Organ podkomisyjny
| Narząd podspoidłowy | |
|---|---|
 Prawa linia środkowa ludzkiego mózgu przeciętego w środkowej płaszczyźnie strzałkowej . Narząd podspoidłowy nie jest oznaczony, ale obszar jest widoczny w pobliżu szyszynki .
| |
| Szczegóły | |
| Identyfikatory | |
| łacina | organum subcommissurale |
| Siatka | D013351 |
| NeuroNazwy | 483 |
| Identyfikator NeuroLexa | birnlex_1028 |
| TA98 | A14.1.08.511 |
| TA2 | 5783 |
| FMA | 72414 |
| Anatomiczne warunki neuroanatomii | |
Narząd podspoidłowy (SCO) jest jednym z narządów okołokomorowych mózgu . Jest to mała struktura gruczołowa, która znajduje się w tylnej części komory trzeciej , w pobliżu wejścia do wodociągu mózgu .
Nazwa SCO pochodzi od jego położenia pod spoidłem tylnym , wiązką włókien nerwowych łączących części obu półkul mózgowych. SCO jest jedną z pierwszych rozwiniętych zróżnicowanych struktur mózgowych. Chociaż jest to ewolucyjnie starożytna struktura, która jest obecna w całym akordów , jej układ różni się nieco w zależności od gatunku. Funkcje SCO są nieznane; niektóre dowody wskazują, że może uczestniczyć w usuwaniu pewnych związków z płynu mózgowo-rdzeniowego i prawdopodobnie w morfogenezie mechanizmy, takie jak rozwój spoidła tylnego .
Struktura
Komórki narządu podspoidłowego, które są wyspecjalizowane w wydzielaniu glikoprotein (patrz poniżej), są ułożone w dwie warstwy: warstwę powierzchowną zwaną wyściółką i warstwę dolną zwaną hiperendymą. Wyściółczak składa się z długich, walcowatych komórek, które uwalniają swoje wydzieliny do płynu mózgowo-rdzeniowego w komorach. Hipendyma (która jest najbardziej widoczna u ssaków) charakteryzuje się licznymi naczyniami włosowatymi i komórkami glejowymi. Komórki hiperendymalne i komórki wyściółki mają charakter wydzielniczy; ich procesy rzutują na lokalne naczynia krwionośne, a także do przestrzeni podpajęczynówkowej.
Ciała komórek wyściółki wykazują wyraźną strefę, która jest szczególnie zaznaczona u niektórych gatunków: 1) W obszarze okołojądrowym duże i rozszerzone cysterny szorstkiej siateczki śródplazmatycznej (RER) są najbardziej charakterystyczną cechą ultrastrukturalną praktycznie wszystkich gatunków; 2) region pośredni składa się głównie z aparatu RER i aparatu Golgiego ; 3) region podwierzchołkowy jest stosunkowo wąski i obejmuje mikrotubule, mitochondria i gładką siateczkę śródplazmatyczną; i 4) region wierzchołkowy obejmuje duży występ w komorze. W narządzie podspoidłowym nie ma ciał komórek nerwowych, chociaż wyspecjalizowane komórki otrzymują pewne unerwienie z neuronów zewnętrznych.
Funkcjonować
Komórki wyściółki wydzielają glikoproteiny o dużej masie cząsteczkowej do płynu mózgowo-rdzeniowego, w którym większość z nich kondensuje, tworząc włóknistą strukturę zwaną włóknem Reissnera. Uważa się , że narząd podspoidłowy/ włókien Reissnera bierze udział w reabsorpcji i krążeniu płynu mózgowo-rdzeniowego oraz w funkcjach związanych z równowagą elektrolitową i wodną .
Jednym z białek wydzielanych przez narząd podspoidłowy, obecnym we włóknie Reissnera, jest spondyna. SCO-spondyna to „olbrzymia” (5000 aminokwasów) glikoproteina ( nadrodzina trombospondyny ) występująca u kręgowców . Ta glikoproteina ma wspólne domeny molekularne z wyszukującymi ścieżki aksonalne . Uważa się, że komórki wyściółki i wydzielanie SCO-spondyny odgrywają rolę w homeostazie .
Komórki wyściółki SCO biorą również udział w produkcji mózgowej transtyretyny , białka biorącego udział w transporcie hormonów tarczycy we krwi.
Niektóre badania wskazują na obecność zarówno włókien nerwowych immunoreaktywnych wobec hydroksylazy tyrozynowej , jak i receptorów dopaminy w wyściółce SCO. Ponadto istnieją dowody sugerujące, że aktywność SCO u dorosłych zwierząt może być regulowana przez serotoninę .
