Tak jako Myelin název, který je mu dán, je zvláštní, zvláště na lipidy bohatý, biomembrán, který jako tzv. myelinový plášť nebo myelinový plášť obklopuje axony nervových buněk periferního nervového systému a centrálního nervového systému a elektricky izoluje obsažená nervová vlákna.
Kvůli pravidelným přerušením myelinových pochev (Ranvierovy prstencové šňůry) dochází k elektrickému stimulačnímu vedení náhle od šňůry k šňůře, což vede k vyšší rychlosti vedení než při nepřetržitém stimulačním vedení.
Co je myelin?
Myelin je speciální biomembrán, který obaluje axony periferního nervového systému (PNS) a centrálního nervového systému (CNS) a elektricky je izoluje od ostatních nervů. Myelin v PNS je tvořen Schwannovými buňkami, přičemž myelinová membrána Schwannovy buňky pouze „zabalí“ část jednoho a stejného axonu do několika až mnoha vrstev.
V CNS jsou myelinové membrány tvořeny vysoce rozvětvenými oligodendrocyty. Díky své speciální anatomii s mnoha rozvětvenými rameny mohou oligodendrocyty zpřístupnit svou myelinovou membránu až 50 axonům současně. Myelinové pláště axonů jsou přerušovány každých 0,2 až 1,5 mm pomocí prstenců Ranvierovy šňůry, což vede k náhlému (slanému) způsobu přenosu elektrických podnětů, který je rychlejší než kontinuální forma přenosu.
Myelin chrání nervová vlákna tekoucí uvnitř před elektrickými signály z jiných nervů a vyžaduje nejnižší možnou ztrátu přenosu i na relativně velké vzdálenosti. Axony PNS mohou dosáhnout délky přes 1 metr.
Anatomie a struktura
Vysoký podíl lipidů v myelinu má komplexní strukturu a skládá se hlavně z cholesterolů, cerebrosidů, fosfolipidů, jako je lecitin a dalších lipidů. Proteiny, které obsahuje, jako je základní protein myelinu (MBP) a glykoprotein spojený s myelinem a některé další proteiny, mají rozhodující vliv na strukturu a sílu myelinu.
Složení a struktura myelinu se liší v CNS a PNS. Glykoprotein myelinového oligodendrocytů (MOG) hraje důležitou roli v myelinaci axonů CNS. Speciální protein se nenachází ve Schwannových buňkách, které tvoří myelinovou membránu axonů PNS. Periferní protein myelinu-22 je pravděpodobně zodpovědný za pevnější strukturu myelinu Schwannových buněk ve srovnání se strukturou myelinu oligodendrocytů.
Kromě pravidelných přerušení myelinových pochvy Ranvierovými vázacími kroužky jsou v myelinových pochvách také tzv. Schmidt-Lantermannovy zářezy, také nazývané myelinové řezy. Jedná se o cytoplazmatické zbytky Schwannových buněk nebo oligodendrocyty, které probíhají jako úzké proužky skrz všechny myelinové vrstvy, aby se zajistila nezbytná výměna látek mezi buňkami.
Přebírají funkci mezerových spojů, které umožňují a umožňují výměnu látek mezi cytoplazmou dvou sousedních buněk.
Funkce a úkoly
Jednou z nejdůležitějších funkcí myelinu nebo myelinové membrány je elektrická izolace axonů a nervových vláken probíhajících v axonu a rychlý přenos elektrických signálů. Na jedné straně elektrická izolace chrání před signály z jiných nemyelinovaných nervů a způsobuje, že nervové podněty jsou přenášeny co nejrychleji as co nejmenší ztrátou.
Přenosová rychlost a „ztráty vedení“ jsou zvláště důležité pro axony v PNS kvůli jejich délce, někdy přes metr. Elektrická izolace axonů a také jednotlivých nervových vláken umožnila během miniatury určitý druh miniaturizace nervového systému. Pouze s vynálezem myelinizace evolucí byly možné mozky s velkým počtem neuronů a ještě větší počet synaptických spojení. Asi 50% hmoty mozku sestává z bílé hmoty, tj. Myelinovaných axonů.
Bez myelinace by i v tak malém prostoru nebylo možné ani vzdáleně podobné komplexní mozkové výkony úplně nemožné. Optický nerv vycházející z sítnice, který obsahuje asi 2 miliony myelinizovaných nervových vláken, slouží k objasnění proporcí. Bez ochrany myelinu by musel být optický nerv s průměrem více než jeden metr se stejným výkonem. Současně s myelinizací se v evoluci objevilo vodivé stimulační vedení, které má jasnou výhodu rychlosti oproti kontinuálnímu budícímu vedení.
Zjednodušeně si lze představit, že iontové kanály jsou otevřeny a uzavřeny depolarizací, aby se akční potenciál přenesl do další sekce (internode). Zde se akční potenciál znovu vytvoří ve stejné síle, předá se a na konci sekce se iontové čerpadlo znovu aktivuje depolarizací a potenciál se přenese do další sekce.
Nemoci
Jedním z nejznámějších nemocí, které přímo souvisí s postupným rozpadem myelinové membrány axonů, je roztroušená skleróza (MS). V průběhu nemoci je myelin v axonech rozkládán vlastním imunitním systémem, takže MS lze klasifikovat do kategorie neurodegenerativních autoimunitních chorob.
Na rozdíl od syndromu Guillain-Barré, během kterého imunitní systém napadá nervové buňky přímo navzdory ochraně před myelinovou membránou, ale jejichž poškození neuronů je částečně regenerováno tělem, myelin, který byl degenerován MS, nemůže být nahrazen. Přesné příčiny výskytu MS nebyly (dosud) dostatečně prozkoumány, nicméně MS se vyskytuje častěji v rodinách, takže lze předpokládat alespoň určité genetické dispozice.
Nemoci, které způsobují rozpad myelinu v CNS a jsou založeny na dědičných genetických defektech, se nazývají leukodystrofie nebo adrenoleukodystrofie, pokud je genetický defekt umístěn na lokusu na chromozomu X.
Porucha nedostatku vitaminu B12, zhoubná anémie, známá také jako Biermerova choroba, také vede k rozpadu myelinových pochev a vyvolává odpovídající příznaky. Odborná literatura pojednává o tom, do jaké míry může vývoj duševních chorob, jako je schizofrenie, souviset s funkčními poruchami myelinové membrány.
