Ban đầu, các tế bào thần kinh đệm (glial cells) được cho là chỉ có tác dụng hỗ trợ cấu trúc. Từ glia có nghĩa đen là "keo thần kinh."
Những khám phá gần đây đã tiết lộ rằng chúng thực hiện tất cả các loại chức năng trong não và các dây thần kinh chạy khắp cơ thể. Kết quả là, nghiên cứu đã thực sự bùng nổ và chúng tôi đã biết thêm nhiều điều về chúng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều điều về chúng mà ta còn chưa biết.
Các loại tế bào thần kinh đệm
Về cơ bản, các tế bào thần kinh đệm cung cấp sự hỗ trợ cho các nơ-ron. Hãy coi chúng như một bể thư ký cho hệ thần kinh của bạn, kiêm cả nhân viên vệ sinh và bảo trì. Họ có thể không làm những công việc lớn, nhưng nếu không có họ, những công việc lớn đó sẽ không bao giờ hoàn thành.
Tế bào thần kinh đệm có nhiều dạng, mỗi dạng thực hiện các chức năng cụ thể để giữ cho não của bạn hoạt động chính xác. Chính vì vậy, nếu bạn mắc bệnh ảnh hưởng đến các tế bào quan trọng này thì hoạt động của não bộ sẽ bị ảnh hưởng.
Hệ thống thần kinh trung ương (CNS) được tạo thành từ não và các dây thần kinh của cột sống.
Năm loại có trong CNS là:
- Tế bào hình sao
- Tế bào ít nhánh
- Vi bào đệm
- Tế bào nội tủy
- Radial glia
Cũng có các tế bào thần kinh đệm trong hệ thống thần kinh ngoại vi (PNS), bao gồm các dây thần kinh ở tứ chi, cách xa cột sống. Hai loại tế bào thần kinh đệm có:
- Tế bào Schwann
- Tế bào vệ tinh
Tế bào hình sao
Tế bào hình sao (nguồn: https://neuroscientificallychallenged.com/)Loại tế bào thần kinh đệm phổ biến nhất trong hệ thống thần kinh trung ương là tế bào hình sao, còn được gọi là astroglia. Phần "hình sao" của tên vì đề cập đến thực tế là chúng trông giống như các ngôi sao, với các hình chiếu ra khắp nơi.
Một số được gọi là tế bào hình sao nguyên sinh, có hình chiếu dày với rất nhiều nhánh. Những loại khác, được gọi là tế bào hình sao dạng sợi có các cánh tay dài, mảnh và ít phân nhánh hơn.
Loại nguyên sinh thường được tìm thấy trong các tế bào thần kinh ở chất xám trong khi loại dạng sợi thường được tìm thấy trong chất trắng. Dù có những khác biệt này, chúng thực hiện các chức năng tương tự nhau.
Tế bào hình sao đảm nhiệm một số nhiệm vụ quan trọng:
- Hình thành hàng rào máu não (BBB) : BBB giống như một hệ thống an ninh nghiêm ngặt, chỉ cho phép đi qua những chất được cho là có trong não của bạn đồng thời ngăn chặn những thứ có thể gây hại. Hệ thống lọc này rất cần thiết để giữ cho bộ não của bạn khỏe mạnh.
- Điều hòa chất dẫn truyền thần kinh : Các tế bào thần kinh giao tiếp thông qua các trung gian hóa học được gọi là chất dẫn truyền thần kinh. Khi thông điệp được gửi đi, các chất dẫn truyền thần kinh vẫn còn cho đến khi một tế bào hình sao tái chế chúng. Quá trình tái hấp thu này là mục tiêu của nhiều loại thuốc, bao gồm cả thuốc chống trầm cảm.
- Dọn dẹp : Tế bào hình sao cũng dọn dẹp những gì còn sót lại khi tế bào thần kinh chết, cũng như các ion kali dư thừa, là những chất hóa học đóng vai trò quan trọng trong chức năng thần kinh.
- Điều hòa lưu lượng máu đến não : Để não của bạn xử lý thông tin đúng cách, nó cần một lượng máu nhất định đi đến tất cả các vùng khác nhau. Một khu vực hoạt động sẽ cần cấp máu nhiều hơn là khu vực không.
