Ćelijska struktura i histološka arhitektura mozga

    Mozak uključuje izvanredan broj nervnih ćelija reda veličine 100 milijardi (10¹¹). Ove ćelije se mogu klasifikovati u više od 1000 različitih tipova, ali su uglavnom podeljene u 2 široke kategorije: nervne ćelije (neuroni) i glijalne ćelije (glia). Glijalne ćelije premašuju broj neurona 10–50:1, a njihovo ime potiče od grčke reči Glial γλοια (što znači lepak).

    Glijalne ćelije se dalje dele na mikrogliju i makrogliju:

• Mikroglije su fagociti koji se mobilišu u slučaju povrede i infekcije određenim bolestima.

• Makroglija obuhvata oligodendrocite koji se nalaze u mozgu, Schvannove ćelije koje se nalaze u perifernom nervnom sistemu i astrocite. Oligodendrociti obezbeđuju mozgu strukturu i podršku i razdvajaju i takođe izoluju neurone mijelinskim omotačem tako što omotaju svoje nastavke oko aksona (gornja slika). Svaki oligodendrocit izoluje više od 15 aksona.

    Neke od glia ćelija deluju kao čistači i regulišu okruženje u kome neuroni rade, lučenjem nutritivnih agenasa i agenasa za rast. Astrociti imaju nastavke, od kojih se neki završavaju krajnjim stopalima. Neki od njih postavljaju ove krajnje nožice na zidove krvnih sudova gde izazivaju stvaranje čvrstih spojeva između endotelnih ćelija. Na taj način stvaraju krvno-moždanu barijeru koja izoluje krvne sudove od mozga i sprečava različite supstance da uđu u mozak (slika). Astrociti takođe preuzimaju višak kalijuma i neurotransmitere, na taj način izoluju i štite susedne neurone. Funkcije glije uključuju njegovu mobilizaciju u slučaju oštećenja moždanog tkiva. U tom slučaju, mikroglijalne ćelije migriraju na oštećeno područje, popunjavaju praznine i stvaraju „ožiljak“ koji se naziva glioza.

Krv - Mozak barijera

    Neuroni imaju sličan oblik i strukturu u celom mozgu (slika), a njihova struktura podseća na sve ostale ćelije ljudskog tela. Na osnovu oblika, neuroni se dele na unipolarne, bipolarne i multipolarne. Multipolarni neuroni su oni koji dominiraju u mozgu. Takođe se dele na senzorne, motorne i interneurone. Interneuroni su najveća klasa i dele se na relejne ili projekcione interneurone koji imaju dugačke aksone i prenose informacije na velike udaljenosti i lokalne interneurone sa kratkim aksonima koji prenose informacije unutar lokalnih neuronskih kola. Neuroni se takođe razlikuju po neurotransmiterima koje sadrže, ali i po svojoj funkciji.

Neuron

Neuron i njegove konekcije sa susednim neuronima

    Postoji upadljiva sličnost između proteina u mozgu i onih koji se nalaze u ostatku tela. Takođe, nervne ćelije dele manje-više sličnu strukturu u celom mozgu. Oni služe različitim funkcijama ne zbog svojih različitih struktura, već zato što učestvuju u različitim neuronskim mrežama i krugovima.

    Njihova struktura obuhvata četiri morfološki definisana regiona:

(a) Ćelijsko telo sadrži jezgro (sa genima i DNK), endoplazmatski retikulum gde se sintetišu proteini, i mitohondrije koje čine elektrane ćelije, mesta gde se proizvodi energija i manipuliše. Funkcija mitohondrija proizvodi značajnu količinu đubretnog materijala koji je toksičan za ćeliju i to je ekvivalent nuklearnoj elektrani u centru grada srednje veličine. Stoga su mitohondrije izolovane iz citoplazme membranom koja je slična ćelijskoj membrani. Komunikacija između unutrašnjosti mitohondrija i tela ćelije je svedena na minimum i zato mitohondrije imaju sopstvenu DNK (mt-DNK) koja se nasleđuje direktno od majke.

(b) Dendriti su kratki nastavci koji nastaju iz tela ćelije i služe za vezu sa susednim ćelijama.

