Funkcje i struktura białek mózgowych (z obrazami)

The biała substancja jest częścią układu nerwowego skonfigurowaną głównie przez aksony neuronów. To znaczy po stronie neuronów odpowiedzialnych za przesyłanie informacji przetwarzanych przez jądro komórki do innych neuronów.

Substancja lub istota biała jest częścią rdzenia kręgowego i składa się z dużej liczby włókien nerwowych. Z tego powodu ten rodzaj substancji obserwuje się głównie w wewnętrznych obszarach mózgu.

Szara substancja jest zwykle obserwowana w regionach przylegających do istoty białej. Nazwa białej substancji wynika z faktu, że ta część układu nerwowego ma duży udział włókien mielinowych i zapewnia białawy kolor.

Główną funkcją istoty białej jest połączenie segmentów szpikowych ze sobą, a rdzeń kręgowy z mózgiem.

Charakterystyka białej substancji

Istota biała jest białawą tkanką, która jest częścią centralnego układu nerwowego.

Znajduje się głównie w rdzeniu kręgowym i jest tworzony przez przedłużenia neuronów, które przenoszą sygnały elektryczne do obszarów synaptycznych i komórek glejowych.

Zatem istota biała charakteryzuje się głównie tym, że jest obszarem mózgu, który nie zawiera jąder neuronów.

Rolą istoty białej jest zapewnienie dobrego obiegu informacji w układzie nerwowym i połączenie różnych obszarów mózgu.

Z tego powodu istota biała charakteryzuje się wysoką zawartością mieliny. Mielina jest substancją, która wyrównuje aksony większości neuronów i zapewnia biały wygląd.

Podobnie mielina ma główną funkcję przyspieszania przekazywania informacji. Przyspieszenie transmisji jest realizowane, ponieważ mielina pozwala, aby informacja nie musiała przechodzić przez prostą i ciągłą formę przez akson, ale może przemieszczać się przez małe skoki między osłonkami mielinowymi.

Ten rodzaj komunikacji mózgowej jest nazywany soleniem, a ponieważ istota biała jest obszarem mózgu, który ma najwyższe ilości mieliny, transmisja informacji o tej strukturze charakteryzuje się dużą szybkością.

Jedną z patologii najbardziej związanych z funkcjonowaniem i strukturą istoty białej jest stwardnienie rozsiane. Chociaż ten region mózgu jest związany z wieloma innymi warunkami i patologiami.

Główna funkcja

Główną funkcją białej substancji jest prawidłowe przekazywanie informacji o mózgu. W rzeczywistości niedawno naukowcy z University of South Carolina stworzyli termin „rusztowanie” białej substancji.

Termin ten odnosi się do znaczenia przekazywania informacji przez istotę białą. Według naukowców sieć połączeń istoty białej definiuje architekturę informacji, która wspiera funkcje mózgu.

Według naukowca Van Horna, chociaż wszystkie połączenia w mózgu mają duże znaczenie, istnieją szczególne powiązania, które są szczególnie istotne.

W tym sensie istota biała wydaje się mieć duże znaczenie w komunikacji mózgowej. Uszkodzenia lub warunki w tym regionie mogą wpływać na funkcjonowanie wielu struktur mózgu i obejmować różne zaburzenia fizyczne i neurologiczne.

Istota biała ma duże zaangażowanie, gdy pozwala człowiekowi przenieść impulsy elektrochemiczne emitowane przez mózg do reszty ciała.

Można zatem stwierdzić, że istota biała jest odpowiedzialna za koordynację komunikacji między różnymi systemami organizmu ludzkiego. Fakt ten implikuje zarówno funkcjonowanie regionów wewnątrz i na zewnątrz mózgu.

Z tego powodu w białej substancji dominują aksony neuronów, ponieważ jest to część, która jest w stanie przekazać informacje do innego neuronu.

Biała substancja działa jako most komunikacji między różnymi obszarami mózgu, które zawierają komórki neuronów. Te obszary mózgu są w istocie autostradami neuronalnymi, strefami komunikacji i przekazywania informacji między regionami mózgu.

Inne funkcje

Historycznie rozumiano, że główną i jedyną funkcją istoty białej jest przekazywanie informacji z jednego regionu mózgu do drugiego. W ten sposób istota biała została zinterpretowana jako pasywna struktura, która ograniczała się do przekazywania porządków neuronalnych.

Najnowsze badania wykazały jednak, że tak nie jest. Chociaż główna funkcja białej substancji nadal polega na przekazywaniu informacji, wykazano, że może ona uczestniczyć w wykonywaniu innych czynności.

