanyag. Fémimpregnációval később ki lehetett mutatni a sejteket és osztályozni őket. (Marcus Jacobsson: Foundations of neuroscience)

Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978 Microglia Spacek: The atlas of ultrastructural neurocytology (http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/contents.stm) Grays Anatomy, 8.ed. Elsevier 2005

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma haemopoetikus sejtvonal Microglia Phagocytosis sejtes immunválasz

Ependym A központi idegrenszer kamrarendszerét köbhám borítja Lüllmann-Rauch: Histologie, Thieme 2006 Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978 Ependym A központi idegrenszer kamrarendszerét köbhám borítja A hámsejteken kinocíliumok és mikrobolyhok is lehetnek. Néhol a membrana gliae superficialis (ld. később) alkotásában is részt vehetnek. Különleges formáis: Plexus choroideus hámja és a tanycyták az eminentia medianában Canalis centralis Tanycyt Plexus choroideus Eminentia mediana

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium Microglia Ependyma Phagocytosis kamrarendszer hámja sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) vér-liquor gát

Macroglia Alvarez-Buylla, Nature Reviews Neuroscience, 2001 Grays Anatomy, 8.ed. Elsevier 2005

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium radialis glia serkentő neuronok Microglia Ependyma Astrocyta Phagocytosis kamrarendszer hámja sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) vér-liquor gát

Astrocyta protoplasmás astrocyta (főként a szürkeállományban) rostos astrocyta (főként a fehérállományban) Spacek: The atlas of ultrastructural neurocytology (http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/contents.stm) Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978

Membrana limitans gliae perivascularis et superficialis Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978 Membrana limitans gliae perivascularis et superficialis Lüllmann-Rauch: Histologie, Thieme 2006

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium radialis glia serkentő neuronok Microglia Ependyma Astrocyta Phagocytosis kamrarendszer hámja neuronok térbeli izolációja sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) trofikus szerep vér-agy gát indukciója interzelluláris folyadék összetételének szabályozása vér-liquor gát neurotranszmitterek begyűjtése, újrahasznosítása

Oligodendroglia Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium oligodendrocita prekurzor radialis glia serkentő neuronok gátló neuronok Microglia Ependyma Astrocyta Oligodendroglia Phagocytosis kamrarendszer hámja neuronok térbeli izolációja axonok elektromos izolációja sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) trofikus szerep vér-agy gát indukciója interzelluláris folyadék összetételének szabályozása vér-liquor gát neurotranszmitterek begyűjtése, újrahasznosítása

Schwann-sejt myelinhüvely (velőshüvely) velőtlen hüvely Spacek: The atlas of ultrastructural neurocytology (http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/contents.stm) Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978 Schwann-sejt myelinhüvely (velőshüvely) velőtlen hüvely

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső dúcléc haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium oligodendrocita prekurzor radialis glia serkentő neuronok gátló neuronok Microglia Ependyma Astrocyta Oligodendroglia Schwann Phagocytosis kamrarendszer hámja neuronok térbeli izolációja axonok elektromos izolációja axonok elektromos izolációja sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) trofikus szerep vér-agy gát indukciója interzelluláris folyadék összetételének szabályozása vér-liquor gát neurotranszmitterek begyűjtése, újrahasznosítása

Satellita-sejtek Lüllmann-Rauch: Histologie, Thieme 2006 Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Spriger, 1978 Satellita-sejtek Spacek: The atlas of ultrastructural neurocytology (http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/contents.stm)

haemopoetikus sejtvonal Mesoderma Ektoderma velőcső dúcléc haemopoetikus sejtvonal neuroepithelium oligodendrocita prekurzor radialis glia serkentő neuronok gátló neuronok Microglia Ependyma Astrocyta Oligodendroglia Schwann Satellit Phagocytosis kamrarendszer hámja neuronok térbeli izolációja axonok elektromos izolációja axonok elektromos izolációja ganglionsejtek térbeli izolációja, táplálása sejtes immunválasz liquor cerebro-spinalis (plexus choroideus, kinoziliumok) trofikus szerep vér-agy gát indukciója interzelluláris folyadék összetételének szabályozása vér-liquor gát neurotranszmitterek begyűjtése, újrahasznosítása

A központi idegrendszer határa Grays Anatomy, 8.ed. Elsevier 2005

Gliához köthető betegségek Glioma (Ependymoma, Oligodendroglioma, Astrocytoma, akustikus Neuroma oder Schwannoma), ezek a tumorfajták visszafejlődhetnek THC kezelés hatására Demyelinizációs megbetegedések Sclerosis multiplex. Oligodendroglia sejtek sérülnek, vélhetően MBP (myelin basic protein) elenes ellenanyag termelése miatt. A sérülés helyén gliózis alakul ki. Guillain-Barré-Syndroma (Akute Inflammatorische Demyelinisierende Polyneuropathie (AIDP), vagy Poliradikulitis) Autoimmun, Schwann-sejt ellen termel ellenanyag miatt

