Švano ląstelės

Švano ląstelės (neurolemocitai) – neuroglijos ląstelės, supančios aksonus periferinėje nervų sistemoje (PNS) ir formuojančios mielino dangą. Centrinėje nervų sistemoje (CNS) neuronus dengia ir mieliną išskiria oligodendrocitai. PNS neuronų kūnai yra sutelkti nerviniuose mazguose (ganglijuose), o aksonai išsiraizgę į tinklą už mazgo ribų. Neurono kūną ir aksoną gaubia neuroglijos ląstelės, todėl jie nesąveikauja su aplinka. Du glijos ląstelių tipai – palydovinės ląstelės (angl. satellite cells), dar vadinamos amficitais, ir Švano ląstelės – yra atsakingi už aksonų izoliavimą PNS. Amficitai padengia neuronų kūnelius nerviniuose mazguose, o Švano ląstelės – periferijoje.

Struktūra

Elektroniniu mikroskopu (EM) matoma Švano ląstelė atrodo kaip nedidelis, ištįsusios membranos, mažai citoplazmos turintis kūnelis. Membrana būna apsivyniojusi apie aksoną nuo kelių iki šimto kartų. Auginamos in vitro be aksonų, Švano ląstelės įgauna panašią į ištiestos virvelės struktūrą. Periferinėje nervų sistemoje visus aksonus, tiek turinčius mielino dangą (mielininius) tiek ir neturinčius (nemielininius), dengia Švano ląstelės. Neišskiriančios mielino Švano ląstelės retkarčiais vadinamos Remako ląstelėmis, tiesiog dėl patogumo skiriant jas tarpusavyje. Remako ląstelės gali „tapti“ švano ląstelėmis ir atvirkščiai. Viena Švano ląstelė gali padengti keletą nedidelių aksonų, tačiau viena ląstelė gali mielininti tik vieną aksoną. Tuo jos skiriasi nuo centrinės nervų sistemos oligodendrocitų, galinčių vienu metu padengti mielinu kelis aksonus. Be to, mielino sintezė Švano ląstelėse yra reguliuojama per jų kontaktą su aksonais, o oligodendrocituose – per kontaktą su astrocitais.
Tiek in vivo, tiek ir in vitro Švano ląstelės gali būti nustatomos pagal molekulinius žymenis (markerius). Dauguma jų – tai su mielinu susiję baltymai: PO – periferinis mielino baltymas, MBP – mielino pagrindinis, arba bazinis, baltymas, PLP – proteolipidinis baltymas. Žymenimis gali būti ir lipidai – galaktozilceramidai (pvz., galaktozilcerebrozidai – GalC) ir sulfatidai. Šios molekulės yra eksponuojamos Švano ląstelių paviršiuje nuo pat mielino susidarymo pradžios ir yra aptinkamos tol, kol ląstelė kontaktuoja su aksonu. Išnykus neurono sąveikai su neuroglijos ląstelėmis, šių baltymų raiška (angl. expression) sumažėja iki bazinio lygmens.

Mielino formavimas

PNS aksonų mielino danga – tai baltymų ir fosfolipidų spiralė, kurią sudaro kompaktiškai apsivyniojusi Švano ląstelių membrana. Kadangi viena Švano ląstelė gali padengti iki 1 mm aksono, kiekvienas aksonas yra padengtas nuoseklia Švano ląstelių grandinėle, tarpai tarp kurių yra vadinami Ranvjė sąsmaukomis (Ranvier sąsmauka). Mielino danga ne tik fiziškai apsaugo aksoną, bet ir didina impulso sklidimo greitį išilgai skaidulos. Kodėl vieni aksonai yra mielininiai, o kiti ne – iki šiol dar nėra aišku. Tačiau manoma, jog tam turi įtakos aksonų skersmuo. Nustatyta, jog švano ląstelės išskiria mieliną (net ir Remako ląstelės) jei joms suteikiamas reikalingas signalas. Mielininiai aksonai yra didesnio skersmens (net iki 20µm) nei nemielininiai, kurių skersmuo žmogaus organizme svyruoja nuo 0,2 iki 3,0 µm. Mielino formavimo sutrikimai dažniausiai būna susiję su sutrikusiu Švano ląstelių funkcionavimu, o ne su aksonais.

