Mikroglie jsou buňky, které mozek chrání před infekcí. Jejich úkolem je hlídat cévy v mozku, zda nepřináší patogeny, které by ho ohrozily. Co se ale stane, když mikroglie změní své chování? A to se může stát z mnoha důvodů.
Otázku si klade server BBC v článku “The cells that protect your brain against infection could also be behind some chronic deseases“. Podle něj vědci dlouho považovali mikroglie „jen“ za obyčejné pěšáky imunitního systému. Nevěnovali jim příliš pozornosti. Nyní však přišli na to, že mikroglie mohou hrát mnohem důležitější roli. Někteří z nich se dokonce domnívají, že mají klíčovou úlohu pro rozvoj Alzheimerovy nemoci, deprese, úzkosti, long covidu a myalgické encefalomyelitidy, která je známá jako syndrom chronické únavy.
Co jsou vlastně mikroglie? Existují dva druhy buněk, které tvoří mozek. Neurony, také známé jako nervové buňky, které předávají signály z mozku. Posílají informace do těla formou elektrických impulsů. Druhým typem buněk jsou gliové buňky, které vytvářejí zbytek. Mikroglie jsou nejmenší částice rodiny glií a na celkovém množství buněk v mozku se podílejí 10 %. Tyto malé buňky mají centrální oválné tělo, z něhož vyčnívají malé výrůstky.
„Mají mnoho větví a neustále se mozkem pohybují a hlídají jeho zdravotní stav. Za normálních okolností se roztahují a smršťují. Tak zjišťují, co se kolem nich děje,“ vysvětluje Paolo d´Errico, neurolog na Univerzitě Alberta-Ludvíka ve Freiburgu.
Když je vše v pořádku, mikroglie jsou pro fungování mozku nezbytné. Na počátku našeho života kontrolují, jak se mozek vyvíjí a prořezávají nezbytná synaptická spojení mezi neurony. Ovlivňují, které buňky se stanou neurony a opravují a udržují myelin, ochrannou vrstvu obklopující neurony, bez nichž by se přenos elektrických impulsů neuskutečnil.
Jak fungují mikroglie
Tím však jejich úkol nekončí. Během našeho života brání mikroglie mozek před infekcí, ničí bakterie a viry. Čistí mozek od odpadu, který se shromažďuje mezi nervovými buňkami. Likvidují jedované deformované proteiny, amyloidový povlak, shluky proteinů, které mohou hrát hlavní roli ve vývoji zmíněné Alzheimerovy nemoci.
„Mikroglie mají dvě tváře, dobrou a špatnou,“ upozorňuje Linda Watkinsová, neuroložka na University of Colorado v Boulderu.
„Vyhledávají problémy, hledají neobvyklé neurální aktivity a poruchy. Stojí na stráži a vědí o každém problému v mozku. Ale když jsou příliš namáhány, přestanou být dobrým sluhou a stanou se zlým patologickým pánem,“ vysvětluje.
Mikroglie, které se vymkly kontrole, se proto považují za příčinu celé škály moderních nemocí a problémů. Avšak co to znamená, když se mikroglie vymknou kontrole?
„Podstatně se zvětší a začnou se pohybovat jako Pac-Mani z japonské počítačové hry, těkají prostorem a požírají bílé tečky,“ říká Watkinsová s tím, že toto se ale děje i v momentě, kdy objeví infekci nebo velké shluky amyloidu.
Mozek se čistí ve spánku, potvrdili vědci skrze signál zařízení
Aktivované mikroglie vypouštějí látky zvané zánětlivé cytokiny, které fungují jako maják svolávající další imunitní buňky a mikroglie do akce. Tato reakce je nezbytná proto, aby tělo začalo s vetřelci a ohrožením bojovat. Po uplynutí určité doby se mikroglie obvykle vrátí do své původní, tedy „hodné“ podoby.
Avšak někdy se stane, že mikroglie ve stavu superaktivity zůstanou ještě delší dobu i po odeznění nebezpečí. Právě tyto mikroglie stojí za nemocemi a problémy. Například závislost na drogách. Na tento stav bylo historicky nazíráno jako na špatné fungování dopaminového systému neuropřenosu. Nerovnováha dopaminu byla považována za příčinu závislosti na drogách. Watkinsová ale má i jinou teorii.