Biała substancja jest ściśle związana z procesami poznawczymi i emocjonalnymi, a obecnie uzgodniono, że jest to ważny element w wykonywaniu takich działań.

Udział białej substancji w rozwoju procesów emocjonalnych i poznawczych polega na szybkości połączenia, które zapewnia ona mózgowi.

Szybkie przesyłanie informacji przez istotę białą pozwala na budowę sieci neuronowych, które mogą rządzić ogromną różnorodnością procesów poznawczych.

W szczególności sieci neuronowe generowane przez istotę białą wydają się być ściśle związane z zapamiętywaniem i uczeniem się. Podobnie uczestniczą w zarządzaniu zasobami poznawczymi i funkcjami wykonawczymi.

W ten sposób dziś interpretuje się, że istota biała jest bardzo ważnym elementem mózgu, który w znacznym stopniu wpływa na rozwój i wykorzystanie zdolności intelektualnych ludzi.

Struktura

Biała substancja znajduje się głównie w rdzeniu kręgowym i składa się z dużej liczby włókien nerwowych znanych jako neuroglia.

Jeśli w istocie białej powstaje przekrój poprzeczny, obserwuje się, że jest on pokryty warstwą istoty szarej.

Chociaż substancja ta charakteryzuje się wysoką zawartością mielinowanych włókien, które biegną wzdłużnie, istota biała zawiera również pewną ilość niezmielinizowanych włókien, to znaczy włókien bez mieliny.

Strukturalnie, włókna nerwowe, które tworzą istotę białą, charakteryzują się łączeniem segmentów rdzenia kręgowego razem, jak również rdzenia kręgowego z obszarami mózgu.

1- Rodzaje włókien

Włókna, które zawierają istotę białą w tylnych korzeniach i które docierają do tylnego rogu, charakteryzują się różnymi morfologiami. Formy tych włókien zależą głównie od bodźca, który przekazują i można je podzielić na dwie duże grupy.

Włókna eksteroceptywne

Włókna eksteroceptywne są małych rozmiarów i mają małe porcje mieliny. Oznacza to, że są to włókna niemelinowane.

Włókna te są głównie odpowiedzialne za przenoszenie eksteroceptywnych aferentów przez obszary rdzenia kręgowego i mózgu.

Włókna proprioceptywne

Włókna proprioceptywne są większe i grubsze niż włókna eksteroceptywne. Charakteryzują się mielinowanymi włóknami.

Włókna tylnego korzenia stykają się z neuronami rogu przedniego bezpośrednio lub przez interneurony, których soma znajdują się w tylnym rogu.

Aksony neuronów krzyżowych przecinają przedni spoidło przednie, a spoidło szare łączy się z neuronami ruchowymi po przeciwnej stronie.

2- Poziomy organizacji

Istota biała charakteryzuje się trzema podstawowymi poziomami organizacji rdzenia kręgowego.

U podstawy rdzenia leży segmentowy obszar istoty białej. Ten region jest odpowiedzialny za prowadzenie segmentowych aktywności odruchowych przedstawionych w łuku odruchowym.

Później jest to region międzysegmentowy, który jest odpowiedzialny za łączenie segmentowych mechanizmów istoty białej.

Wreszcie, w suprasegmentalnym obszarze rdzenia kręgowego czynności kręgosłupa są koordynowane przez wyższe ośrodki mózgu.

3- Sznurówki białej substancji

Biała substancja składa się z trzech różnych sznurków. Różnicowanie każdego z tych sznurów odbywa się poprzez jego położenie w rdzeniu kręgowym.

 a) Poprzedni przewód

Przedni przewód znajduje się między środkową szczeliną brzuszną a rowkami bocznymi rdzenia kręgowego. Charakteryzuje się tym, że zawiera drogi motoryczne, które kontrolują ruchy związane z dobrowolnymi ruchami.

b) Linka boczna

Boczny przewód leży między rowkami bocznymi i rowkami grzbietowo-bocznymi. Zawiera pęczki związane z ruchami dobrowolnymi, bocznym przewodem korowo-rdzeniowym i pęczkami związanymi z wrażliwością.

c) Tylny przewód

Wreszcie trzeci i ostatni sznur białej substancji znajduje się między grzbietowym środkowym rowkiem i grzbietowo-bocznymi rowkami.

Tylny sznur charakteryzuje się tym, że jest podzielony na dwie wiązki w szyjkowym i górnym obszarze piersiowym dzięki obecności grzbietowego pośredniego rowka.

Dwie wiązki, które zawierają tylny sznur, to łodyga gracile (w obszarze środkowym) i pęczek w kształcie stożka (w obszarze bocznym). Oba zeszytów zawierają wstępujące włókna należące do drogi epicytycznej, świadomej propriocepcji i wrażliwości wibracyjnej.

