Објави:
Карактеристике астроцита, анатомска својства и функције
Тхе астроцити, познатији као астроглиас, они су врста глијалних ћелија неуроектодермалне лозе. Добија се из ћелија одговорних за усмеравање миграције прекурсора током развоја и формира се у раним фазама развоја централног нервног система.
Ове ћелије се издвајају као најважније и најбројније глијалне ћелије у различитим регионима мозга. Функционално, они су одговорни за обављање великог броја кључних активности за обављање нервне активности.
Астроцити су директно повезани са неуронима и другим ћелијама тела. Исто тако, они су одговорни за формирање границе између тела и централног нервног система преко такозваних глијских лимита.
У овом чланку разматрамо главне карактеристике астроцита. Разматрају се његове молекуларне и физиолошке особине, а објашњавају се функције које обављају ови типови ћелија.
Карактеристике астроцита
Астроцити чине већину телесних ћелија. Они су део глиа ћелија, то јест, они су низ елемената који су одговорни за пратњу и помоћ у функционисању неурона енцефалона..
Чини се да је количина астроцита у мозгу живих бића повезана са величином животиње. Тако, на пример, мухе имају 25% астроцита, док мишеви садрже 60%, људи 90% и слонови 97%..
Од свих типова глијалних ћелија, најзаступљенији су астроцити. Студије о његовој преваленцији показују да овај тип ћелија чини приближно 25% волумена мозга.
Што се тиче његове функционалности, астроцити карактерише донекле загонетна активност. Од свог описа Рамона и Цајала, једног од најпознатијих научника у историји, а касније и од Рио-Ортеге, сматрало се да они обављају само функције подршке.
Међутим, током последњих година његова функција је поново размотрена и показано је да су те ћелије виталне у омогућавању исправног микроокружења које доводи до адекватног функционисања мозга..
Исто тако, молекуларне особине које су описане о астроцитима су показале да ове ћелије имају фундаменталну улогу у преносу информација унутар нервног система..
Морфологија
Немају сви астроцити исте особине. У ствари, у зависности од њихове морфологије, ови типови ћелија могу се сврстати у две велике групе: протоплазматски астроцити и фиброзни астроцити..
Протоплазматске астроците карактерише постојање у сивој материји нервног система. Његови процеси обухватају и синапсе (везу са неуронима) и крвне судове.
Морфолошки их карактерише глобусни облик, са неколико главних грана које доводе до врло разгранатих процеса, као и равномерне дистрибуције.
Влакнасти астроцити, с друге стране, налазе се у белој материји нервног система. Карактерише их повезивање директно са чворовима Ранвиера, као и са крвним судовима.
Разгранатост фиброзних астроцита је мања у односу на протоплазме, а њихови процеси се одликују издужењем нервних влакана..
Пројекције оба типа астроцита не преклапају се у мозгу одраслих, међутим, показало се да ови типови ћелија успостављају спојеве јазова са суседним астроцитним процесима.
Исто тако, треба напоменути да иако је ова морфолошка класификација најчешће коришћена на научном нивоу за своја истраживања, астроцити су веома хетерогене ћелије..
У ствари, више типова астроцита је диференцирано према њиховим карактеристикама, као што су специјализовани астроцити, Бергманова глија или Муллер глиа..
Структура
Структурна својства астроцитног цитоскелета одржавају се кроз мрежу средњих нити. Главна компонента ових влакана је глијални фибриларни киселински протеин (ГФАП).
У ствари, ГФАП изазван оштећењем мозга и дегенеративним болестима централног нервног система, чија је експресија такође наглашена са годинама, је класичан маркер за имунохистохемијску идентификацију астроцита..
ГФАП се карактерише представљањем осам изоформи које настају алтернативним спилтингом. Сваки од њих се изражава у специфичним подскупинама астроцита и даје структурна својства различита од мреже средњих нити.
Операција
Астроцити су окарактерисани као ексцитабилне ћелије са комуникативним својствима. То значи да их активирају и интерни сигнали и вањски сигнали и шаљу специфичне поруке сусједним ћелијама.
Овај процес који спроводи овај тип ћелија познат је као "глиотрансмисијски" процес. У том смислу, астроцити су узбудљиви и комуникативни елементи, али не генеришу акционе потенцијале попут неурона.