Wszystkie naczynia włosowate w ośrodkowym układzie nerwowym z funkcjonalną barierą krew-mózg wyrażają transportery glukozy ( GLUT1 ). Te transportery są na ogół nieobecne w nieszczelnych strukturach barierowych. Narządy okołokomorowe, o których wiadomo, że mają nieszczelne naczynia włosowate barierowe, były barwione przeciwciałami fibronektyny, ale nie przeciwciałami GLUT1. Narząd podspoidłowy wydaje się być wyjątkowy, ponieważ nie wykazuje ani GLUT1, ani naczyń włosowatych.
włókno Reissnera
Uważa się również, że włókno Reissnera jest ważne w morfogenetycznych procesach neuronalnych, biorąc udział w przeżywaniu neuronów, agregacji i wydłużaniu neurytów. Badania in vitro wykazały, że obecność RF w połączeniu z komórkami glejowymi ma zasadnicze znaczenie dla przeżycia komórek nerwowych. Badania wydają się wskazywać, że RF może wiązać niektóre czynniki wzrostu wytwarzane przez komórki glejowe i transportować je do neuronów. W procesie agregacji neuronów RF wydaje się służyć jako czynnik kontrolny w bezpośredniej komunikacji między komórkami, sprzyjając agregacji neuronów, gdy gęstość neuronów jest niska i zapobiegając tej agregacji, gdy gęstość wzrasta. Chociaż mechanizm stojący za tym nie jest dobrze poznany, wiadomo, że jest powiązany z różnymi domenami w SCO-spondynie, które są związane z czynnikami krzepnięcia i TSR, jak wspomniano powyżej. Ponadto RF jako część przedłużenia neurytów, promując wzrost neurytów zarówno z neuronów rdzeniowych, jak i korowych, w hodowlach komórkowych, które mogą być również połączone z domenami TSR spondyny SCO.
SCO-spondyna, glikoproteina kompleksu SCO/RF
Pierwszorzędowa struktura głównego składnika bydlęcego RF, SCO-spondyny, została w pełni ustalona jako duże białko N-glikozylowane (450 kDa). Wiele linii dowodów wskazuje, że SCO-spondyna odgrywa rolę w rozwoju OUN. Cząsteczka ta należy do nadrodziny białek wykazujących konserwatywne motywy powtórzeń trombospondyny typu 1. Białka z tej rodziny ulegają silnej ekspresji podczas rozwoju ośrodkowego układu nerwowego ssaków, biorąc udział w mechanizmach adhezji komórkowej i znajdowania ścieżek aksonalnych (proces, w którym neurony wysyłają aksony, aby dotrzeć do właściwych celów podczas rozwoju neuronów).
Liczne badania zostały skierowane na identyfikację i charakterystykę związków wydzielniczych SCO, częściowo wyjaśniając jego funkcję. Analizy immunoblot bydlęcej SCO przy użyciu przeciwciał przeciwko glikoproteinom RF umożliwiły identyfikację glikoprotein o dużej masie cząsteczkowej 540, 450, 320 i 190 kDa. Związki o masie cząsteczkowej 540 i 320 kDa odpowiadają formom prekursorowym.
Organizacja wielodomenowa
Główna izoforma SCO-spondyna składa się z wielu domen. Ta wielodomenowa organizacja jest szczególną cechą Chordate Phylum i istnieje wysoki stopień zachowania składu aminokwasów u ssaków. Pełną sekwencję i modułową organizację SCO-spondyny po raz pierwszy scharakteryzowano u Bos taurus. Struktura tego białka jest wyjątkowa, ponieważ przedstawia mozaikowy układ tych domen wzdłuż szkieletu.
Omówiono przypuszczalną funkcję SCO-spondyny w różnicowaniu neuronów w odniesieniu do tych cech i homologii z innymi cząsteczkami rozwojowymi ośrodkowego układu nerwowego wykazującymi domeny TSR i zaangażowanymi w przewodnictwo aksonalne. Peptydy odpowiadające domenom SCO-spondyny TSR silnie zwiększały adhezję i wzrost neurytów neuronów korowych oraz indukowały dezagregację neuronów rdzenia kręgowego. Dlatego jest kandydatem do ingerowania w rozwój neuronów i / lub przewodnictwo aksonalne podczas ontogenezy ośrodkowego układu nerwowego w modulacji interakcji bok do boku i bok do podłoża, a także w promowaniu wzrostu neurytów.