Ląstelių valdymas

Ilgą laiką buvo manoma, jog Švano ląstelių išlikimas ir diferenciacija visiškai priklauso nuo neuronų, o Švano ląstelių funkcija apsiriboja neuronų mielinizavimu bei nuo mechaninių pažeidimų. Tačiau neseniai įrodyta, jog Švano ląstelės susijusios ne tik su aksonų, bet ir aplinkinių audinių bei jų pačių vystymosi valdymu. Be Švano ląstelių neuronai sunyksta dar embrioninio vystymosi stadijoje, t. y. neuronų vystymuisi yra būtinas signalas iš Švano ląstelių. Koks tai signalas iki šiol dar nenustatyta. „Jaunų“ Švano ląstelių išgyvenimui yra būtinas savęs žadinimo (autokrininis) bei aksonų siunčiami signalai per β-neuregulinus. Subrendusios Švano ląstelės yra visiškai nepriklausomos nuo aksonų. Pastaroji savybė labai svarbi aksonų regeneracijai, kadangi neurono galuose esančios Švano ląstelės gali ilgai išgyventi po aksono suirimo bei padėti jam atsistatyti. Švano ląstelės reguliuoja signalo perdavimą sinapsėse. Žinoma, jog dažnai žadinami neuronai trumpam tampa nejautrūs. Neseniai parodyta, jog su šiuo reiškiniu yra susijusios Švano ląstelės. Dažnai žadinamo neurono gale esančios Švano ląstelės citoplazmoje ima kaupti Ca²⁺ jonus. Ca²⁺ kaupiamas tiek iš išorės, tiek ir iš vidinių Ca²⁺ saugyklų (iš endoplazminio tinklo). Padidėjusi Ca²⁺ koncentracija – tai signalas Švano ląstelei, blokuojantis vezikulių išsiliejimą neurono sinapsėse. Tokiu būdu neoronas yra apsaugomos nuo neurosiuntiklių (neuromediatorių) išeikvojimo.

Joninės aplinkos reguliacija

Švano ląstelių membranoje aptinkama įtampos valdomų Na⁺ ir K⁺ jonų kanalų (siurblių). K⁺ kanalai yra dviejų rūšių – pernešantys K⁺ į ląstelės išorę (žymima Kₒᵣ nuo angl. outward) arba į ląstelės vidų (Kᵢₙ nuo angl. inward). Kᵢₙ būna aktyvūs tik Švano ląstlėms kontaktuojant su funkcionaliais aksonais. Galimas šių K⁺ kanalų vaidmuo yra pašalinti K⁺ perteklių iš aksono aplinkos neurono aktyvacijos metu. Vėliau K+ grąžinamas atgal į aksoną per Kₒᵣ kanalus ir Na⁺/K⁺ siurblius. Todėl Švano ląstelės gali dalyvauti ne tik K⁺ pašalinime iš neuronų mikroaplinkos, bet ir jo grąžinime. Švano ląstelėse taip pat aptinkama įtampos valdomų Na⁺ kanalų. Šie kanalai sutelkti Ranvje sąsmaukos srities membranose, kontaktuojančiose su aksonais. Suformuota hipotezė, jog prireikus, šie kanalai pateikiami aksonui, t. y. Švano ląstelės atlieka Na⁺ kanalų saugyklos funkciją. Faktas, jog šie kanalai yra tapatūs aksonuose randamiems Na⁺ kanalams, tik sustiprina šią hipotezę.

Neuronų regeneracija

Švano ląstelės labai svarbios aksonų regeneracijai. PNS aksonai po sunkių sužeidimų gali regeneruoti ir labai dažnai dideliu tikslumu. Manoma, kad, pirmiausia susidaro Švano ląstelių „tiltas“, jungiantis nutrauktus aksono galus arba vieną aksono galą su jo inervuojamuoju audiniu. Po to sekretuojami būtiniausi veiksniai ir formuojama pamatinė lamina. Neuronas atauga cilindro vidinėje dalyje.