Dadusok és bestiák: A gliák kialakulása és fejlődése

Azaz míg átlagos testi sejtjeink lecserélhetők, sem idegsejtjeink sem nyúlványrendszerük nem. Ráadásul az idegsejteknek a membránpotenciál feltartásához nagyon sok energiára van szükségük, és a jelintegrálás feladata is igen végletes sajátosságokat követel meg (szinapszisok, ingerületátvitel, terjedés). Amikor a sejtek kommunikációs rendszereiről beszéltünk, akkor megjegyeztük, hogy egy sejt nem tud egyszerre nagyon sok féle dolgot igazán hatékonyan csinálni, mert a génszabályozás és a sejteken belüli jelrendszerek kapacitása véges. Mindezért, amikor az erősen „szakosodott” idegsejtek elkezdtek kialakulni, elveszítették (vagy nem csináltak túl jól) alapvető életfenntartási funkciókat, mint például az anyagcsere vagy a sejtosztódás képességét. Az idegsejtek azért vesztették el osztódási képességeiket, mert a sejtosztódás M fázisában (amikor a mitózis, a kromoszómák szétválása zajlik) a sejtműködés alaptörvényei szerint a sejtnek be kell húznia összes nyúlványát, mert az egész sejtváz (citoszkeleton) újra kell hogy szerveződjön. Ez ugye, egy szinapszisokat alkotó idegsejt esetében elképzelhetetlen, hiszen kapcsolataiban rejlik lényege.

Az idegsejteknek tehát szükségük volt működésüket, túlélésüket támogató sejtekre. Ezért az idegrendszer bonyolódásával a hámsejtekből nemcsak idegsejtek, hanem az őket támogató, kiegészítő funkciójú gliasejtek is kialakultak. Az első gliasejtek egyszerű állatok (laposférgek) érzékelő idegsejtjeinek támogatójaként jelentek meg az érzékszervekben, de hamarosan a gliasejteknél is megjelent a munkamegosztás. Vannak olyan gliasejtek (progenitor) amelyek osztódással további osztódó, illetve specializált, idegsejtekhez kapcsolódó funkciójú, már nem osztódó gliasejteket hoznak létre, amelyek bonyolult nyúlványrendszerrel kapcsolódnak majd az idegsejtekhez, hogy működésüket támogassák. Bizonyos gliasejtek őssejtek is lehetnek, mert nem csak további gliasejteket, hanem idegsejteket is képesek létrehozni. Az őssejtek esete kicsit olyan, mint amikor a Mátrixban a békés járókelő hirtelen Smith ügynökké válik és akcióba lép. A megfelelő jel hatására, az addigi üldögélő, semmit nem csinálok személyiségüket, egy aktív a feladat megoldására hatékony személyiséggé változtatják.

De mit is csinálnak a gliasejtek? Attól függ melyik típusuk és mikor? Itt most csak az emlősök gliasejtjeiről beszélünk majd, azok közül is csak az agyban található gliasejtekről. Azért szűkítek, mert történetünk szempontjából nem fontos, hogy végigsétáljunk újra a törzsfejlődésen és a gliasejtek őseinek összes viselt dolgát bemutassuk.
Kezdjük az elején. A megtermékenyített petesejt elkezd osztódni és kialakítja az egyre több sejtből álló zigótát, mely sok, kinézetre egyforma, és kb. ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkező sejtekből áll. Eljön azonban az a pillanat, amikor a zigótán megjelenik egy hosszanti árok, amely velőcsővé fűződik le. Ez az a pillanat amikor az eljövendő állatka szervezete elkezd kialakulni. Az eddig egyforma sejtek elkezdenek szakosodni, specializálódni. Kialakul az idegrendszer kezdeménye, a gerinc kezdeménye, az ivarszervek és a bél kezdeményei, melyek saját egyedi sejttípusokkal rendelkeznek.

Az idegrendszert megalapozó velőcső, mint a neve is mondja egy cső. Van fala és ürege. Az első specializálódott sejtek, melyek a velőcső belső és külső felszínét kötik össze egymással a radiális gliasejtek. Ők az idegrendszer központosodásának idején a tüskésbőrűekben és lándzsahalakban jelentek meg. A radiális latinul sugár-irányút jelent, ez utal arra, hogy ezek a sejtek a velőcső felszínére merőlegesen nyúlnak meg, a középponttól kifelé. Ahogy a velőcső fala idegrendszerré vastagodik, a radiális gliasejtek egyre jobban megnyúlnak és folyamatosan osztódnak. Valami olyasmit kell elképzelni, mint egy biciklikerék, ahol a radiális gliasejtek a küllők, melyek a kerékagyat (a közepén lévő tengely lyuka a velőcső belseje) az abronccsal (az agy felszínével) kötik össze. Csak ők nem húznak, hanem nyomnak. Egy idő után a radiális gliasejtek úgy osztódnak, hogy egyik leánysejtjük megmarad radiális gliasejtnek, másikukból pedig különböző idegrendszeri sejteket kialakító progenitor (előd) sejtek lesznek.