Drogi mózgowe

Biała substancja jest zorganizowana w postaci zestawów włókien nerwowych. Ta organizacja jest obserwowana zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz centralnego układu nerwowego.

Obszary mózgu są zatem zestawem projekcyjnych włókien nerwowych, które wysyłają informacje przetwarzane przez istotę szarą do różnych obszarów ciała znajdujących się na zewnątrz mózgu..

Innym rodzajem włókien istoty białej są włókna asocjacji, które łączą różne obszary mózgu tej samej półkuli.

Wreszcie trzeci i ostatni typ odpowiadają spoidłom międzypółkulowym, które zawierają struktury różnych półkul mózgowych.

Ponadto, oprócz rdzenia kręgowego, mózg charakteryzuje się dużą liczbą struktur, które składają się głównie z istoty białej. Najważniejsze jest ciało modzelowate, spoidło międzypółkulowe łączące dwie półkule mózgu.

Zmiany w istocie białej

Zmiany w strukturze i funkcjonowaniu istoty białej są związane z wieloma różnymi patologiami.

Czynnikami najbardziej związanymi z uszkodzeniami istoty białej są wiek i nadciśnienie tętnicze. Oznacza to, że zarówno częstotliwość, jak i nasilenie zmian istoty białej wzrasta wraz z wiekiem i populacją z nadciśnieniem.

Jednak zakres możliwości, które mogą wystąpić u osób z uszkodzeniami istoty białej, jest bardzo zróżnicowany. Od osób z poważnymi uszkodzeniami istoty białej bez żadnego naczyniowego czynnika ryzyka do osób z wieloma czynnikami ryzyka, takimi jak ciężkie nadciśnienie tętnicze.

W tym sensie argumentuje się, że zmiany w istocie białej mogą przedstawiać szerokie spektrum czynników ryzyka, które nie są obecnie wystarczająco zbadane i ograniczone..

Mimo to obecnie istnieją mniej lub bardziej wiarygodne dane na temat związku zmian w istocie białej i różnych patologii. Najważniejsze to:

1- Zmiany istoty białej i pogorszenie funkcji poznawczych

Na podstawie istniejących danych nie można ustalić wyraźnego związku między obecnością zmian istoty białej a zaburzeniami funkcji poznawczych, ponieważ badania są ograniczone.

Jednak niektóre badania wykazały, że uszkodzenie istoty białej koreluje dodatnio ze zmianą płata czołowego, wpływając na szybkość przetwarzania informacji, fluencję słowną i funkcje wykonawcze..

2- Zmiany istoty białej i krwotoki śródczaszkowe

Wiele badań wykazało, że zmiany istoty białej są znacznie częstsze u osób z krwotokiem śródmózgowym

Odkrycia te pokazują, że krwotoki nie są zlokalizowane tylko w zwojach podstawy, ale także wpływają na poziom płata.

3 - Zmiany istoty białej jako producenci udaru niedokrwiennego lub śmierci naczyniowej

Kilka badań klinicznych wykazało, że zmiany istoty białej predysponują do udaru niedokrwiennego.

W szczególności osoby, u których doszło do wypadku niedokrwiennego i zmian w istocie białej, mają dwukrotnie większe ryzyko wystąpienia nowego udaru.

Referencje 

1. Bartrés D, Clemente IC, Junqué C. Zmiany w istocie białej i zdolności poznawcze w starzeniu. Rev Neurol 2001; 33: 347-53.

2. Blumenfeld, Hal (2010) Neuroanatomia przez przypadki kliniczne (2 wyd.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.

3. Douglas Fields, R. (2008). „White Matter Matters”. Naukowiec amerykański. 298 (3): 54-61. 

4. Smith EE, Roseland J, Knudsen BA, Hylek EM, Greenberg SM. Leukoaraioza jest związana z krwotokiem związanym z warfaryną po udarze niedokrwiennym: badanie zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Neurology 2002; 59: 193-7.

5. Sowell, Elizabeth R.; Peterson, Bradley S.; Thompson, Paul M.; Witaj, Suzanne E; Henkenius, Amy L.; Toga, Arthur W. (2003). „Mapowanie zmiany korowej w całym ludzkim życiu”. Neuroscience natury. 6 (3): 309-15.

6. Holenderska grupa badawcza TIA. Przewidywania głównych zdarzeń naczyniowych u pacjentów z przejściowym atakiem niedokrwiennym lub niewielkim udarem. Stroke 1993; 24: 527-31.