Neuron retrograd Transport D.E.R. Nucleus anterograd Transport Golgi (Nissl Schollen) Nucleus Golgi anterograd Transport

Neuronelmélet Kontiguitás Kontinuitás De: gap junctions Santiago Ramón y Cajal Apáthy István Camillo Golgi Kontiguitás Kontinuitás Lenhossék Mihály De: gap junctions Kontinuitás elmélet részben helyes Szentágothai János

Idegsejtek csoportosítása nyúlványaik szerint Multipolaris: pl. szemcsesejtek, piramissejtek, csillagsejtek, kosársejtek és axon nélküli sejtek, pl bulbus olfactorius szemcsesejtjei Bipolaris: retinában, vagy a belsőfülben található ganglion spiraleban Pseudounipolaris: fejlődésük elején bipolárisak, később a két nyúlvány összeolvad érző ganglionok többségében

Perikaryon (Soma) -5 μm-110 μm átmérő, vagy még több -nagy, eukromatikus sejtmag, nucleolus -Nissl-rögök (Tigroid) =DER Nissl-rögöket u.n. Nissl-festéssel mutatjuk ki, bázikus thiazin festékeket köt, pl krezilibolyát Axondombból hiányzik, de a dendritekben lehet

Perikaryon (Soma) Golgi-Apparat – legelőször neuronokban írták le -neurotransmittel, -modulátor és neurohormon képzés -a sejtmembrán, membránfehérjék és az endomembrán rendszer folyamatos megújulása Mitochondrium Lysosoma Lipofuscin szemcsék Glykogen szemcsék Golgi-Apparat – wurde erstmal in Neuronen beschreiben Melanin szemcsék (Substantia nigra) Vastartalmú pigment (Nucleus ruber)

Dendritek A neuron rezeptiv (afferens, input) része a somával együtt Lehet benne DER és szabad riboszóma Dendrittüskék – akár 2 μm magyságú kitüremkedések A tüskéken többnyire serkentő szinapszisok végződnek Kálcium ionraktárként működő cisternák, és sinaptopodin fehérjék jellemzőek A tüskék sűrűsége csökkenhet különböző hatásokra (demencia, alkoholizmus, skizofrénia, terhesség) Nervenzellen besitzen eine unterschiedlich große Anzahl von Dendriten. Funktionell handelt es sich beim Dendrit um den rezeptiven (afferenten) Schenkel eines Neurons. Der Dendrit besitzt einen stammförmigen Ursprung, der sich im weiteren Verlauf verjüngt und in eine unterschiedlich große Anzahl von zunehmend dünneren Ästen verzweigt (dendron, gr.: Baum) (Abb. 3.8-1, 3, 5). Dendriten enthalten im Gegensatz zu Axonen raues ER und freie Ribosomen, im stammförmigen Ursprungs bereich sogar Golgi-Diktyosomen und Stapel von rauem ER (Nissl-Schollen) (Abb. 3.8-4a). Außerdem kommen in Dendriten Mitochondrien, Mikrotubuli, Neurofilamente und Lysosomen vor.

Axon (Neurit) A sejt efferens (output) része Axondomb, axon iníciális szegmens (AIS)- itt nincs Nissl-szemcse Feszültségfüggő Na+-csatornák Az “Inhibitory postsynaptic potentials” (IPSP)-k és az “Excitatory postsynaptic potentials (EPSP)”-k eredőjeként keletkezhet Akcióspotenciál Kann mehr als 1 m lang sein

60 km hosszú kéz!!!! 60 km

Peripherer Nerv Wheater: Funktionelle Histolgoie 2.ed., Urban&Schwarzenberg

Peripheriás ideg axon + gliaburok = idegrost idegrost + kötőszövetes burkok = ideg

Myelinhüvely Oligodendroglia (központi idegrendszer) Schwann-sejt (perifériás idegrendszer) Wheater: Funktionelle Histolgoie 2.ed., Urban&Schwarzenberg Lüllmann-Rauch: Histologie, Thieme 2006

Myelinhüvely Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Springer, 1978 AXON Ranvier-befűződés Schmidt-Lanterman csíkok

Myelinhüvely akciós potenciál gyors vezetése Ranvier-befűződés -sok feszültségfüggő Na+ csatorna -nodalis axonmembran: alacsony ellenállás -internodalis axonmembran: magas ellenállás -depolarizáció helye: Ranvier-befűződés nodalis axon Myelinhüvely paranodalis axon Lamina basalis

