stringtranslate.com

волокно Рейсснера

Волокно Рейсснера (названное в честь Эрнста Рейсснера ) представляет собой волокнистое скопление секретируемых молекул, простирающееся от субкомиссурального органа (SCO) через желудочковую систему и центральный канал к терминальному желудочку , небольшой желудочкоподобной структуре около конца спинного мозга . [1] У позвоночных волокно Рейсснера образуется путем секреции SCO-спондина из субкомиссурального органа в желудочковую спинномозговую жидкость . [2] Волокно Рейсснера является высококонсервативным и присутствует в центральном канале всех хордовых . [2] У головохордовых волокно Рейсснера вырабатывается вентральным инфундибулярным органом, в отличие от дорсального SCO. [3]

Структура

Волокна Рейсснера (РВ) представляют собой сложную и динамическую структуру, присутствующую в третьем и четвертом желудочках и в центральном канале спинного мозга, наблюдаемую почти у всех позвоночных. [4] [5]

Он формируется путем сборки сложных и вариабельных высокомолекулярных гликопротеинов, секретируемых SCO, которые высвобождаются в спинномозговую жидкость. Было обнаружено по крайней мере пять различных белков, 630 кДа, 480 кДа, 390 кДа, 320 кДа, и основной компонент, 200 кДа, который присутствует как в РФ, так и в спинномозговой жидкости, CSF. Один из самых важных РФ-гликопротеинов, секретируемых SCO, был назван SCO-спондином и имеет большое значение, особенно во время эмбриональной жизни. [6] [7]

Волокно Рейсснера растет каудально путем добавления этих гликопротеинов на его цефалическом конце и простирается вдоль водопровода мозга (Сильвиева водопровода) и по всей длине центрального канала спинного мозга, непрерывно растущего в каудальном направлении. Это всего лишь небольшая часть секреции, производимой SCO, и остается предметом спекуляций, вероятно, участвующая во многих физиологических функциях, таких как очистка от моноаминов, детоксикация цереброспинальной жидкости, выживание нейронов или контроль водного баланса. [6] [8] [9]

Гликопротеины, образующие РФ, можно обнаружить в трех конформациях: первая — когда материал агрегирует над ресничками SCO, так называемый пре-РФ; вторая и наиболее изученная форма известна как собственно РФ, которая представляет собой цилиндрическую регулярную структуру; и, наконец, третья и окончательная форма — massa caudalis — известна как конечное распределение и окончательная сборка белков. [9]

Разработка

Это волокно в основном состоит из гликопротеинов с высокой молекулярной массой, секретируемых субкомиссуральным органом, которые высвобождаются в спинномозговую жидкость. Здесь они собираются на вершине ресничек, образуя тонкую пленку, которая далее упаковывается в высокоупорядоченной манере, образуя нитевидную надмолекулярную структуру. [6]

Материал pre-RF выглядит в виде свободно расположенных пучков тонких нитей. В результате, вполне вероятно, что некоторые биохимические изменения могут произойти с материалом pre-RF, чтобы он конденсировался и сформировал точную структуру волокна Рейсснера, например, разборка и переход в соседние сосуды. Некоторые из этих изменений могут снизить реактивность молекул, и это следует рассматривать как переходную стадию от pre- к собственно RF, на которой доступность антител к эпитопам снижается. Это отсутствие иммунореактивности может быть связано с пространственным распределением отрицательно заряженных остатков сиаловой кислоты внутри волокна или может быть результатом связанных соединений, препятствующих доступности антител к гликопротеинам RF. [9]

Massa caudalis является конечной формой этой сборки белков и в основном связана с дистальной стороной скопления волокна, и эта конечная форма имеет больше нитей и менее компактна, чем средняя форма волокна. [6]

Секреторный материал впервые синтезируется на 3-й день эмбрионального развития (E3) морфологически недифференцированными нейроэпителиальными клетками. На E7, после коитума, SCO-спондин высвобождается в эмбриональную цереброспинальную жидкость (ECSF); однако, RF не образуется до E11, и только на E12 RF появляется в поясничном отделе спинного мозга. Механизмы, которые запускают образование RF, остаются неизвестными, но для формирования волокна должны быть необходимы другие вероятные факторы, помимо желудочкового высвобождения, такие как гидродинамика цереброспинальной жидкости. [8]

Функция

Комплекс ШОС-РФ

Этот комплекс может участвовать в поддержании водно-электролитного гомеостаза (осморегуляции) в ходе онтогенеза и в составе спинномозговой жидкости. [8] [9]

SCO-RF был связан с различными аспектами обмена воды и электролитов, и было доказано, что лишение воды усиливает секреторную активность SCO. Это помогает поддерживать корреляцию между этим комплексом и корой надпочечников, в то время как наличие рецепторов или участков связывания для пептидов, участвующих в гидроминеральном балансе, таких как ангиотензин II, было отмечено в SCO-RF. Этот комплекс участвует во многих физиологических функциях, таких как развитие спинного мозга, патофизиология лордоза и выживание нейронов в более развивающемся пути. [10] [11]

РФ и спинномозговая жидкость

Из-за наличия остатков сиаловой кислоты с отрицательным зарядом волокна Рейсснера могут участвовать в очистке СМЖ. Гликопротеины связывают биогенные амины, присутствующие в СМЖ, такие как дофамин, серотонин или норадреналин, тем самым контролируя концентрацию этих моноаминов путем ионного обмена. Однако существуют различия в характеристиках связывания каждого из этих аминов; связывание серотонина более нестабильно и происходит только при высокой его концентрации в СМЖ, в то время как норадреналин прочно связывается с РФ и остается связанным по мере продвижения по центральному каналу в том же месте связывания, что и адреналин. [10] [12]