- Đồng bộ hóa hoạt động của sợi trục : Sợi trục là những phần dài, giống như sợi chỉ của tế bào thần kinh và tế bào thần kinh dẫn điện để gửi thông điệp từ tế bào này sang tế bào khác.
- Chuyển hóa năng lượng não và cân bằng nội môi : Tế bào hình sao điều chỉnh sự trao đổi chất trong não bằng cách lưu trữ glucose từ máu và cung cấp chất này làm nhiên liệu cho tế bào thần kinh. Đây là một trong những vai trò quan trọng nhất của chúng.
Rối loạn chức năng tế bào sao có khả năng gây ra nhiều bệnh thoái hóa thần kinh, bao gồm:
Các mô hình động vật về bệnh liên quan đến tế bào hình sao đang giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu thêm về chúng với hy vọng khám phá ra những khả năng điều trị mới.
Tế bào ít nhánh
Tế bào ít nhánh (màu xám) (nguồn: https://neuroscientificallychallenged.com/)Tế bài ít nhánh (oligodendrocytes) xuất phát từ tế bào gốc thần kinh. Từ này chứa đựng các thuật ngữ Hy Lạp, có nghĩa là "các tế bào có một vài nhánh." Mục đích chính của chúng là giúp thông tin di chuyển nhanh hơn dọc theo các sợi trục.
Oligodendrocytes trông giống như những quả cầu gai. Trên các đầu gai của chúng có các màng trắng, sáng bóng bao quanh các sợi trục trên các tế bào thần kinh. Mục đích của chúng là tạo thành một lớp bảo vệ, giống như lớp nhựa cách điện trên dây dẫn điện. Lớp bảo vệ này được gọi là vỏ myelin .
Tuy nhiên, vỏ bọc không liên tục. Có một khoảng trống giữa mỗi màng được gọi là "nút Ranvier" và đó là nút giúp tín hiệu điện lan truyền hiệu quả dọc theo các tế bào thần kinh.
Tín hiệu nhảy từ nút này sang nút tiếp theo, điều này làm tăng vận tốc dẫn truyền thần kinh đồng thời giảm lượng năng lượng cần thiết để truyền nó. Các tín hiệu dọc theo dây thần kinh được myelin hóa có thể truyền đi với tốc độ 200 dặm/giây.
Khi mới sinh, bạn chỉ có một vài sợi trục có bao myelin và số lượng của chúng tiếp tục phát triển cho đến khi bạn khoảng 25 đến 30 tuổi. Sự myelin hóa được cho là đóng một vai trò quan trọng trong trí thông minh. Tế bào ít nhánh cũng cung cấp sự ổn định và mang năng lượng từ các tế bào máu đến các sợi trục.
Thuật ngữ "vỏ bọc myelin" có thể quen thuộc với bạn vì nó có liên quan đến bệnh đa xơ cứng . Trong căn bệnh đó, người ta cho rằng hệ thống miễn dịch của cơ thể tấn công các vỏ myelin, dẫn đến rối loạn chức năng của các tế bào thần kinh đó và suy giảm chức năng não. Các chấn thương tủy sống cũng có thể gây ra tổn thương các vỏ myelin.
Các bệnh khác được cho là có liên quan đến rối loạn chức năng tế bào ít nhánh bao gồm:
- Bệnh bạch cầu
- Các khối u tế bào ít nhánh
- Tâm thần phân liệt
- Rối loạn cảm xúc lưỡng cực
Một số nghiên cứu cho thấy tế bào ít nhánh có thể bị tổn thương bởi chất dẫn truyền thần kinh glutamate, trong số các chức năng khác, kích thích các vùng não để bạn có thể tập trung và học kiến thức mới. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, glutamate được coi là "độc tố kích thích", có nghĩa là nó có thể kích thích tế bào quá mức cho đến khi chúng chết đi.
Vi bào đệm (microglia)
Vi bào đệm (nguồn: https://neuroscientificallychallenged.com/)Như tên gọi của chúng cho thấy, microglia là những tế bào thần kinh đệm rất nhỏ. Chúng hoạt động như hệ thống miễn dịch chuyên dụng của não, điều này cần thiết vì BBB cô lập não với phần còn lại của cơ thể.
