Oligodendrozyt
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Loslegenvon griechisch: ὀλίγος (oligos) – wenig; δένδρον (dendron) – Baum; κύτος (kytos) – Zelle
Synonym: Oligodendrogliazelle
Englisch: oligodendrocyte
Definition
Oligodendrozyten sind Gliazellen des Zentralnervensystems (ZNS), welche die Myelinscheiden der Axone bilden. Sie stammen aus dem Neuroektoderm und gehören zusammen mit den Astrozyten zur Makroglia.
Morphologie
Oligodendrozyten haben einen kleinen, runden, chromatindichten Zellkern und ein schmales Zytoplasma. Sie besitzen deutlich weniger und feinere Fortsätze als Astrozyten. In der Routinefärbung erscheinen sie oft mit einem hellen perinukleären Hof, der als Fixierungsartefakt entsteht.
Jeder Fortsatz eines myelinisierenden Oligodendrozyten wickelt sich spiralförmig um ein Axonsegment und bildet dort ein Internodium. Zwischen den Internodien liegen die Ranvier-Schnürringe. Anders als eine Schwann-Zelle des peripheren Nervensystems, die nur ein Internodium eines einzigen Axons bildet, myelinisiert ein Oligodendrozyt Segmente mehrerer, teils zahlreicher Axone.
Einteilung
Nach ihrer Lage werden drei Formen unterschieden:
- Interfaszikuläre Oligodendrozyten liegen reihenförmig zwischen den Nervenfasern der weißen Substanz und sind die wichtigsten Myelinbildner.
- Perineuronale (Satelliten-)Oligodendrozyten liegen in der grauen Substanz den neuronalen Zellkörpern an.
- Perivaskuläre Oligodendrozyten liegen in der Nähe von Blutgefäßen.
Insgesamt kommen Oligodendrozyten überwiegend in der weißen Substanz vor.
Entwicklung
Oligodendrozyten gehen aus neuralen Stammzellen hervor. Diese multipotenten Zellen bilden zwei festgelegte Vorläufertypen: die neuronalen Progenitorzellen, aus denen Neurone entstehen, und die Glia-Progenitorzellen. Glia-Progenitorzellen sind tripotent und bilden Oligodendrozyten sowie zwei Astrozytenpopulationen, jedoch keine Neurone.[1]
Aus den Glia-Progenitorzellen entstehen die Oligodendrozyten-Progenitorzellen (OPC), die auf die oligodendrogliale Linie festgelegt sind. Von dort reift die Zelle über verschiedene Stadien zum myelinisierenden Oligodendrozyten. Die Stadien lassen sich über Morphologie und Markerprofil abgrenzen.[2]
| Stadium | Merkmale | typische Marker |
|---|---|---|
| Oligodendrozyten-Progenitorzelle | bipolar, teilungs- und migrationsfähig, lebenslang im ZNS vorhanden | PDGFRα, NG2, OLIG2, SOX10, A2B5 |
| Prämyelinisierender Oligodendrozyt | postmitotisch, zahlreiche verzweigte Fortsätze, Kontaktaufnahme mit Axonen | O1/GalC, CNP |
| Myelinisierender Oligodendrozyt | reife Zelle, bildet kompakte Myelinscheiden | MBP, PLP, MAG, MOG |
Prämyelinisierende Oligodendrozyten müssen innerhalb eines kurzen Zeitfensters Kontakt zu geeigneten Axonen aufnehmen. Gelingt das nicht, gehen sie in großer Zahl durch Apoptose zugrunde. So wird die Zahl der Oligodendrozyten an den Bedarf angepasst.[3]
Die Myelinisierung beginnt beim Menschen pränatal und setzt sich bis ins junge Erwachsenenalter fort. Aus den lebenslang vorhandenen OPC entstehen auch beim Erwachsenen neue Oligodendrozyten.
