Purkinje hücreleri

Yapısı

Bu hücreler insan beynindeki çok sayıda dendritik dikenler ile karakterize olmuş, çok karmaşık ve ayrıntılı dendritik dallara sahip en büyük sinir hücrelerinden (Betz hücreleri en büyük olmak üzere) biridir. Purkinje hücreleri beyincikteki Purkinje tabakasında bulunur. Purkinje hücreleri tıpkı domino taşları gibi birbirinin önüne hizalanmış olarak bulunur. Geniş dendritik dalları, daha derin katmanlardan gelen paralel liflerin geçtiği neredeyse iki boyutlu katmanlar oluşturur. Bu paralel lifler Purkinje hücrelerindeki dendritlere nispeten zayıf uyarıcı (glutamaterjik) sinapslar yaparlar, oysa medulladaki inferior olivary nükleustan gelen tırmanma lifleri proksimal dendritlere ve hücre somasına oldukça güçlü uyarıcı girdi sağlamaktadır. Paralel lifler Purkinje nöronunun dendritik ağaçlarından 200.000 paralel life kadar dik olarak geçerler ve sadece bir adet Purkinje hücresiyle Granül hücre - Purkinje hücresi sinapsı oluştururlar. Her Purkinje hücresi, hepsi tek bir tırmanan liften gelen yaklaşık 500 tırmanan lif sinapsı alır. Hem sepet hücreleri hem yıldız hücreleri (serebellar moleküler tabakada bulunur) Purkinje hücrelerine inhibitör (Gabaerjik) giri sağlarlar, sepet hücreleri Purkinje hücrelerinin akson başlangıç kesimine ve yıldız hücreleri dendritlere sinaps yaparlar.
Purkinje hücreleri derin beyincik çekirdeklerine baskılayıcı (inhibitör) atımlar gönderir ve serebellar kortekste motor koordinasyon için tek bir çıktı sağlar.

Moleküler

Beyincikte bulunan Purkinje katmanında Purkinje hücre gövdeleri ve Bergmann glia bulunur ve fazlaca benzersiz gen ifade edilir. Purkinjeye özgü gen işaretleri de, Purkinje-eksik farelerle vahşi farelerin transkriptomları kıyaslanarak önerilmiştir. Bir örnek nakavt farelerdeki purkinje proteini 4 (PCP4), Purkinje hücrelerinde belirgin olarak sinaptik plastisitede değişkenlik ve lokomotor öğrenmede bozulma gösterirler. PCP4 Purkinje hücrelerinin sitoplazmasında kalsiyum (Ca²⁺) ile kalmodulin (CaM) hem oluşumunu hem ayrılmasını hızlandırır, olmaması durumunda bu sinir hücrelerinin fizyolojisi bozulur.

Gelişimi

Farelerde ve insanlarda kemik iliği hücrelerinin, beyincik Purkinje hücreleri ile ya birleştiğini ya da onları oluşturduğuna dair kanıtlar mevcuttur ve kemik iliği hücrelerinin ister doğrudan oluşturarak, ister birleşerek, merkezi sinir sisteminin hasar görmesi durumunda onarmında rol oynaması mümkündür. İleri kanıtlar insan adrenal korteksinde Purkinje nöronlarının, B-lenfositlerin ve aldosteron üreten hücrelerin arasında ortak bir kök hücre atasının varlığını işaret etmektedir.

Klinik önemi

İnsanlarda Purkinje hücreleri çeşitli sebeplerden hasar görebilir: toksik maruziyet, örneğin alkol ya da lityum; otoimmün hastalıklar; spinoserebellar ataksilere sebep olan genetik mutasyonlar, Unverricht-Retezova hastalığı ya da otizm; ve genetik temeli bilinmeyen nörodejeneratif hastalıklar, örneğin serebellar tip çoklu sistem atrofisi ya da düzensiz ataksiler.
Bazı evcil hayvanlar serebelar abiotrofi ismi verilen, doğumdan kısa bir süre sonra Purkinje hücrelerinin atrofiye başladığı bir durum geliştirebilir. Ataksi, niyet titremesi, hiperaktivite, tehdit refleksinde azalma, sert ya da yüksek adımlı yürüyüş, ayak pozisyonunun farkındalığında azalma (bazen çarpık yürüyüş ya da duruş) ve uzaklığı ve boyutu algılayamama gibi semptomlara sebep olabilir. Serebellar hipoplazi olarak bilinen benzer bir durum da doğumdan önce uteroda Purkinje hücrelerinin gelişememesi sebebiyle oluşur.
Ataksi telenjiektazi ve Niemann Pick hastalığı tip C gibi genetik durumlar ve beyincik temel titremesi, Purkinje hücrelerinin giderek kaybolmasına sebebiyet verir. Alzheimer hastalığında bazen spinal patoloji ve Purkinje hücre dendritlerinin kaybı görülür. Purkinje hücreleri ayrıca kuduz virüsü sebebiyle de zarar görebilir, zira virüs enfeksiyon bölgesinden merkezi sinir sistemine geçer.