Microglia nhạy cảm với các dấu hiệu chấn thương và bệnh tật. Khi chúng phát hiện ra những tình trạng này, nó sẽ phụ trách và xử lý vấn đề - kể cả loại bỏ tế bào chết hay loại bỏ độc tố hoặc mầm bệnh.
Khi chúng phản ứng với một chấn thương, các microglia gây viêm như một phần của quá trình chữa lành. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như bệnh Alzheimer , chúng có thể trở nên quá kích hoạt và gây ra viêm quá mức. Điều đó được cho là dẫn đến các mảng amyloid và các vấn đề khác liên quan đến bệnh.
Cùng với bệnh Alzheimer, các bệnh có thể liên quan đến rối loạn chức năng thần kinh vi bào đệm bao gồm:
Microglia được cho là có nhiều công việc hơn thế nữa, bao gồm các vai trò về tính mềm dẻo liên quan đến học tập và định hướng cho sự phát triển của não, trong đó chúng có chức năng bảo vệ quan trọng.
Bộ não của chúng ta tạo ra rất nhiều kết nối giữa các tế bào thần kinh cho phép chúng truyền thông tin qua lại. Trên thực tế, bộ não tạo ra nhiều thứ hơn chúng ta cần, điều này không hiệu quả. Microglia phát hiện các khớp thần kinh không cần thiết và "cắt tỉa" chúng, giống như người làm vườn tỉa một bụi hoa hồng để giữ cho nó khỏe mạnh.
Nghiên cứu vi mô đã thực sự thành công trong những năm gần đây, dẫn đến sự hiểu biết ngày càng tăng về vai trò của chúng đối với sức khỏe và bệnh ở hệ thần kinh trung ương.
Các tế bào nội mô
Tế bào nội mô chủ yếu được biết đến để tạo nên một màng gọi là ependyma, là một màng mỏng lót ống trung tâm của tủy sống và tâm thất (lối đi) của não. Chúng cũng tạo ra dịch não tủy và tham gia vào tạo nên BBB.
Tế bào nội mô cực kỳ nhỏ và xếp hàng chặt chẽ với nhau để tạo thành màng. Bên trong não thất, chúng có các lông mao, trông giống như những sợi lông nhỏ, sóng qua lại để đưa dịch não tủy lưu thông.
Dịch não tủy cung cấp chất dinh dưỡng và loại bỏ các chất cặn ra khỏi não và cột sống. Nó cũng đóng vai trò như một tấm đệm và bộ giảm sốc giữa não và hộp sọ của bạn. Ngoài ra còn có vai trò quan trọng đối với cân bằng nội môi của não, giúp điều chỉnh nhiệt độ và các tính năng khác để giữ cho não hoạt động tốt nhất có thể.
Tế bào radial glia
Tế bào hình sao biệt hóa thành những tế bào khác (nguồn: https://www.semanticscholar.org/)Radial glia được cho là một loại tế bào gốc, có nghĩa là chúng tạo ra các tế bào khác. Trong bộ não đang phát triển, chúng là "cha mẹ" của tế bào thần kinh, tế bào hình sao và tế bào ít nhánh.
Khi bạn còn trong phôi thai, chúng cũng cung cấp nguyên liệu để phát triển các tế bào thần kinh, nhờ các sợi dài định hướng các tế bào não trẻ vào vị trí khi não hình thành.
Vai trò của chúng như tế bào gốc, đặc biệt là người tạo ra tế bào thần kinh, khiến chúng trở thành trọng tâm của nghiên cứu về cách khắc phục tổn thương não do bệnh hoặc chấn thương. Sau này khi lớn lên, chúng cũng đóng vai trò trong sự mềm dẻo thần kinh.
Tế bào Schwann
Tế bào schwann (nguồn: https://www.getbodysmart.com/)Tế bào Schwann được đặt tên cho nhà sinh lý học Theodor Schwann, người đã phát hiện ra chúng. Chúng hoạt động rất giống tế bào oligodendrocytes ở chỗ chúng cung cấp vỏ myelin cho sợi trục, nhưng chúng tồn tại trong hệ thần kinh ngoại vi (PNS) chứ không phải CNS.