Астроцити показују пролазно повећање концентрације интрацелуларног калцијума. Ове модификације концентрације калцијума су одговорне за комуникацију између астроцита, као и за комуникацију између астроцита и неурона.
Конкретније, функционисање астроцита карактеришу следећи елементи:
- Појављује се као унутрашње осцилације услед ослобађања калцијума из интрацелуларних складишта (спонтана ексцитација).
- Настаје индуковано трансмисијама које ослобађају неурони. Нарочито неурони ослобађају супстанце као што су АТП или глутамат, који активирају рецепторе везане за Г протеине који доводе до ослобађања калцијума из ендоплазматског ретикулума.
- Нека од продужења астритоса су у контакту са капиларним судовима који формирају педикуларне процесе. У другим случајевима, продуљење ових ћелија може окружити нервне синапсе.
Нуклеус астроцита је карактеристичан по томе што је јаснији од других типова глиа ћелија. Исто тако, његова цитоплазма има велику количину гранулата гликогена и интермедијерних филамената.
У том смислу, астроцити су у могућности да изразе у својој мембрани велики број рецептора различитих предајника. Ова чињеница мотивише да различите супстанце као што су глутамат, ГАБА или ацетилхолин могу да генеришу повећање интрацелуларног калцијума.
С друге стране, астроцити су ћелије жучи које не само да реагују на присуство неуротрансмитера, већ су и способне да испуштају хемикалије..
Овај пренос који је управо коментарисан о функционисању астроцита настао је захваљујући молекули гласника ИП3 и калцијума. ИП3 молекул је одговоран за активирање калцијумских канала у ћелијским органелама.
На тај начин, астроцити ослобађају ове супстанце у њихову цитоплазму. Ослобођени иони калцијума стимулишу производњу већих количина ИП3, што је чињеница која мотивише појаву електричног таласа који се шири од астроцита до астроцита.
На екстрацелуларном нивоу, са друге стране, ослобађање АТП и активирање пуринергичких рецептора суседних астроцита су елементи који доводе до комуникације овог типа ћелија..
Функције
Иако су у почетку добијали само функције подршке астроцитима, данас је показано да ове ћелије играју важну улогу у неколико аспеката развоја, метаболизма и патологије нервног система..
У ствари, ове ћелије су есенцијални елементи у трофичкој и метаболичкој подршци неких неурона. Заузврат, њихова диференцијација, генеза њихових синапси и церебрална хомеостаза модулирају своје преживљавање.
У том смислу, главне функције које су додељене астроцитима у различитим истраживањима су: учествује у развоју нервног система, контролише синаптичку функцију, регулише проток крви, енергију и метаболизам нервног система, модулира ритмове циркадијанци, и учествује у крвно-можданој баријери и метаболизму липида.
Развој нервног система и синаптичка пластичност
Астроцити су ћелије које играју фундаменталну улогу у развоју нервног система. Растући аксони неурона усмјерени су према својим циљевима кроз водљиве молекуле изведене из астроцита.
Исто тако, ове ћелије могу играти важну улогу у синаптичком резању кроз фагоцитне путеве.
С друге стране, астроцити су активно укључени у синаптогенезу, како током развоја тако и након обољења у централном нервном систему..
У ствари, неколико студија је показало да синаптичка активност неурона значајно опада кроз одсуство астроцита и повећава се када су присутне ове врсте ћелија..
Контрола синаптичке функције
Неке студије су показале да су астроцити директно укључени у синаптичку трансмисију ослобађајући синаптички активне молекуле познате као глиотрансмитери..
Ови молекули се ослобађају од стране астроцита као одговор на неуронску синаптичку активност, која производи ексцитацију ових глијалних ћелија са калцијумским таласима. Исто тако, у исто време, ови молекули изазивају нервну ексцитабилност.
У том смислу, Канг и сарадници су показали да астроцити посредују у потенцирању инхибиторне синаптичке трансмисије у резовима хипокампа. С друге стране, Феллин и сарадници су показали да ове глиа ћелије индукују неуронску синхронизацију мерену глутаматом.
