před pěti sty miliony let došlo k mimořádnému vývoji buněčné evoluce: vytvoření izolačního pláště (myelinu) na nervových vláknech (axonech) u obratlovců. Myelinové pochvy změnila způsob, jakým nervové impulsy jsou přenášeny, tím, že nutí akční potenciály „skočit“ rychle mezi pravidelné přestávky v myelinu (ranvierovy zářezy), čímž se dramaticky zvyšuje přenosovou rychlost a povznášející nervové funkce i nad rámec bezobratlých. Až ve vývoji elektronové mikroskopie byla odhalena překvapivá submikroskopická struktura myelinu. Spíše než být sekrecí axonu, bylo zjištěno, že myelin je tlustý Obal Vysoce zhutněných vrstev buněčné membrány spřádaných kolem axonu nonneuronálními buňkami (glia). Myelin a ranvierovy zářezy jsou nejsložitější buňky-buněčné spoje známé, které vyžadují přesné buňky-buněčné rozpoznávání, syntéza obrovské množství specializované buněčné membrány, a složité buněčné motility zabalit až 100 vrstev membrány kolem axonů. Poškození myelinu je zdrojem mnoha nemocí a postižení a v poslední době myelin přitahoval pozornost jako možný nový buněčný mechanismus účastnící se učení (Fields, 2010). Studie Snaidero et al. (2014), poskytnout nové informace o buněčné dynamice a molekulární signalizaci, která řídí tvorbu a remodelaci myelinu. Práce zálohy pochopení toho, jak myelinové membrány je přidán do stávající pouzdro, které má význam pro vývoj nervové soustavy, onemocnění a porozumění tomu, jak myelinu, může být upraveno tak, aby optimalizovat funkce.

v centrálním nervovém systému je myelin tvořen multipolární glií, oligodendrocyty, které mohou rozšířit desítky štíhlých buněčných procesů na ensheath více axonů současně. Balení několika vrstev membrány kolem axonu jako by vítr elektrické pásky na vodiče je topologické nemožnost pro multipolární buňky. Myelin je tvořen v PNS (periferní nervový systém) a CNS nejvnitřnější list-jako gliové proces v kontaktu s axon točící se kolem a točí se několik vrstev překrývajících membrány. Cytoplazma se vylučuje ze všech, kromě nejvnitřnějších a nejvzdálenějších vrstev myelinového pláště. V uplynulých vrstvy buněčné membrány společně tvoří kompaktní myelin působením myelinový bazický protein (MBP), zjistil, přednostně v zhutněné vrstvy myelinu. Proces myelinizace začíná, když proces oligodendrocytových buněk kontaktuje axon a vytvoří specializovaný membránový spoj „bodový svar“, jak popsal Luse v roce 1959. Tato křižovatka je nyní chápána jako specializovaná membránová doména pro mezibuněčnou komunikaci mezi procesem gliových buněk a axonem (Wake et al ., 2011). Gliový proces se pak rozšiřuje bočně podél axonu a začíná jej obklopovat nejednotným způsobem (Luse, 1959). Protože segment myelinu mezi jednotlivými uzly Ranvier je několikrát větší než oligodendrocyte, jak to zábaly, gliové buňky, proces rozšíří laterálně do pásku, která rozšiřuje na šířku zabalit celou internodální délka. To lze vidět v živých zobrazovacích studiích, kde byl proces přirovnáván k výrobě croissantu z trojúhelníkového kusu těsta (Sobottka et al ., 2011). Použití podobných metod a sériového blokového zobrazování myelinizace u zebrafish, Snaidero et al., poskytnout údaje v souladu s tímto mechanismem tvorby myelinu (Obrázek 1).

Snaidero a kolegy řešit otázku, jak membrány a proteiny jsou dodávány na postupující vnitřní jazyk myelinu nejen během vývoje, ale po celý život, protože délka myelinová pochva se musí rozšířit a další vrstvy myelinu jsou přidány jako axony rostou v ráži a délku s růstem těla.

oligodendrocyty jsou vysoce polarizované buňky, které syntetizují obrovské množství specializované membrány na ensheath axony. V důsledku toho, obchodování váčků, konkrétní mRNAs, a proteiny, je vysoce polarizované a přesně seřazeny v oligodendrocyty vytvářet a udržovat jedinečné složení myelinové pochvy a tělesné buňky membránové domény. Vezikulární stomatitida virus glykoprotein (VSC-G), což je marker obchodování na bazolaterální oblasti buněk, je obchodované pryč od těla buňky a selektivně hromadí v myelinové pochvy sub-buněčné domény oligodendrocyty v buněčné kultuře (Baron et al., 1999). Dodávka VSC do membrány závisí na submembránovém F-aktinu na náběžné hraně, jak je ukázáno narušením cytoskeletu nebo změnou polymerace aktinu pomocí proteinkináz. Snaidero et al., replikovat tyto buněčné kultury výsledky a ukázat, že to také se vyskytuje in vivo vstříknutím viru do mozku během myelinizace corpus callosum a pozorování VSC hromadí na vnitřní jazyk myelinu přiléhající k axonu membránou.