Identyfikacja konserwowanych domen, w tym domeny powtórzeń Emilin (EMI), czynnika von Willebranda D (vWD) receptora lipoprotein o małej gęstości typu A (LDLrA), powtórzeń SCO (SCOR), 26 powtórzeń trombospondyny typu 1 (TSR), czynnika krzepnięcia 5 /8 typu C (FA5-8C) lub motyw dyskoidyny i C-końcowa domena węzła cystyny (CTCK) zapewnia szerszy wgląd w domniemaną funkcję tego białka. Podobne typy ułożenia napotkano w zonadhezynach i fragmencie wiążącym FC immunoglobuliny G (IgG), co może odpowiadać za funkcjonalny aspekt SCO-spondyny w promowaniu adhezji komórki do podłoża.
Obecność domen receptora lipoprotein o niskiej gęstości typu A (LDLrA) powtórzonych dziesięciokrotnie w sekwencji konsensusowej może dostarczyć wskazówek co do funkcji SCOR, ponieważ wiadomo, że LDLrA wchodzą w interakcje z proteazami lub inhibitorami proteaz. Może istnieć funkcjonalne powiązanie między LDLrA i SCOR, które mogą być zaangażowane w regulację aktywacji proteazy lub hamowania proteazy. Motywy czynnika krzepnięcia 5/8 typu C lub dyskoidyny i powtórzenia trombospondyny typu 1 (TSR) obecne w konsensusie SCO-spondyna zostały początkowo opisane w białkach krwi, gdzie wykazano, że odgrywają rolę w krzepnięciu lub agregacji płytek krwi. SCO-spondyna i F-spondyna mają podobny wzór ekspresji w płytce podłogowej, narządzie zginającym i narządzie podspoidłowym i mogą mieć zbędną aktywność. Biologiczną funkcję F-spondyny i SCO-spondyny na odchylenie aksonów spoidłowych w cewie nerwowej oceniono odpowiednio za pomocą eksperymentów wzmocnienia i utraty funkcji oraz analiz mutantów z wadliwą płytką podłogową. Wykazano, że F-spondyna i SCO-spondyna promują wzrost neurytów w różnych populacjach komórek nerwowych w hodowli komórkowej.
SCO-spondyna może zakłócać kilka zdarzeń biologicznych podczas wczesnego rozwoju ontogenetycznego OUN. Niemniej jednak SCO-spondyna jest obecna również w życiu dorosłym, podobnie jak trombospondyny, które oddziałują na różne układy biologiczne, tj. różnicowanie neuronów, angiogenezę i agregację płytek krwi.
Rozwój
SCO
Pomimo tego, że jest to bardzo konserwatywna struktura w trakcie ewolucji, istnieją pewne różnice w SCO od różnych ssaków. Jest to pierwsza struktura wydzielnicza, która się różnicuje i pozostaje w pełni rozwinięta i funkcjonalna podczas życia prawie każdego kręgowca, z wyjątkiem nietoperzy, małp człekokształtnych i ludzi. Dokładniej, u ludzi rozwój SCO ma charakter regresywny. Osiąga swój szczytowy rozwój u płodu w wieku od 3 do 5 miesięcy, działając jako w pełni aktywna struktura wydzielnicza mózgu w tym okresie i rozciągając się od zachyłka szyszynki przez spoidło tylne do zachyłka mezocelicznego. Składa się z charakterystycznego wysokokolumnowego nabłonka, którego nie ma u dorosłego SCO. Po tym maksymalnie rozwiniętym stanie SCO zaczyna się cofać i u dzieci w wieku od 3 do 4 lat ma już charakter szczątkowy, u osoby dorosłej zredukowany do struktur przypominających wysepki. Chociaż pozostałe komórki mogą posiadać trochę materiału wydzielniczego, SCO jest naprawdę szczątkowa zarówno pod względem struktury, jak i funkcji wydzielniczej u dorosłych.