Za co [ne]mohou mikroglie
Podle ní a vědců z Čínské akademie věd, když člověk pozře drogu, mikroglie na ni hledí jako na vetřelce.
„Zjistili jsme, že opiáty aktivuji buňky mikroglií. Děje se to přes receptory TLR, které hrají hlavní roli při detekování mikrobiální infekce. Jedná se o receptory, které rozpoznávají cizí tělesa,“ popisuje.
Když odhalí drogu, opium, kokain nebo metamphetamin, aktivují mikroglie, jež zahájí proces cytokinese. Vydráždí neurony, které byly aktivní v době braní drogy. To způsobí, že se mezi nimi vytvoří nová a pevnější spojení a uvolní se více dopaminu. To posílí touhu po další dávce.
„Jsou to právě mikroglie, které změní architekturu mozkových neuronů, což vede k návyku na drogu,“ vysvětluje vědkyně.
Mikroglie mohou hrát důležitou roli i v případě chronických bolestí. Ty definujeme jako bolest, která trvá déle než 12 týdnů. Pracoviště Watkinsové ukázalo, že po úrazu se aktivují mikroglie a vysílají zánětlivé citokiny, které zvyšují citlivost neuronů na bolest.
„Když aktivitu mikroglií ale zablokujete, nebo jejich produkty vyvolávající zánět, pak zablokujete bolest,“ vysvětluje.
Mikroglie podle ní mohou vysvětlit i další jev – totiž to, proč starší lidé trpí prudkým poklesem kognitivních schopností poté, kdy prodělají chirurgických zákrok nebo infekci. Po chirurgickém zákroku pacient obvykle užívá proti bolesti opiáty, které naneštěstí ale opět aktivují mikroglie, které způsobují záněty a ty mohou narušit neurony.
„Náš výzkum je zatím v plenkách, takže jeho první poznatky se musí brát s rezervou, i když studie ukázaly, že u myší lze pooperačnímu porušení paměti zabránit zablokováním mikroglií,“ upozorňuje vědkyně z Colorada.
Alzheimerova choroba a mikroglie
Mikroglie mají ale i další významné vlastnosti. Jak stárnou, jsou stále více a více připravené přehnaně reagovat. A tato „připravenost“ by mohla stát za vznikem Alzheimerovy choroby. Jedním z jejích hlavních znaků je vytváření shluků proteinu amyloidu v mozku. K úkolům mikroglií je lovení a odstraňovaní těchto shluků. A tak je možné, že jejich opakující se aktivace způsobí, že se natrvalo přepnou do opačného modu, tedy do škůdce.
„Chronicky aktivované mikroglie jsou schopny přímo pohltit a usmrtit neurony a uvolňovat toxické látky, které je poškozují. Nebo nastartovat ničení propojení mezi nervovými buňkami. To pak vede ke zmatení, ztrátě paměti a ztrátě kognitivní funkce, která ACH charakterizuje,“ vysvětluje neurolog Paolo d´Errico.
Ten už v roce 2021 prokázal, že mikroglie mohou přispívat k vypuknutí ACH tím, že dopravují toxický amyloid do mozku.
„V počátečním stadiu nemoci existují v mozku zvláštní oblasti, kde se shluky shromažďují – v mozkové kůře, v hippocampu a v čichovém ústrojí. V pozdějších fázích nemoci se počet postižených oblastí mozku zvyšuje. Zjistili jsme, že mikroglie jsou schopny se ztotožnit s proteinem amyloidu a pak se přesunout do další oblasti mozku a tam ho uvolnit,“ uvádí.
Některé příznaky ACH, zapomnětlivost, ztráta kognitivních funkcí, se pak podle něj podobají příznakům u pacientů s long-covidem. Jedním z hlavních faktorů, který způsobuje, že se mikroglie změní na zlé patogeny, je virová infekce.
Covid proniká do mozku i svalů. Následky vyřazují z běžného života
Nadějné však je, že by tyto poznatky mohly vést k vývoji nových léků. Nyní již probíhají klinické zkoušky nových léků na ACH, které mají zvýšit kapacitu mikroglií odbourávat amyloid. Pokud jde o závislost, je jednou z myšlenek vyměnit narušené mikroglie za „normální,“ které jsou v mozku člověka, který nebere drogy. Tento koncept, známý jako „nahrazení mikroglií“, obnáší jejich transplantaci do specifických oblastí mozku pomocí kostní dřeně. Tento postup je však velmi složitý.
