Šedá a bílá hmota: Struktura a funkce

Lidský mozek je velmi složitá struktura. Kromě toho o některých částech mozku toho stále ještě mnoho nevíme. A co je důležitější, medicína a věda stále neznají lék na četná onemocnění nervové soustavy a způsoby nápravy poškození.

Přesto se vědcům podařilo o tomto tajemném orgánu, který je uzlem naší osobnosti a života, mnohé zjistit.

Rozdělení jeho anatomické struktury
na laloky, levou a pravou hemisféru a části mozku nám pomáhá lépe pochopit
jeho strukturu a hlavně jeho funkce a mechanismy.

Velmi častá a smysluplná klasifikace mozkových struktur se týká rozdělení na šedou a bílou hmotu. V tomto článku se budeme zabývat podstatou těchto dvou typů struktur, jejich rozdíly, významem a funkcemi.

Nakonec se budeme zabývat různými stavy, onemocněními a poškozeními bílé a šedé hmoty a také jejich důsledky.

Šedá vs. bílá hmota

Šedá hmota je zvláštní tím, že obsahuje těla neuronových buněk. Vědecký název pro těla neuronů je soma (1).

Bílá hmota je specifická tím, že obsahuje myelinizované axony (1). Tyto struktury jsou dlouhá relé. Táhnou se ven z těl neuronů. Protože jejich barva je bělavá, nazývají se tyto struktury bílá hmota.

Barva pochází z vysokého obsahu lipidového tuku v myelinu. Tato struktura spojuje mozkové buňky a je rozmístěna v drahách nebo svazcích.

Přestože jsou oba typy hmoty rozmístěny v celém našem CNS, tj. existují v mozku i míše, musíme zdůraznit jeden detail. Na úrovni systému nebo klasifikace je dělení na bílou a šedou hmotu přesné.

Existují však smíšené typy buněk. Takové typy existují jak v bílé, tak v šedé hmotě. Věci tedy nejsou příliš černobílé (nebo šedobílé), ani jednoduché.

Obsah šedé a bílé hmoty

Kromě těchto základních rozdílů je důležité zdůraznit obsah obou těchto typů hmoty. Konkrétně šedá hmota obsahuje gliové buňky, axonové dráhy, neuropil (glie, dendrity a nemyelinizované axony) a také kapilární cévy (1).

Bílá hmota obsahuje gliové buňky zodpovědné za tvorbu myelinu (oligodendrocyty) a astrocyty (1).

Kde se nachází šedá hmota?

Je snadné zjistit, kde je koncentrace šedé hmoty nejvyšší. Jednoduše řečeno, hledáme těla neuronálních buněk. Víme, že převažují v mozečku, mozkovém kmeni neboli truncus encephali a v mozkovně.

Většina neuronů se nachází v mozečku (1). Přesněji řečeno se jich v něm nachází více než ve všech ostatních částech mozku dohromady. Šedá hmota se nachází také v míše.

Mimo to se v
CNS nacházejí oblasti, které mají vnější vrstvu šedé hmoty. Jsou to především
mozkovna a mozeček. Pokud jde o mozkový kmen a jeho šedou hmotu,
tato část mozku obsahuje skupiny neuronů nebo jader usazených v dráhách
bílé hmoty.

Kde se nachází bílá hmota?

Axonové dráhy, které představují bílou hmotu, se většinou nacházejí pod oblastmi šedé hmoty. To znamená, že se nacházejí v hlubších oblastech mozečku a mozku.

V jiných případech, například v bazálních gangliích, je šedá hmota zasazena do bílé hmoty. Pokud jde o mozkové komory vyplněné tekutinou, jsou rovněž obklopeny bílou hmotou.

Je mimořádně zajímavé podívat se na míchu a uspořádání bílé a šedé
hmoty v této oblasti. Konkrétně šedá hmota tvoří motýlovitou strukturu
a je pokryta bílou hmotou.

Funkce šedé a bílé hmoty

Především má šedá hmota klíčovou úlohu při řízení smyslové a svalové činnosti (1). Přesněji řečeno, na těchto procesech se podílejí oblasti mozku, které převážně obsahují šedou hmotu.

Například mozková kůra, která je vnější vrstvou nebo povrchovou strukturou mozku, se skládá ze sloupců šedé hmoty, které mají bílou hmotu umístěnou pod šedou hmotou. Mozková kůra má několik důležitých funkcí.

Mezi ně patří učení, paměť, kognitivní procesy a pozornost. Dále funkce šedé hmoty v mozečku souvisí s motorickou kontrolou, rovnováhou, přesností a koordinací.

Pokud jde o funkci
bílé hmoty, můžeme říci, že bílý tukový myelin je důležitý pro
inzulaci axonů. To umožňuje rychlejší přenos signálu a přímo
ovlivňuje normální senzorické a motorické funkce.