Myelinhüvely keletkezése MAG – Myelin Associated Glycoprotein Myelinizáció előtt -Schwann sejtek paralel rendződnek az axon körül -Lamina basalis létrejötte után kezdődik -Axonfelszín: sok Neuregulin 1 Type III: vastag Myelinhüvely -Neuregulin 1 type III nélkül: nincs myelinhüvely Lamina basalis szerepe: Schwann-sejtek polarizációja -lamina basalis kívül -Schwann-sejt axonális oldala nectin-like sejtadhéziós molekulák (Necl4) - axonmembran: Necl1 sejtadhéziós molekula Necl1 kötődik a Necl4-hez Schwann-sejt az axonhoz tapad -Par komplex a gliamembrán belső feléhez asszociálódik

fasciculus endoneurium perineurium Lüllmann-Rauch: Histologie, Thieme 2006

Burkok Krstic G.: Die Gewebe des Menschen und der Saugetiere, Springer, 1978

Idegrostok hagyományos csoportosítása A típusú nagy átmérőjű, gyors, mielinhüvelyes (velőshüvelyű) B típusú kisebb átmérő, lassabb, mielinhüvelyes (velőshüvelyű) C típusú kis átmérő, nagyon lassú, velőtlen rost siehe noch: http://michaeldmann.net/mann12.html

Érző rostok összehasonlítása Rost típusa Átmérő(µm) Vezetési sebesség (m/sec) Funkció Ia(A-) 12 - 20 70 – 120 Proprioceptio, izomorsó Ib(A-) 70 –120 Golgi-ínreceptor II(A-) 5 - 12 30 – 70 Tapintás, nyomás, vibráció III(A-) 2 - 5 12 – 30 Tapintás, nyomás, gyors fájdalom, hőmérséklet IV(C) 0.5 - 1 0.5 – 2 lassú fájdalom, hőmérséklet

Motoros rostok összehasonlítása Rost típusa Átmérő(µm) Vezetési sebesség (m/sec) Funkció Alpha(A-) 12 - 20 15 – 120 α-Motoneuron extrafusalis izomrostok Gamma(A-) 2 - 10 10 – 45 γ- Motoneuron intrafusalis izomrostok preganglionáris vegetatív rostok (B)  3 3 – 15 preganglionáris, velőshüvelyű rostok postganglionáris vegetatív rostok (C) 1 2 postganglionáris, velőtlen rostok

Összefoglalva Típus Átmérő(μm) Vezetési sebesség (m/s) Efferens Afferens Aα 12-20 70-120 extrafusalis izomrostok izomorsó, Golgi-ínreceptor Aβ 5-12 30-70 bőr: tapintás, nyomás vibráció Aγ 2-10 10-45 intrafusalis izomrostok Aδ 2-5 12-30 bőr: tapintás, nyomás, gyors fájdalom, hőmérséklet B 1-3 3-15 preganglionáris vegetatív rostok C 0,5-1 0,5-2 postganglionáris vegetatív rostok bőr, belső szervek: lassú fájdalom, hőmérséklet

Axondegeneráció és regeneráció fizikai behatásra (trauma, hypoxia stb.) gliadegeneráció miatt (öröklött, szerzett)

Idegi sérülések osztályozása Sunderland szerint Endoneurium sértetlen = Neuropraxia nyomás, ischemia stb miatt bekövetkező funkciózavar, strukutális változások nélkül. Gyakran spontán gyógyul. II Axonlézió sértetlen endoneuriumban = Axonotmesis Waller-féle (anterográd) degeneráció teljes regeneráció lehetséges, de csak a perifériás idegrendszerben III axon és endoneurium sérül teljes motoros és érző kiesés regeneráció lehetséges, de lassú minél proximálisabb a sérülés, annál rosszabb a prognózisa IV axon, endoneurium és perineurium sérülése operáció nélkül kis valószínűségű a gyógyulás V ideg teljes átszakadása (axontól az epineuriumig) mindenképp operálni kell N e u r o t m e s i s Seddon: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2164137/pdf/brmedj04005-0003.pdf Sunderland: http://brain.oxfordjournals.org/content/74/4/491.full.pdf

Tünetek vezetés azonnal megszűnik egy héten belül erősen csökkenő reakciók a célterületen denervációs tünetek 2-5 héten belül (pl. izomdystrophia) reinnerváció 6-8 hét, ha egyáltalán lehetséges

Neuronok tünetei Waller-féle degeneráció

Ideg regenerációja a sérüléstől distálisan az axon és a myelinhüvely dezintegrálódik chromatolysis, hypertrophia: Perikaryon megnagyobbodik, Nissl-szemcsék mérete csökken riboszóma szám emelkedik, RNS szintézise emelkedik Schwann-sejtek szaporodnak Schwann-sejtek az axonnal párhuzamosan rendeződnek (Büngner köteg) a megvágott axonból több nyúlvány is kinő, kis szerencsével egy megtalálja a Büngner köteg által kijelölt utat ha a nyúlvány képe szinapszist képezni megindul a myelinizáció proximo-disztális irányban az új axon kisebb átmérőjő és lassabb, mint az eredeti volt a perikaryon újra normál méretű lesz, kialakulnak a Nissl-rögök ha nem sikerül szinapszist kialakítani, akkor a nyúlványok megmaradnak a sérülés helyén és az utat kötőszövet és Schwann-sejtek zárják el

Köszönöm a figyelmet!