Регулација протока крви
Још једна важна функција астроцита је да регулише проток крви који допире до нервног система. Ова активност се изводи кроз повезивање промена у церебралној микроциркулацији са неуронском активношћу.
Таласи калцијума у астроцитима позитивно корелирају са повећањем васкуларне микроциркулације. Слично томе, известили су да постоје неурони сигнали који индукују калцијумове таласе у астроцитима који ослобађају медијаторе као што су простагландин Е или азотни оксид..
Ова функција се изводи пошто астроцити имају два домена: васкуларно стопало и неуронско стопало. Блиска повезаност између неурона, астроцита и крвних судова позната је као неуроваскуларни спој и један је од најважнијих елемената за осигурање правилног функционисања нервног система..
Енергија и метаболизам нервног система
Астроцити су ћелије које такође доприносе исправном метаболизму централног нервног система.
Ова функција се обавља захваљујући процесима контакта са крвним судовима. Ови процеси омогућавају астроцитима да ухвате глукозу из циркулације и обезбеде енергетске метаболите неуронима.
У ствари, вишеструка истраживања су показала да су астроцити главни резерве гликогена у мозгу. Такође, ове грануле су много богатије у областима високе синаптичке густине и, самим тим, веће потрошње енергије.
Коначно, такође је показано да се нивои гликогена у астроцитима одређују глутаматом и да се метаболити глукозе преносе на суседне астроците преко спојева на процепу..
Крвно-мождана баријера
Крвно-мождана баријера је витална структура нервног система која регулише "улазак" супстанци у мозак. Ова баријера се састоји од ендотелних ћелија које формирају уске спојеве и окружене су базалном ламинатом, периваскуларним перицитима и терминалима астроцита..
Према томе, претпоставља се да би астроцити могли да играју важну улогу у формирању и активности крвно-мождане баријере, међутим, тренутно наведена функција астроцита није добро документована..
Неке студије су показале да је овај тип глијалних ћелија одговоран за индуковање баријерних својстава у ендотелним ћелијама ослобађањем различитих фактора..
Регулација циркадијанских ритмова
Астроцити комуницирају са неуронима преко аденозина, супстанце која је укључена у хомеостазу спавања и когнитивне ефекте који произилазе из депривације сна.
У том смислу, инхибиција глиотрансмисије астроцита је један од елемената који спречава когнитивни дефицит повезан са депривацијом сна.
Метаболизам липида и секреција липопротеина
Коначно, астроцити су ћелије које су такође повезане са метаболизмом липида у нервном систему. Ова функција се изводи кроз нивое холестерола, који су чврсто регулисани између неурона и астроцита.
Исто тако, промене у метаболизму липида, посебно холестерола, такође су повезане са развојем неуродегенеративних болести као што је Алцхајмерова болест или Пицкова болест..
На тај начин астроцити су важни елементи у метаболизму липида у мозгу, као иу превенцији неуродегенеративних болести..
Референце
- А. Баррес Мистерија и магија глије: перспектива њихове улоге у здрављу и болести. Неурон, 60 (2008), стр. 430-440.
- Фиаццо ТА, Агулхон Ц, МцЦартхи КД (октобар 2008). "Физиологија астроцита из фармакологије".
- Муроиама, И; Фујивара, И; Оркин, СХ; Ровитцх, ДХ (2005). "Спецификација астроцита помоћу бХЛХ протеина СЦЛ у ограниченом региону неуралне цеви". 438 (7066): 360-363.
- Кимелберг ХК, Јалонен Т, Валз В (1993). "Регулација микроокружења мозга: одашиљачи и јони.". У Мурпхи С.Астроцити: фармакологија и функција. Сан Дијего, Калифорнија: Ацадемиц Пресс. пп. 193-222.
- В. Софрониев, Х.В. Винтери Астроцити: биологија и патологија Ацта Неуропатхол, 119 (2010), стр. 7-35.
- Доетсцх, И. Цаилле, Д.А. Лим, Ј.М. Гарциа-Вердуго, А. Алварез-Буилла Астроцити субвентрикуларне зоне су неуронске матичне ћелије у мозгу ћелија сисара одраслих, 97 (1999), стр. 703-716.