Funktion
Die Myelinscheide isoliert das Axon elektrisch und ermöglicht die saltatorische Erregungsleitung. Dadurch steigt die Leitungsgeschwindigkeit bei geringerem Energieverbrauch erheblich.
Darüber hinaus versorgen Oligodendrozyten die Axone metabolisch. Sie geben über Monocarboxylat-Transporter (MCT1) Laktat an das Axon ab. Fällt diese Versorgung aus, kommt es auch bei erhaltenem Myelin zur Axondegeneration.[4]
Klinische Relevanz
Multiple Sklerose
Die immunvermittelte Zerstörung von Myelinscheiden und Oligodendrozyten ist das Kennzeichen der Multiplen Sklerose. Durch Einwanderung und Differenzierung von OPC ist eine Remyelinisierung möglich. Diese versagt jedoch mit zunehmender Krankheitsdauer häufig.[5] In chronischen Läsionen finden sich oft prämyelinisierende Oligodendrozyten, deren Fortsätze die demyelinisierten Axone zwar erreichen, aber nicht umhüllen. Das Versagen liegt also vor allem beim letzten Differenzierungsschritt.[6]
Weitere Erkrankungen
- Periventrikuläre Leukomalazie: Prä-Oligodendrozyten sind bei Frühgeborenen besonders vulnerabel gegenüber Ischämie und Entzündung. Ihr Untergang gilt als zentraler Mechanismus der periventrikulären Leukomalazie.[2]
- MOG-Antikörper-assoziierte Erkrankung: Es richten sich Autoantikörper gegen das Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein auf der Oberfläche reifer Oligodendrozyten.
- Progressive multifokale Leukenzephalopathie: das JC-Virus infiziert und zerstört Oligodendrozyten.
- Multisystematrophie: zytoplasmatische Einschlüsse aus α-Synuclein in Oligodendrozyten kennzeichnend (gliale zytoplasmatische Einschlüsse, Papp-Lantos-Körperchen).[7]
- Leukodystrophien: Mutationen in Myelingenen; z.B. Mutationen im PLP1-Gen bei der Pelizaeus-Merzbacher-Krankheit.
- Oligodendrogliom: ein diffuses Gliom mit oligodendroglialer Morphologie. Nach der WHO-Klassifikation von 2021 ist es molekular über eine IDH-Mutation und eine 1p/19q-Kodeletion definiert.[8]
Quellen
- ↑ Rao MS, Noble M, Mayer-Pröschel M. A tripotential glial precursor cell is present in the developing spinal cord. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(7):3996-4001.
- ↑ 2,0 2,1 Back SA, Luo NL, Borenstein NS, Levine JM, Volpe JJ, Kinney HC. Late oligodendrocyte progenitors coincide with the developmental window of vulnerability for human perinatal white matter injury. J Neurosci. 2001;21(4):1302-12.
- ↑ Trapp BD, Nishiyama A, Cheng D, Macklin W. Differentiation and death of premyelinating oligodendrocytes in developing rodent brain. J Cell Biol. 1997;137(2):459-68.
- ↑ Lee Y, Morrison BM, Li Y, et al. Oligodendroglia metabolically support axons and contribute to neurodegeneration. Nature. 2012;487(7408):443-8.
- ↑ Franklin RJM, ffrench-Constant C. Remyelination in the CNS: from biology to therapy. Nat Rev Neurosci. 2008;9(11):839-55.
- ↑ Chang A, Tourtellotte WW, Rudick R, Trapp BD. Premyelinating oligodendrocytes in chronic lesions of multiple sclerosis. N Engl J Med. 2002;346(3):165-73.
- ↑ Papp MI, Kahn JE, Lantos PL. Glial cytoplasmic inclusions in the CNS of patients with multiple system atrophy (striatonigral degeneration, olivopontocerebellar atrophy and Shy-Drager syndrome). J Neurol Sci. 1989;94(1-3):79-100.
- ↑ Louis DN, Perry A, Wesseling P, et al. The 2021 WHO Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary. Neuro Oncol. 2021;23(8):1231-51.