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Das Geheimnis der Gehirnreparatur: Wie unterstützen oder behindern Gliannarben die Heilung des zentralen Nervensystems?
Glia-Narbenbildung (Glia-Narbenbildung) ist ein reaktiver zellulärer Prozess mit Astrogliose, der nach einer Verletzung des Zentralnervensystems auftritt. Ähnlich wie Narben in anderen Organen und Geweben sind Glia-Narben der Schutzmechanismus des Körpers und der Beginn des Heilungsprozesses. Im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen hat sich gezeigt, dass die Bildung von Glia-Narben sowohl positive als auch schädliche Auswirkungen hat. Insbesondere werden viele Moleküle, die die neurologische Entwicklung hemmen, von Zellen in Narben abgesondert, und diese Moleküle behindern die vollständige physiologische und funktionelle Erholung des Zentralnervensystems nach einer Verletzung oder Krankheit.
Die Hauptfunktion von Glia-Narben besteht darin, die physische und chemische Integrität des Zentralnervensystems wiederherzustellen.
Bestandteile der Glia-Narbe
Reaktive Astrozyten
Reaktive Astrozyten sind der Hauptzellbestandteil von Glia-Narben. Nach einer Verletzung unterliegen Astrozyten morphologischen Veränderungen, die ihren Verlauf verlängern und die Synthese von fibrillärem saurem Glia-Protein (GFAP) erhöhen. GFAP ist ein wichtiges Zwischenfaserprotein, das es Astrozyten ermöglicht, mehr Stützstrukturen des Zytoskeletts zu synthetisieren und Pseudopodien auszudehnen. Letztendlich bilden Astrozyten ein dichtes Netzwerk aus Membranverlängerungen, die die Lücken füllen, die durch tote oder im Niedergang befindliche Nervenzellen entstehen (Astrogliose genannt).
Mikroglia
Mikroglia sind der zweitwichtigste Zelltyp in Glia-Narben. Dabei handelt es sich um Zellen des Nervensystems, die den Makrophagen des Immunsystems ähneln. Mikroglia werden in der Nähe einer Verletzung schnell aktiviert und sezernieren eine Vielzahl von Zytokinen, aktiven Lipiden, Gerinnungsfaktoren, reaktiven Sauerstoffzwischenprodukten und Nervenwachstumsfaktoren.
Endothelzellen und Fibroblasten
Eine Vielzahl bioaktiver Moleküle, die von Mikroglia abgesondert werden, stimuliert und rekrutiert Endothelzellen und Fibroblasten, die dabei helfen, die Angiogenese und die Kollagensekretion im verletzten Bereich zu stimulieren.
Glia-Narben verhindern die Nervenregeneration und hemmen das Neuronenwachstum.
Wohltuende Wirkung von Glia-Narben
Die ultimative Funktion von Glia-Narben besteht darin, die physische und chemische Integrität des Zentralnervensystems wiederherzustellen. Dies wird durch die Schaffung einer Barriere im verletzten Bereich erreicht, die die Grenze zwischen neuralem und nicht-neuralem Gewebe abdichtet und die Regeneration einer selektiven Barriere ermöglicht, um die Ausbreitung weiterer mikrobieller Infektionen und Zellschäden zu verhindern.
Die schädlichen Auswirkungen von Glia-Narben
Glia-Narben können jedoch auch die neuronale Regeneration verhindern. Nach einer Verletzung des Zentralnervensystems beginnen Axone zu sprießen und versuchen, über die Verletzungsstelle zu wandern, um den beschädigten Bereich zu reparieren. Glia-Narben verhindern jedoch die Ausbreitung dieser Axone durch physikalische und chemische Mittel.
Hauptfaktor, der das Narbenmolekül induziert
Transformierender Wachstumsfaktor Beta
Zwei Untergruppen der Beta-Familie der transformierenden Wachstumsfaktoren, die für Neuronen wichtig sind, sind TGFβ-1 und TGFβ-2, die direkt die Aktivität von Astrozyten, Endothelzellen und Makrophagen stimulieren.
Interleukin
Interleukin-1 ist ein Protein, das von mononukleären Phagozyten produziert wird und dabei hilft, eine Entzündungsreaktion in Astrozyten auszulösen, die zu reaktiver Astrogliose und Glia-Narbenbildung führt.
Technologie zur Hemmung der Glia-Narbenbildung
Olomosin
Olomoxin ist ein Purinderivat, das die Funktion von Cyclin-abhängigen Kinasen hemmt und dadurch die Bildung von Glia-Narben reduziert.
Hemmung der Phosphodiesterase 4
Die Hemmung der Phosphodiesterase 4 erhöht den zyklischen AMP-Spiegel in Neuronen, was nachweislich das Axonwachstum fördert.
Behandlung oder Entfernung von Glia-Narben
Es wurde gezeigt, dass Glycosphingase ABC Glia-Narben abbaut und die Genesung von Rückenmarksverletzungen fördert, insbesondere in Kombination mit anderen Techniken wie Nervenführungskathetern, Schwann-Zelltransplantationen und peripheren Nerven-Autotransplantaten.
Obwohl Glia-Narben nach einer Schädigung des Nervensystems eine gewisse schützende Rolle spielen können, sind ihre Eigenschaften, die Nervenregeneration zu behindern, besorgniserregend. Wie sollte die zukünftige Forschung angesichts dieser Dualität den Schutz und die Regeneration von Glia-Narben in Einklang bringen?