Tuy nhiên, thay vì là một tế bào trung tâm với các cánh tay có màng, các tế bào Schwann tạo thành các hình xoắn ốc trực tiếp xung quanh sợi trục. Các nút Ranvier nằm giữa chúng, cũng giống như tế bài Schwann nằm giữa các màng tế bào ít nhánh, và chúng hỗ trợ dẫn truyền thần kinh theo cách tương tự.
Tế bào Schwann cũng là một phần của hệ thống miễn dịch của PNS. Khi một tế bào thần kinh bị tổn thương, về cơ bản, chúng có khả năng ăn các sợi trục của dây thần kinh và cung cấp một con đường bảo vệ cho một sợi trục mới hình thành.
Các bệnh liên quan đến tế bào Schwann bao gồm:
- Hội chứng Guillain Barre
- Bệnh Charcot-Marie-Tooth
- U sợi thần kinh schwannomatosis
- Bệnh viêm đa dây thần kinh khử myelin mạn tính
- Bệnh phong
Chúng tôi đã có một số nghiên cứu đầy hứa hẹn về việc cấy ghép tế bào Schwann cho tổn thương tủy sống và các loại tổn thương thần kinh ngoại vi khác.
Tế bào Schwann cũng có liên quan đến một số dạng đau mạn tính. Sự hoạt hóa của chúng sau khi bị tổn thương thần kinh có thể góp phần làm rối loạn chức năng của một loại sợi thần kinh được gọi là cơ quan thụ cảm, cảm nhận các yếu tố môi trường như nóng và lạnh.
Tế bào vệ tinh
Các tế bào vệ tinh được đặt tên theo cách chúng bao quanh một số tế bào thần kinh nhất định, với một số vệ tinh tạo thành một lớp vỏ bao quanh bề mặt tế bào. Chúng ta chỉ mới bắt đầu tìm hiểu về những tế bào này nhưng nhiều nhà nghiên cứu tin rằng chúng tương tự như tế bào hình sao.
Tuy nhiên, tế bào vệ tinh được tìm thấy trong hệ thần kinh ngoại vi, trái ngược với tế bào hình sao, được tìm thấy trong hệ thần kinh trung ương. Mục đích chính của tế bào vệ tinh là điều chỉnh môi trường xung quanh các tế bào thần kinh, giữ cho các chất hóa học ở trạng thái cân bằng.
Các tế bào thần kinh có các tế bào vệ tinh tạo nên gangila, là các cụm tế bào thần kinh trong hệ thần kinh tự chủ và hệ thống cảm giác. Hệ thống thần kinh tự chủ điều chỉnh các cơ quan nội tạng của bạn, trong khi hệ thống cảm giác cho phép bạn nhìn, nghe, ngửi, chạm, cảm nhận và nếm.
Các tế bào vệ tinh cung cấp dinh dưỡng cho tế bào thần kinh và hấp thụ các độc tố kim loại nặng, chẳng hạn như thủy ngân và chì, để giữ cho chúng không làm hỏng tế bào thần kinh. Giống như vi bào đệm, các tế bào vệ tinh phát hiện và phản ứng với chấn thương và viêm. Tuy nhiên, vai trò của chúng trong việc sửa chữa tổn thương tế bào vẫn chưa được hiểu rõ.
Chúng cũng được cho là giúp vận chuyển một số chất dẫn truyền thần kinh và các chất khác, bao gồm:
- Glutamate
- GABA
- Norepinephrine
- Adenosine triphosphate
- Chất P
- Capsaicin
- Acetylcholine
Tế bào vệ tinh có liên quan đến cơn đau mạn tính liên quan đến tổn thương mô ngoại vi, tổn thương dây thần kinh và cơn đau tăng cao toàn thân (hyperalgesia) có thể do hóa trị.
Tổng kết
Phần lớn những gì chúng ta biết, tin tưởng hoặc nghi ngờ về tế bào thần kinh đệm là kiến thức mới. Những tế bào này đang giúp chúng ta hiểu cách não hoạt động và điều gì sẽ xảy ra khi mọi thứ không hoạt động như chúng ta tưởng.
Chắc chắn rằng chúng ta còn nhiều điều để tìm hiểu về tế bào thần kinh đệm và chúng ta có thể tìm được những phương pháp điều trị mới cho vô số bệnh khi nguồn kiến thức của chúng ta ngày càng phát triển.