SCO-spondyna
Jako część embrionalnego płynu mózgowo-rdzeniowego (eCSF), SCO-spondyna ma ogromne znaczenie w rozwoju układu neuronalnego, będąc kluczowym białkiem w równoważeniu różnicowania i proliferacji neuroepithelium. Zaczyna być wydzielana przez płytkę podłogową międzymózgowia w pierwszych stadiach embrionalnych, odgrywając ważną rolę w rozwoju i różnicowaniu struktur, takich jak szyszynka. W szczególności wydaje się, że SCO-spondyna odgrywa główną rolę we wzroście spoidła tylnego (PC), co zostało udowodnione, gdy mutanty pozbawione SCO, a zatem nie mające SCO-spondyny, nie były w stanie utworzyć funkcjonalnego PC. We wczesnych stadiach rozwoju wzrost aksonów jest stymulowany, a następnie hamowany. Stromy gradient ekspresji spondyny w neuroepithelium sygnalizuje potrzebę zajścia różnych procesów, sprzyjających fascykulacji w regionie głowowym i włączeniu nowych neuronów w regionie ogonowym. W związku z tym niższe stężenia SCO-spondyny w regionie ogonowym sprzyjają wzrostowi aksonów i włączaniu nowych aksonów do spoidła tylnego, a wyższe stężenia w regionie głowowym sprzyjają interakcjom między sąsiednimi aksonami. W koniugacji z wydzielaniem SCO-spondyny, pozycjonowanie SCO w linii środkowej ma duże znaczenie w procesie prowadzenia aksonu. To ustawienie ułatwia sygnalizację punktów zwrotnych aksonów poprzez rozprzestrzenianie się spondyny. Oprócz funkcji kierowania aksonami i związanego z tym wzrostu spoidła tylnego, SCO-spondyna wydaje się również odgrywać rolę w adhezji trofoblastu do ścian macicy. W trofoblastach wytwarzana jest nieco inna SCO-spondyna, najprawdopodobniej w wyniku alternatywnego splicingu. Ta spondyna może rozpoznawać klasyczne białko na ścianie macicy, ułatwiając adhezję.
Znaczenie kliniczne
wodogłowie
Biorąc pod uwagę, że narząd podkomorowy nie jest wysoce przepuszczalny i nie posiada fenestrowanych naczyń włosowatych, jak inne narządy podkomorowe, stał się głównym miejscem występowania wrodzonego wodogłowia . Sugeruje się, że jest to związane z immunologiczną blokadą wydzielin SCO oraz malformacją i obliteracją wodociągu Sylviana lub turbulentnym przepływem płynu mózgowo-rdzeniowego z powodu braku włókien Reissnera. Istnieją dowody na to, że u myszy transgenicznych nadekspresja Sox3 w grzbietowej linii środkowej międzymózgowia w sposób zależny od dawki i że warunkowa inaktywacja presenilina-1 lub brak huntingtyny w liniach komórkowych wnt prowadzi do wrodzonego wodogłowia, co podkreśla rolę tych białek pośredniczących w relacji między SCO a stanem ( więcej informacji można znaleźć w: Szlak sygnałowy Wnt ). Nowsze badanie na szczurach HTx potwierdziło pogląd, że nieprawidłowość i dysfunkcja SCO poprzedza rozwój wodogłowia.
Inna choroba
Doniesiono, że u szczurów z nadciśnieniem samoistnym istnieje związek między SCO a nadciśnieniem z powodu zmiany aktywności wydzielniczej i składu białek.
Historia
W 1860 r. Ernst Reissner , anatom z Uniwersytetu w Dorpacie, opublikował monografię dotyczącą mikroskopowej budowy rdzenia kręgowego Petromyzon fluviatilis . Opisał strunę o średnicy 1,5 μm, charakteryzującą się wysokim współczynnikiem załamania, niezwykle regularnym kształtem i swobodnym położeniem w kanale centralnym. W 1866 roku Karl Kutschin potwierdził obserwacje Reissnera i nazwał strukturę włóknistą włóknem Reissnera.
Edinger (1892) opisał u rekinów coś, co później nazwano „narządem podspoidłowym”. Studnicka (1900) zwróciła uwagę na niezwykle wysokie komórki wyściółki pokrywające spoidło tylne P. fluviatilis . Sargent, również w 1900 r., ustanawia podstawy tego, co obecnie uważa się za narząd podspoidłowy – kompleks włókien Reissnera. Wreszcie w 1910 roku Dendy i Nicholls wprowadzili termin „narząd podspoidłowy”, aby opisać ten gruczoł mózgowy.
Bogate unaczynienie SCO zostało po raz pierwszy opisane przez Pesonena (1940). W 1958 roku Helmut Hofer postulował, że narząd ten, pomimo strukturalnych i funkcjonalnych różnic w stosunku do innych narządów okołokomorowych, jest wysoce wydzielniczym składnikiem układu narządów okołokomorowych.
| Kontrola władzy : naukowcy |
|---|