Onemocnění šedé hmoty

Poškození a onemocnění šedé hmoty způsobují významné dysfunkce různých systémů, především potíže při interpretaci senzorických informací a také systému příjmu motorických informací.

V důsledku toho pacienti trpí ochrnutím, svalovou slabostí a také pocity brnění.

Pokud jde o původ těchto onemocnění, řadí se mezi neurodegenerativní onemocnění. Mezi ně patří frontotemporální demence a Alzheimerova choroba. Těmito neurodegenerativními onemocněními bohužel trpí miliony lidí na celém světě.

Přestože se u těchto onemocnění vyskytují i změny v bílé hmotě, vědci poukazují na to, že tau neurofibrilární spleti a amyloidní plaky se nacházejí v šedé hmotě.

Proto jsou tato onemocnění nejčastěji spojována se změnami v šedé hmotě, které se nacházejí v různých mozkových strukturách. Navíc, jak se dalo očekávat, část mozku, která ztrácí největší část neuronů, diktuje průběh onemocnění. Výsledkem je, že příznaky motorického postižení u Parkinsonovy nemoci souvisejí se změnami v substantia nigra atd.

Nakonec je třeba zdůraznit další skupinu poškození šedé hmoty. Jedná se o poškození míchy. Pokud dojde k poškození svazků axonů, které se nacházejí v této části nervové soustavy, tj. v míše, je ohroženo nebo zcela ztraceno spojení mezi šedou hmotou v míše a mozkem.

V důsledku toho může pacient trpět smyslovými problémy, ochrnutím a dalšími dysfunkcemi, které mohou být v případě poškození těla neuronů trvalé.

Onemocnění bílé hmoty

Přestože mnoho onemocnění postihuje bílou i šedou hmotu, je důležité si uvědomit, která onemocnění vznikají v důsledku poškození nebo úrazu či počátečních změn v bílé nebo šedé hmotě.

Například nervová onemocnění, která mají za následek narušení průchodu nervových signálů, pocházejí ze změn v bílé hmotě. Důvod je jednoduchý: bílá hmota je zodpovědná za hladký a správný chod nervové soustavy.

Zajímavé je zaměřit se na roztroušenou sklerózu neboli RS. Jedná se o onemocnění, na které stále neznáme lék. Vědci na ní však pracují a doufejme, že se nám ji v blízké budoucnosti podaří úspěšně léčit. V současné době víme, že u pacientů, kteří trpí RS, dochází k destrukci ochranného obalu axonů tvořeného bílým tukovým myelinem (2).

V důsledku toho u nich dochází k závažným poruchám senzoriky nebo motoriky. Existují různé druhy RS a také různá stadia onemocnění. Někteří pacienti uvádějí, že jejich stav stále přechází tam a zpět.

Důvodem je skutečnost, že recidivující-remitentní RS je stav, při kterém dochází ke ztrátě myelinového povlaku, který může být obnoven, ale bohužel opět ztracen, a to několikrát (2). Na druhou stranu progresivní RS vede k odumírání neuronů v důsledku axonálního poškození, což je nevratný stav (2).

Mimo to dnes víme, že onemocnění bílé hmoty vede přibližně k jedné pětině mozkových příhod. Důvodem je skutečnost, že onemocnění, která postihují bílou hmotu, postihují také cévy v ní. Stejně jako u běžných mozkových příhod dochází k jejich ztvrdnutí, které brání přístupu živin a kyslíku do oblastí mozku.

Závěr

Šedá hmota, která dostala své jméno podle tmavé, našedlé barvy, obsahuje těla nervových buněk. Také se v ní nacházejí zakončení axonů, nervové synapse a dendrity. Mezi mozkové zóny, ve kterých převažuje, patří cerebrum, cerebellum a truncus encephali neboli mozkový kmen.

Nachází se také v míše. Konkrétně v její střední části tvoří strukturu ve tvaru motýla. Zadní část této struktury se nazývá hřbetní šedý roh. Je důležitý zejména pro předávání smyslových informací do mozku prostřednictvím vzestupných nervových signálů.

Přední část tohoto motýlovitého útvaru je známá jako ventrální šedý roh. Je zodpovědný za vysílání sestupných nervových signálů do autonomních nervů, které řídí pohybovou činnost.

Poškození šedé hmoty, přesněji hřbetního šedého rohu, může mít za následek potíže s interpretací smyslových informací. Kromě toho poškození ventrálního šedého rohu brání normálnímu fungování systému příjmu motorických informací. Tyto stavy mají za následek ochrnutí, svalovou slabost a také pocity brnění.

Bílá hmota
je vybudována ze svazků axonů. Jejím klíčovým prvkem je myelinový
povlak. Myelin je struktura vybudovaná ze směsi lipidů a bílkovin. Je
zodpovědný za ochranu axonů a vedení nervových signálů do míchy
.

Pokud je
bílá hmota poškozena, může to ovlivnit smyslové funkce, pohyb a
přiměřené reakce na vnější podněty.