Концентрация этих моноаминов в спинномозговой жидкости у животных, лишенных волокон Рейсснера, была исследована, и сделан вывод о том, что это волокно, возможно, может участвовать в очистке жидкости — на основании повышенных уровней концентрации нескольких аминов в спинномозговой жидкости, выявленных у подопытных животных, причем наибольшее увеличение показал L-ДОФА. Все полученные данные указывают на то, что РФ связывает моноамины, присутствующие в желудочковой спинномозговой жидкости, а затем транспортирует их по центральному каналу. В отсутствие РФ концентрация моноаминов в спинномозговой жидкости резко увеличивалась. [13]

Ссылки

  1. ^ Батлер, Энн; Уильям Ходос (23 августа 2005 г.). Сравнительная нейроанатомия позвоночных: эволюция и адаптация . John Wiley & Sons. стр. 715. ISBN 978-0471888895.
  2. ^ ab Gobron, S.; Creveaux, I.; Meiniel, R.; Didier, R.; Dastugue, B.; Meiniel, A. (1999). «SCO-спондин эволюционно сохраняется в центральной нервной системе типа хордовых». Neuroscience . 88 (2): 655–664. doi :10.1016/s0306-4522(98)00252-8. PMID  10197783. S2CID  426154.
  3. ^ Vigh, BL; Vigh-Teichmann, I. (1998). «Актуальные проблемы нейронов, контактирующих со спинномозговой жидкостью». Microscopy Research and Technique . 41 (1): 57–83. doi : 10.1002/(SICI)1097-0029(19980401)41:1<57::AID-JEMT6>3.0.CO;2-R . PMID  9550137.
  4. ^ Хофер Х., Майнель В., Эрхардт Х. (1980). «Электронно-микроскопическое исследование происхождения и формирования волокон Рейсснера в субкомиссуральном органе Cebus apella (Primates, Platyrrhini)». Cell and Tissue Research . 205 (2): 295–301. doi :10.1007/bf00234687. PMID  6766807. S2CID  25277195.
  5. ^ Кастанейра-Пердомо А., Мейер Г., Феррес-Торрес Р. (1983). «Развитие субкомиссурального органа у белых мышей (исследование Гольджи)». Journal für Hirnforschung . 24 (4): 363–70. PMID  6643990.
  6. ^ abcd Окше А, Родригес Э.М., Ллебрес П.Ф. (1993). Окше А., Родригес Э.М., Фернандес-Ллебрес П. (ред.). Субкомиссуральный орган: эпендимальная железа мозга . Берлин: Springer Verlag. дои : 10.1007/978-3-642-78013-4. ISBN 978-3-540-56336-5. OCLC  27681500. S2CID  36028700.[ нужна страница ]
  7. ^ Rodríguez EM, Oksche A, Montecinos H (март 2001 г.). «Человеческий субкомиссуральный орган с особым акцентом на его секреторную активность в течение фетальной жизни». Microscopy Research and Technique . 52 (5): 573–90. doi :10.1002/1097-0029(20010301)52:5<573::AID-JEMT1042>3.0.CO;2-6. hdl : 10533/172756 . PMID  11241867. S2CID  22572195.
  8. ^ abc Chatoui H, El Hiba O, Elgot A, Gamrani H (апрель 2012 г.). «Реакция SCO крыс на длительное лишение воды: влияние волокон Рейсснера и системы серотонина». Comptes Rendus Biologies . 335 (4): 253–60. doi :10.1016/j.crvi.2012.03.011. PMID  22578571.
  9. ^ abcd Meiniel R, Meiniel A (1985). «Анализ секреций субкомиссуральных органов нескольких видов позвоночных с использованием флуоресцентных лектинов». Cell and Tissue Research . 239 (2): 359–64. doi :10.1007/bf00218016. PMID  3919951. S2CID  11103968.
  10. ^ ab Pérez-Fígares JM, Jimenez AJ, Rodríguez EM (март 2001 г.). «Субкомиссуральный орган, циркуляция спинномозговой жидкости и гидроцефалия». Microscopy Research and Technique . 52 (5): 591–607. doi :10.1002/1097-0029(20010301)52:5<591::AID-JEMT1043>3.0.CO;2-7. hdl : 10533/172867 . PMID  11241868. S2CID  43438412.
  11. ^ Elgot A, Ahboucha S, Bouyatas MM, Fèvre-Montange M, Gamrani H (ноябрь 2009 г.). «Дефицит воды влияет на серотонинергическую систему и секрецию гликопротеина в субкомиссуральном органе пустынного грызуна Meriones shawi». Neuroscience Letters . 466 (1): 6–10. doi :10.1016/j.neulet.2009.08.058. PMID  19716402. S2CID  20941735.
  12. ^ Caprile T, Hein S, Rodríguez S, Montecinos H, Rodríguez E (февраль 2003 г.). «Рейсснеровы волокна связывают и транспортируют моноамины, присутствующие в спинномозговой жидкости». Исследования мозга. Молекулярные исследования мозга . 110 (2): 177–92. doi :10.1016/S0169-328X(02)00565-X. PMID  12591155.
  13. ^ Hoyo-Becerra C, López-Avalos MD, Pérez J, et al. (декабрь 2006 г.). «Непрерывная доставка моноклонального антитела против волокон Рейсснера в спинномозговую жидкость выявляет растворимый в спинномозговой жидкости материал, иммуносвязанный с субкомиссуральным органом у ранних куриных эмбрионов». Cell and Tissue Research . 326 (3): 771–86. doi :10.1007/s00441-006-0231-3. PMID  16788834. S2CID  24691620.