Ők hozzák létre további osztódással fajtájuktól függően az idegsejteket, illetve a gliasejtek két típusát az asztrocitákat (szinonímájuk: asztroglia sejtek) és az oligodendrocitákat (oligodenroglia sejtek). Valami olyat képzeljünk el, mint amikor egy kis csoport hajótörött egy lakatlan szigetre vetődik. Először mindenki mindent csinál a túlélés érdekében, de ahogy családot alapítanak és gyerekeik születnek lassan kialakul egy kis társadalom, amiben egyesek halásznak, mások házakat építenek, gyerekeket nevelnek vagy tanítanak, szakosodnak, specializálódnak. Mindenki azt csinálja, amihez legjobban ért és kölcsönösen segítik egymást.
A gliák közül a radiális gliák ahhoz értenek a legjobban, hogy felépítsék az idegrendszer vázát (ők az ácsok) és azt benépesítsék. Mire az agy kialakul a radiális gliasejtek majdnem mind eltűnnek, csak néhány a felnőtt agyban is új idegsejtekkel gyarapodó területen maradnak meg. Az idegsejtek ahhoz értenek, hogy kapcsolatba lépjenek egymással, ingereket vezessenek, jeleket összegezzenek. De ők már se osztódni, se tápanyagot előállítani nem tudnak. Etetni és védeni kell őket.

Az asztrogliák -nevüket az aster, csillag szóból kapták, mivel nyúlványrendszerük mint egy csillag sugarai, a középen elhelyezkedő sejttestből sugárzik kifelé. Az idegsejtek sejttestének és dendritjeinek táplálásában és a szinapszisok babusgatásában fontosak, az agyi gliasejtek felét teszik ki. Az ember asztrogliasejtjei nagyobbak és bonyolultabb elágazásrendszerűek (100-400 µm átmérőjűek), mint az egyszerűbb emlősökben, 10x annyi nyúlványukkal 15 x akkora teret töltenek ki. Hosszú nyúlványokat küldenek a kéreg rétegei, felszíne és a fehérállomány között. Az oligodenrogliák -nevüket az oligo, alig és dendros, fa szóból kapták, mivel viszonylag kevés faágszerű nyúlványuk van – az idegsejtek axonjainak növekedését segítik, a gyors jelterjedéshez szükséges szigetelést, a mielin hüvelyt alkotják, és táplálják az axonokat. Akkor jelentek meg az evolúcióban amikor a gyors ingerületvezetésre képes idegsejtek kialakultak (az őszájúakban meglepő módon a csigákban 😊, az újszájúakban a cápákban). Ezt a két glia típust makrogliának (makro=nagy) hívják és azért kell őket elkülöníteni, mert az idegrendszer fejlődése során az ácsok és óvónénik mellett megjelenik még a rendőrség is, a mikroglia sejtek (mikro=apró) formájában. Róluk eddig nem volt szó, mivel nem hám eredetűek és nem a velőcsőből fejlődnek. Azért rendőrök, mert az immunrendszer részét képezik és mint ahogy a vérsejtek (vörös és fehér) a középső csíralemezből, a mezodermából származnak. Ők a szervezetünk kórokozóit bekebelező nagy-zabálók, a makrofágok (makro=nagy, fagos=enni) rokonai. A már félkész idegrendszerbe a saját lábukon sétálnak be a szikzacskóból, mert hogy amőba-szerűen képesek mozogni, átfurakodni az érfalakon és beszuszakolni magukat az idegsejtek és más gliasejtek közé. Feladatuk, hogy rendet tartsanak az agyban, sérülés vagy fertőzés esetén védjék az idegsejteket. Ezt nagyon óvatosan kell csinálniuk, hiszen a sejtek közötti kapcsolatok érinthetetlenek! Nem véletlen, hogy nem is engedi be az agy az izomagyú makrofág fickókat, akik vírusok és baktériumok felfalására vannak szerződtetve, mert nincs meg a képesítésük az intelligens rendrakáshoz. Ezzel a képzett mikrogliát bízza meg. A mikrogliák a piócától az emberig igen hasonlóak, ugyanazokat a hírközlő molekula rendszereket használják, a gliasejtek 10%-át teszik ki.

Szerző: Gulyás Attila