עד כה ידוע היה כי צומת העצב-שריר (Neuromuscular Junction,NMJ) היא סינפסה כימית ומפגש תקשורת שנוצר בין שלושה סוגי תאים:
- תא עצב מוטורי
- סיב שריר שלד
- תאי שוואן מסופיים
עם הגעתם של דחפי פעולה עצביים אל הסינפסה, מסופי תא העצב המוטורי משחררים אצטילכולין, מוליך עצבי כימי המפעיל קולטנים באזור שנקרא לוחית סופית מוטורית (motor end plate) על גבי קרום סיב השריר, ומביא לכיווץ השריר. צומת העצב-שריר כולל, איפוא, מבנים מכריעים בתהליכי איתות בין-תאיים השולטים בתנועה, ניידות והתנהגות אנושית. ליקויים בהיווצרות ותחזוקה של צומת העצב-שריר גורמים להפרעות עצביות, ונקשרים גם לתופעות של אובדן המסה וחולשת שרירים בגיל השלישי.
במבוגרים, כל סיב שריר מתכווץ מעוצבב על ידי אקסון יחיד מתא עצב מוטורי בצומת העצב-שריר. אקסונים ממאגר של תאי עצב מוטוריים מסתעפים בתוך שריר שלד נתון בכדי לעצבב סיבי שריר רבים. לצד תא העצב המוטורי וסיב שריר השלד, באזור הלוחית הסופית המוטורית, תאי שוואן מיאליניים מכסים את האקסונים התוך-שריריים עד סוף קטע המיאלין של תא העצב, דבר שמבטיח הולכה אמינה גבוהה של הדחף העצבי. למרות שהם אינם חיוניים להיווצרותן הראשונית של סינפסות עצב-שריר, תאי שוואן מסופיים נדרשים לשמירה על מבנה האקסון הקדם-מסופי ותפקודו במהלך ההתפתחות, לתחזוקה ארוכת טווח של העברת האות העצבי-שרירי במבוגר, ונראה כי יש להם תפקיד בתיקון של עצבים שנפגעו. תאי שוואן מסופיים ממלאים תפקיד מפתח גם בייצוב צומת העצב-שריר, במודולציה של העברה עצבית, תחזוקה ארוכת טווח של מבנה ותפקוד צומת העצב-שריר, ובתיאום תגובות התחדשות לאחר פציעה. לפיכך, שלושת סוגי התאים הללו יחד: מסופי העצב המוטורי, סיבי שריר ותאי שוואן מסופיים, נחשבים בדרך כלל לשלושת תאי היסוד החיוניים המהווים את צומת העצב-שריר בחולייתנים.
כאשר מחלה או פגיעה גורמות לאובדן חלקי של עצבוב לשריר והפרעה למסלול הדחף העצבי (דנרבציה), התנוונות של מסופי עצב מוטורי מתרחשת במהירות לאחר פגיעה באקסון, חסימת ההעברה האקסונאלית או בשיתוק עצבי-שרירי, ובשלבים המוקדמים של מחלות עצב מוטוריות, כגון, טרשת אמיוטרופית צידית (ALS). האקסונים הנותרים של העצב המוטורי נובטים ויוצרים חיבורים חדשים לסיבי השריר מהם נקטע הדחף העצבי. הנבטה זו יכולה להתרחש בשני אופנים: ממסופי אקסון (הנבטה מסופית) או מהאקסונים התוך-שריריים עצמם (הנבטה עקיפה/קולטרלית). לפיכך, חשוב להבין את גמישות הארגון התאי של צומת העצב-שריר והמתווכים שלו לא רק עבור התובנות שהם מספקים בביולוגיה הבסיסית של תאים, אלא גם לזיהוי יעדים תאיים ומולקולריים מתאימים לטיפול יעיל ב-ALS ומחלות עצב-שריר אחרות.
קורט ועמיתיו (Court,2008) מאוניברסיטת אדינבורו בסקוטלנד חקרו אוכלוסיה רביעית של תאי צומת העצב-שריר במכרסמים. תאים אלה שוכנים מחוץ ללמינת הבסיס הסינפטית אך יוצרים סוכך (capping) על גבי הצומת במהלך ההתפתחות שלאחר הלידה בחולדה. הם הציעו לכנות את תאי הסוכך בשם תיאורי, כ"קראנוציטים" עצביים-שריריים (מיוונית κρανος, שפירושו, קסדה), המכיר במאפיין הצורה העיקרי שלהם.
איור 1. קראנוציטים (Credit: Court et al.,2008; Sugiura et al.,2011)
אינדיקציות במחקרם של קורט ועמיתיו הראו הפעלה, שגשוג והתפשטות של קראנוציטים בעקבות דנרבציה במכרסמים מבוגרים, לפני שתאי שוואן מסופיים נבטו מחדש. בנוסף, הודגמה התפזרות מקומית של תאי סוכך אלה לאחר שיתוק מקומי באמצעות רעלן הבוטוקס (botulinum toxin).
הגילוי נבע מתוך ממצא ראשוני אקראי בשל השימוש בסמן כימי חדש שהניב תיוג שלד-תא של תת-קבוצה של תאים השוכנים מחוץ ללמינת הבסיס הסינפטית. הוצע כי תאים אלה עשויים להיות ממוצא פיברובלסטי. הקראנוציט מכסה את צומת העצב-שריר מעל תאי שוואן הקדם-סינפטיים ופושט את שלוחות התא הציטופלזמיות שלו מעל שטח הלוחית הסופית המוטורית. קראנוציטים של צומת העצב-שריר נעשים מוגבלים לצומתי העצב-שריר במהלך ההתפתחות, עם זאת, תוך 24 שעות מרגע דנרבציה או שיתוק במבוגרים, הם משגשגים ומתפשטים בכל האזור שלפני הצומת כתגובה בטרם ההנבטה של תאי שוואן מסופיים או ההתחדשות של אקסונים מוטוריים. ממצאים אלה מצביעים על כך שצומתי עצב-שריר של יונקים כוללים ככל הנראה, ארבעה סוגי תאים ולא שלושה, וכי יש להתייחס לתאי הסוכך של צומת העצב-שריר כמרכיבים אינטגרליים של צומתי העצב-שריר. בהסתמך על הממצאים, החוקרים הסיקו כי קראנוציטים מייצגים מרכיב תאי שהוזנח עד כה אך קנוני בתפקוד עצבי-שרירי, אשר יכולים למלא תפקיד המאפשר התחדשות סינפטית בצומת העצב-שריר.
מקורות:
Identity, developmental restriction and reactivity of extralaminar cells capping mammalian neuromuscular junctions., Felipe A. Court et al., 2008
Nerve sheaths and motoneurone collateral sproutin.., Slack JR, Hopkins WG, Williams MN.,1979
Neuromuscular Junction as an Entity of Nerve-Muscle Communication., Elisa Lepore 2019