vytvoření husté vrstvy vysoce kompaktní buněčnou membránu vytváří překážku v poskytování proteiny a lipidy, které nahradí ztráty z kompaktní myelinové pochvy a k napájení vnitřního jazyku nekomprimována membrány, kde nové vrstvy myelinu jsou tvořeny. Laterální cytoplazmatické domény na okraji každé myelinové vrstvy zůstávají nekompaktní a v kontaktu s axonální membránou. Tyto trubky z cytoplazmy na okraji každého listu pohybovat v kontinuální šroubovice kolem axonu směrem k budoucnosti uzel Ranvier, kde se jim vyrovnat a tvoří paranodal smyčky, jak je vidět v příčném řezu lemující uzlu. Tento dlouhý spirálovitý cytoplazmatický kanál poskytuje dlouhou dráhu pro transport materiálu z buněčného těla. Transport je také usnadněn fenestrovanými kapsami cytoplazmy pronikajícími mezi vrstvy jinak zhutněného myelinu.

kromě poskytování vedení pro přenos buněčných složek přes zhutněné myelin, tyto cytoplazmatické kanály jsou myšlenka umožnit dynamickou regulaci myelinové pochvy k účasti „v dynamický proces, jehož myelinové lamely jsou neustále upichování a setkávají během života v odezvě na fyziologické napětí a přetvoření“ (Robertson, 1958, citováno v Velumian et al., 2011). Naplnění cytoplazmatických kanálů fluorescenčním barvivem Lucifer yellow ukazuje, že mohou být v otevřených nebo uzavřených stavech, pravděpodobně spojených se stabilitou a dynamikou myelinu (Velumian et al ., 2011). Snaidero et al., poskytují důležitý pokrok tím, že ukazují, že tyto kanály mohou být regulovány stimulací syntézy myelinu.je známo, že inhibice signalizace PI3K stimuluje tvorbu nových vrstev myelinu působením na AKT, savčí cíl rapamycinu (mTOR) a další substráty pro podporu polarizace buněk, výrůstku gliových procesů a myelinizace. PIP3 je antagonizován fosfatázou a tenesinovým homologem (PTEN), který defosforyluje PIP3 na PIP2. Dříve členové tohoto výzkumu tým zjistil, že myelinating buňky chybí PTEN mají zvýšené hladiny PIP3 a hypermyelination, i když vyvolané ve zralých oligodendrocytů (Goebbels et al., 2010).

Tady Snaidero a jeho kolegové zprávu, že když myelin syntéza je stimulována tímto způsobem (prostřednictvím podmíněného inaktivace Pten, což zvyšuje PI(3,4,5)P3 úrovně) počet cytoplazmatické kanály zvýšila s nárůstem myelinizace. Navíc, velké množství cytoplazmatických bohaté inkluze byly vidět postupující podél délky myelinové pochvy při pohledu v dlouhodobé části, vysvětluje, jak nové vrstvy myelinu může být stanovena pod stávající vrstvy kompaktní myelin.

existuje současný zájem o možnost, že by se remodelace myelinu mohla podílet na učení, kognitivní funkci a psychiatrickém onemocnění úpravou rychlosti vedení pro optimální funkci způsobem závislým na aktivitě (Fields, 2010). Změny v anizotropie vody difúze vidět diffusion tensor imaging v bílé hmotě regionů jednotlivců po učení (Zatorre et al., 2012) může odrážet změny v myelinizace, nebo dojít rychleji od změněné vody difúze přes tyto cytoplazmatické kanály otevřen po učení.

na Základě orientace oligodendrocyty směrem ke katodě v buněčných kulturách s extracelulární elektrické pole uložena (1V/cm), autoři spekulují, že zvýšené extracelulárního K+ koncentrace v uzlu Ranvier produkován opakující se akční potenciál střelba by mohla podporovat obchodování s lidmi membránových komponent a stimulovat balení myelin v uzlu. Budoucí výzkum bude potřebné zjistit, zda elektrické pole, správné polarity a intenzity je generován v rozvojových uzel, ale tento mechanismus může být více relevantní pro patologické účinky na myelinu při hyperexcitace než na normální vývoj uzlu.

autoři interpretovat výsledek jako přímé působení PI(3,4,5)P3-závislá signalizace na otevření cytoplazmatické kanály, ale v teorii cytoplazmatické kanály bude muset znovu otevřít v reakci na jakýkoli faktor, který zvýšil myelinogenesis nebo prodlužuje myelinizace do dospělosti, jako Akt signalizace (Flores et al., 2008) nebo regulace růstového faktoru. Mezi další otázky do budoucna patří: jak axon řídí myelinizační proces? Jak je určeno a udržováno uzlové umístění a jeho struktura? Existuje mechanismus pro ztenčení myelinu, a pokud ano, je to obrácení procesu myelinogeneze podobného croissantu nebo jiný proces? Je šíření akčního potenciálu ovlivněno změnami cytoplazmatických inkluzí mezi vrstvami zhutněného myelinu? Jak by se mohlo narušení dynamiky cytoplazmatického kanálu podílet na onemocnění? Ovlivňuje aktivita akčního potenciálu otevření nebo uzavření cytoplazmatických kanálů způsobem závislým na aktivitě k regulaci rychlosti vedení? Je zřejmé, že tato nová zjištění otevírají nové cesty pro vyšetřování.