(c) Akson je jedan i veoma dugačak dendrit koji se proteže daleko od tela ćelije. To je glavna provodna jedinica i služi za komunikaciju sa udaljenim neuronima. Krajnje grane se nazivaju telodendrije. Može da prenosi signale na udaljenosti do 3 m. Aksoni su omotani mijelinskom ovojnicom koja potiče od oligodendrocita. Ovaj omotač ih izoluje jedan od drugog. Na ovaj način se električni fenomeni koji se javljaju u jednom aksonu ne šire na susedne aksone i ćelije (Sl.).

Neuron i njegove glavne komponente.

Neuron i njegove komponente u prostoru i u odnosu sa drugim neuronima.

Ćelijsko telo neurona i njegovi funkcionalni delovi

Slojevi moždane kore, prema tri dizajna Santjaga Ramona i Kajala. Sekcije su vertikalne sa spoljašnjim delom mozga na vrhu. Levo: vizuelni korteks odrasle osobe. Sredina: motorni korteks odrasle osobe. Desno: korteks bebe stare 45 dana.

Postoje dva principa prema kojima se moždane ćelije nalaze i uređuju:

• Mijeloarhitektura, koja se odnosi na lokaciju strukturnih komponenti, odnosno lokaciju neurona (procesora) i njihovih aksona (kablova) kao i njihov položaj u odnosu na druge strukture. Ova mijeloarhitektura se ogleda uglavnom u lokalizaciji sive (tela neuronskih ćelija) i bele (neuronski aksoni) materije u mozgu.

• Hemijska arhitektura koja se odnosi na lokalnu distribuciju različitih hemijskih supstanci u mozgu, njihovu relativnu gustinu i kombinacije.

    Kora velikog mozga je organizovana u horizontalne histološke slojeve i vertikalne funkcionalne kolone. 

Horizontalno, organizovan je u šest ćelijskih slojeva:

• Sloj I (molekularni sloj) je bezćelijski sloj koji zauzimaju dendriti i aksoni ćelija koje se nalaze dublje u korteksu.

• Sloj II (spoljni sloj ćelija granula) se sastoji od malih sferičnih ćelija koje se nazivaju granule ćelije.

• Sloj III (spoljni piramidalni ćelijski sloj) sadrži različite tipove ćelija, od kojih su mnoge piramidalnog oblika.

• Sloj IV (unutrašnji sloj ćelija granula), kao i sloj II, sastoji se prvenstveno od ćelija granula.

• Sloj V (unutrašnji piramidalni ćelijski sloj) sadrži uglavnom ćelije piramidalnog oblika koje su tipično veće od onih u sloju III.

• Sloj VI (polimorfni ili multiformni sloj) je heterogeni sloj neurona.

    Projekcioni neuroni (koji povezuju različite oblasti korteksa) čine 60% svih neurona korteksa, imaju piramidalno oblikovana ćelijska tela i nalaze se uglavnom u slojevima III, V i VI, pri čemu je glutamat njihov primarni neurotransmiter.

    Drugi tip kortikalnih neurona su zvezdane ćelije (ili nepiramidalne ćelije) koje su mali neuroni koji učestvuju u lokalnim krugovima. Ovi lokalni interneuroni (koji povezuju različite neurone unutar iste oblasti korteksa) nalaze se u svim slojevima i koriste GABA (Gama-aminobuterna kiselina) kao svoj primarni neurotransmiter.

    Vertikalna organizacija korteksa u funkcionalnim stubovima stvara kompletna neuronska kola koja su u stanju da obrađuju ulaz stimulusa na sveobuhvatan način. Detaljno crtanje ovih funkcionalnih stubova počelo je radovima Korbinijana Brodmana (1868–1918) koji je opisao strukturu i histološki sastav 52 različite kortikalne oblasti (oblasti prema Brodmanu), koje su klasifikovane u 11 histoloških grupa (Slika)

Gore: Korbinian Brodman (1868–1918). Dole: Broadmanove oblasti u mozgu

    One oblasti korteksa koje manifestuju definitivno prepoznatljivu ćelijsku strukturu sa šest slojeva nazivaju se „izokorteksom“, dok se one sa drugačijom strukturom nazivaju „alokorteksom“ (obično najveća razlika se odnosi na to što sloj IV ili nedostaje ili je mnogo deblji).

 U ovom postu bloga radi boljeg shvatanja nekih pitanja predstavljeni su medicinski pojmovi. U vezi bilo kojih medicinskih problema obratite se medicinskom stručnjaku, podaci izneti u ovom postu su samo informativne prirode. Obavezno pročitajte poglavlje bloga pod nazivom Upozorenje.