As células mielinizantes.
Por: Michael Luiz.
Oligodendrócitos.
O termo oligodendrócito foi criado por Rio Hortega. Os oligodendrócitos são as células mielinizantes do sistema nervoso central (SNC). Eles são o produto final de uma linhagem celular que passou por um programa de proliferação, migração, diferenciação e maturação, uma programação tão complexa e sincronizada, com precisão para tornar a célula capaz de produzir a bainha que irá isolar os axônios dos neurônios próximos. Devido a este programa de diferenciação complexo, e devido à sua fisiologia única, os oligodendrócitos encontram-se entre as células mais vulneráveis do SNC.
Como todas as outras células da glia, os oligodendrócitos fornecem um papel de íntima interação com os neurônios. No sistema nervoso de mamíferos, a condução rápida do impulso nervoso depende fundamentalmente das bainhas de mielina, as quais reduzem a fuga de íons e diminuem a capacitância da membrana celular. Os axônios selecionados geralmente possuem diâmetros de 0,2 μm, porém como os véus da mielina reconhecem esses axônios ainda é desconhecido e objeto de estudo de diversos grupos.
Um oligodendrócito pode estender seus processos para mais de 50 axônios, e um único axônio pode receber mielina de diferentes oligodendrócitos. Entretanto, também existem oligodendrócitos não mielinizantes, chamados de oligodendrócitos satélites, os quais servem para regular o microambiente ao redor dos neurônios. Os oligodendrócitos satélite são considerados um componente da matéria cinzenta ao passo que os oligodendrócitos mielinizantes são um componente da matéria branca.
Oligodendrócito mielinizante de rato marcado para Olig 2 (vermelho) e CNPase (verde).
Fonte: http://commons.wikimedia.org/.
De acordo com a sua morfologia e tamanho ou espessura da bainha de mielina, os oligodendrócitos podem ser divididos em quatro subtipos de oligodendrócitos mielinizantes.
Os oligodendrócitos do tipo I e II possuem corpo celular pequeno e arredondado, à partir dos quais se estendem quatro processos mais finos para mielinizar 10 à 30 axônios de pequeno diâmetro (menos de 2 µm). Os tipo I e II são semelhantes, mas podem ser distinguidos pelo alinhamento dos axônios que mielinizam. Os axônios mielinizados pelos oligos do tipo I passam em múltiplas direções e são mais amplamente distribuídos, enquanto que os axônios mielinizados pelos oligos do tipo II tem disposição em paralelo e estão localizados próximos do corpo celular dos oligodendrócitos.
Os oligodendrócitos do tipo III mielinizam axônios maiores (2 à 4 µm), e são localizados no pendúculo cerebelar e cerebral, na medula oblonga e na medula espinhal. Eles possuem o corpo celular alongado, ovoide ou irregular, e geralmente mielinizam um pequeno número de axônios, menos de 5.
Os oligodendrócitos do tipo IV mielinizam axônios ainda maiores (10 µm), axônios estes que ocorrem próximo à entrada da coluna vertebral dentro do SNC. Os oligodendrócitos do tipo IV possuem vários processos, e formam uma única bainha de mielina ao longo de um axônio.
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Sugestão de leitura
Oligodendroglial Development: New Roles for Chromatin Accessibility.
[Neuroscientist.] 2015.
Autores: Huang e colaboradores.
Esquema demonstrando um axônio sendo envolvido por uma projeção do oligodendrócito formando a bainha de mielina.
FUNÇÕES
Formação da bainha de mielina
Axônios mielinizados são essênciais para o funcionamento do sistema nervoso e representam exemplos de design biológico requintado.
Animais como a lula gigante que carecem de mielina, ampliam o diâmetro de seus axônios para alcançar uma taxa mais rápida da condução do impulso, podendo chegar de 0,4 a 0,9 mm de diâmetro para suportar a velocidade rápida do impulso nervoso.
Porém, para a maioria das espécies isso é impossível do ponto de vista de tamanho, como a espécie humana, e neste cenário, a transmissão no impulso nervoso tem de ser “saltatória”.
Nos axônios dessas espécies, as projeções dos oligodendrócitos envolvem o axônio e formam dobras múltiplas em espiral em torno do axônio. Ao conjunto dessas dobras múltiplas dá-se o nome de bainha de mielina e as fibras são chamadas de fibras nervosas mielínicas. Sua função é acelerar a velocidade da condução do impulso nervoso.
A bainha de mielina não é contínua, pois ela apresenta intervalos reguladores, formando os nódulos de Ranvier. A bainha de mielina está presente somente nos vertebrados, sendo sua composição 70% lipídios e 30% proteínas.
