Sự hình thành sẹo thần kinh đệm (sẹo thần kinh đệm) là một quá trình tế bào phản ứng liên quan đến sự tăng sinh tế bào hình sao xảy ra sau khi hệ thần kinh trung ương bị tổn thương. Tương tự như sẹo ở các cơ quan và mô khác, sẹo thần kinh đệm là cơ chế bảo vệ và bắt đầu quá trình chữa lành của cơ thể. Trong bối cảnh các bệnh thoái hóa thần kinh, sự hình thành sẹo thần kinh đệm đã được chứng minh là có cả tác động có lợi và có hại. Đặc biệt, nhiều phân tử ức chế sự phát triển thần kinh được tiết ra bởi các tế bào trong sẹo và những phân tử này có thể ngăn cản sự phục hồi hoàn toàn về mặt sinh lý và chức năng của hệ thần kinh trung ương sau chấn thương hoặc bệnh tật.
Chức năng chính của sẹo thần kinh đệm là phục hồi tính toàn vẹn về mặt vật lý và hóa học của hệ thần kinh trung ương.
Tế bào hình sao phản ứng là thành phần tế bào chính của sẹo thần kinh đệm. Sau khi bị thương, tế bào hình sao trải qua những thay đổi về hình thái, mở rộng quá trình hoạt động và tăng tổng hợp protein axit sợi thần kinh đệm (GFAP). GFAP là một protein sợi trung gian quan trọng cho phép tế bào hình sao bắt đầu tổng hợp nhiều cấu trúc hỗ trợ bộ xương tế bào hơn và mở rộng chân giả. Cuối cùng, tế bào hình sao tạo thành một mạng lưới dày đặc các phần mở rộng của màng tế bào, lấp đầy các khoảng trống do các tế bào thần kinh chết hoặc suy giảm tạo ra (gọi là tế bào thần kinh đệm).
Tế bào vi giao là loại tế bào quan trọng thứ hai trong sẹo thần kinh đệm. Chúng là những tế bào trong hệ thần kinh tương tự như đại thực bào của hệ miễn dịch. Các tế bào microglia được kích hoạt nhanh chóng gần vết thương và tiết ra nhiều loại cytokine, lipid hoạt động, yếu tố đông máu, chất trung gian oxy phản ứng và yếu tố tăng trưởng thần kinh.
Nhiều phân tử hoạt tính sinh học được tiết ra bởi tế bào vi giao kích thích và thu hút các tế bào nội mô và nguyên bào sợi, giúp kích thích quá trình hình thành mạch máu mới và tiết collagen ở vùng bị thương.
Sẹo thần kinh đệm ngăn cản quá trình tái tạo thần kinh và ức chế sự phát triển của tế bào thần kinh.
Chức năng cuối cùng của sẹo thần kinh đệm là phục hồi tính toàn vẹn về mặt vật lý và hóa học của hệ thần kinh trung ương. Điều này đạt được bằng cách tạo ra một hàng rào tại vùng bị thương giúp bịt kín ranh giới giữa mô thần kinh và mô không phải thần kinh, đồng thời cho phép tái tạo hàng rào chọn lọc để ngăn ngừa sự lây lan của nhiễm trùng do vi khuẩn và tổn thương tế bào.
Tuy nhiên, sẹo thần kinh đệm cũng ngăn cản tế bào thần kinh tái tạo. Sau khi hệ thần kinh trung ương bị tổn thương, các sợi trục bắt đầu mọc ra và cố gắng vượt qua vị trí chấn thương để sửa chữa vùng bị tổn thương, nhưng sẹo thần kinh đệm ngăn cản sự kéo dài của các sợi trục này bằng các tác nhân vật lý và hóa học.
Hai phân lớp của họ yếu tố tăng trưởng chuyển dạng β quan trọng đối với tế bào thần kinh là TGFβ-1 và TGFβ-2, kích thích trực tiếp hoạt động của tế bào hình sao, tế bào nội mô và đại thực bào.
Interleukin-1 là một loại protein được sản xuất bởi các tế bào thực bào đơn nhân giúp khởi động phản ứng viêm ở tế bào hình sao, dẫn đến phản ứng tăng sinh tế bào thần kinh đệm và hình thành sẹo thần kinh đệm.
Ức chế phosphodiesterase 4 làm tăng mức AMP vòng trong tế bào thần kinh, điều này đã được chứng minh là thúc đẩy sự phát triển của sợi trục.
Glycosphingosylase ABC đã được chứng minh là có tác dụng làm giảm sẹo thần kinh đệm và thúc đẩy quá trình phục hồi sau chấn thương tủy sống, đặc biệt khi kết hợp với các kỹ thuật khác như ống thông dẫn hướng thần kinh, cấy ghép tế bào Schwann và ghép tự thân dây thần kinh ngoại biên.
Mặc dù sẹo thần kinh đệm có thể đóng vai trò bảo vệ nhất định sau chấn thương hệ thần kinh, nhưng khả năng cản trở quá trình tái tạo thần kinh của chúng lại đáng lo ngại. Đối mặt với tính chất hai mặt này, nghiên cứu trong tương lai nên cân bằng thế nào giữa việc bảo vệ và tái tạo sẹo thần kinh đệm?