A perda da mielina provoca uma grande variedade de sintomas. Se a bainha de mielina que envolve a fibra nervosa for lesada ou destruída, os impulsos nervosos se tornam cada vez mais lentos ou não são transmitidos. O impulso então é transmitido ao longo de toda a extensão da fibra nervosa, o que toma um tempo bastante maior do que se ele pulasse de um nódulo para outro. A perda da bainha também pode provocar curtos-circuitos ou bloqueios da transmissão dos impulsos nervosos.
Uma região que mostra claramente a mielina destruída é chamada lesão ou placa. Os sintomas de tal deficiência são, entre outros: deficiências sensitivas (como visão borrada), dificuldades de coordenação, problemas de marcha e dificuldades nas funções corpóreas (por exemplo, controle insuficiente da bexiga).
Além disso, a esclerose múltipla é uma doença causada pela perda da bainha de mielina (desmielinização) dos neurônios.
Representation of nerve fibers in the white matter, which are composed of axons enveloped by myelin.
Fonte: http://en.wikipedia.org/.
Exploring myelin dysfunction in multiple system atrophy.
[Exp Neurobiol.] 2014.
Autores: Wong JH e colaboradores.
The role of oligodendroglial dysfunction in amyotrophic lateral sclerosis.
[Neurodegener Dis Manag.] 2014.
Autores: Nonneman e colaboradores.
[BMC Res Notes.] 2014.
Autores: Boggs JM e colaboradores.
Assimilação de ferro
O ferro é um metal essencial em sistemas biológicos. Ele é necessário para o consumo de oxigénio e produção de adenosina trifosfato (ATP), além de também ser um cofator essencial para muitas enzimas, incluindo aquelas envolvidas na síntese de colesterol e de neurotransmissores, assim como na degradação de proteínas que exigem a ubiquitinação. Devido à capacidade de ferro para interagem com o oxigénio, ele também pode ser um gerador de radicais livres.
No cérebro, os oligodendrócitos são as células que predominantemente acumulam ferro. Os oligodendrócitos contendo ferro são encontrados perto dos corpos das células neuronais, ao longo dos vasos sanguíneos, e são particularmente abundantes dentro dos tratos de substância branca. Dentro da matéria branca, as células contendo ferro estão presentes desde o nascimento e eventualmente residem em “manchas” no adulto. Essas manchas de células que contêm ferro normalmente têm um vaso sanguíneo no seu centro. A ferritina, a proteína de armazenagem de ferro, também se expressa no início do desenvolvimento dos oligodendrócitos em um padrão regional e celular semelhante ao observado para o ferro.
Recentemente, as subunidades funcionalmente distintas da ferritina foram analisadas; só a cadeia pesada (H) da ferritina (ferratina H) é encontrada em oligodendrócitos no inicio do desenvolvimento. A ferritina-H está associada a altos índices de utilização de ferro e baixo armazenamento de ferro. Consistente com a expressão de ferritina-H é a expressão de receptores de transferrina (para a aquisição de ferro) em oligodendrócitos imaturos. Acumulação da proteína de transferrina e a expressão do mRNA no cérebro são tanto dependentes de uma população viável de oligodendrócitos e pode ter uma função autócrino para auxiliar os oligodendrócitos na aquisição de ferro.
Embora, aparentemente, a maior parte dos oligodendrócitos em tratos de matéria branca contenham a ferritina, a transferrina, e o ferro, nem todos eles fazem, indicando que há um subconjunto de oligodendrócitos nos tratos de matéria branca. Existe tanto uma relação direta e indireta entre a aquisição de ferro e a produção de mielina. O ferro está diretamente envolvida na produção de mielina como um co-factor necessário para a biossíntese de colesterol e de lípidos e indiretamente, devido à sua exigência de metabolismo oxidativo (que ocorre em oligodendrócitos a uma taxa mais elevada do que outras células cerebrais). Fatores (tais como as citocinas) e condições, tais como a deficiência de ferro podem reduzir a aquisição de ferro por oligodendrócitos e a susceptibilidade de oligodendrócitos a uma lesão oxidativa pode ser um resultado do seu citoplasma rico em ferro. Assim, os diversos fenômenos conhecidos que diminuem a sobrevivência de oligodendrócitos e/ou produção de mielina pode mediar o seu efeito através de uma via final comum que envolve rupturas na disponibilidade de ferro ou de gestão intracelular de ferro.
Relationship of iron to oligodendrocytes and myelination.
[Glia] 1996.
Autores: Connor JR & Menzies SL.
Cellular iron status influences the functional relationship between microglia and oligodendrocytes.
[Glia] 2006.
Autores: Zhang X e colaboradores.
Oligodendrocytes and myelination: the role of iron.
[Glia] 2009.
Autores: Todorich B. e colaboradores.
Sobre o autor: Michael Luiz é atualmente é aluno de Doutorado pelo FISCLINEX (2012-atual), atuando na investigação da programação metabólica e seus efeitos na neurogênese e gliogênese.
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