Astrocitų charakteristikos, anatominės savybės ir funkcijos



The astrocitai, jie taip pat žinomi kaip astroglías, jie yra neuroektoderminės linijos glielio ląstelių rūšis. Išvestos iš ląstelių, atsakingų už pirmtakų migracijos perėjimą į vystymąsi ir susidariusias ankstyvosiose centrinės nervų sistemos vystymosi stadijose.

Šios ląstelės išsiskiria kaip svarbiausi ir daugiausiai gliautinės ląstelės skirtinguose smegenų regionuose. Funkcionaliai jie yra atsakingi už daugelio pagrindinių veiklų vykdymą nervų veiklai vykdyti.

Astrocitai yra tiesiogiai susiję su neuronais ir kitomis kūno ląstelėmis. Be to, jie yra atsakingi už sienos formavimąsi tarp kūno ir centrinės nervų sistemos per vadinamuosius glia limitanus.

Šiame straipsnyje apžvelgiamos pagrindinės astrocitų charakteristikos. Aptariamos jo molekulinės ir fiziologinės savybės, paaiškinamos šios rūšies ląstelių atliekamos funkcijos.

Astrocitų charakteristikos

Astrocitai sudaro daugumą kūno ląstelių. Jie yra glia ląstelių dalis, ty jie yra elementų, kurie yra atsakingi už encefalono neuronų priežiūrą ir veikimą, serija..

Astrocitų kiekis gyvų būtybių smegenyse yra susijęs su gyvūno dydžiu. Taigi, pavyzdžiui, muses turi 25% astrocitų, o pelėms - 60%, žmonėms - 90% ir drambliams - 97%..

Iš visų tipų gliuzinių ląstelių labiausiai paplitę yra astrocitai. Jos paplitimo tyrimai rodo, kad šio tipo ląstelės sudaro apie 25% smegenų tūrio.

Dėl astrocitų funkcionalumo jai būdingas šiek tiek paslaptingas aktyvumas. Nuo to laiko, kai jį apibūdino vienas garsiausių istorijos mokslininkų Ramón y Cajal, o vėliau - Río-Ortega, manoma, kad jie atlieka tik paramos funkcijas.

Tačiau pastaraisiais metais jo funkcija buvo persvarstyta, ir buvo įrodyta, kad šios ląstelės yra gyvybiškai svarbios, kad būtų užtikrinta tinkama mikro aplinka, leidžianti tinkamai veikti smegenis.

Be to, molekulinės savybės, aprašytos apie astrocitus, parodė, kad šios ląstelės vaidina pagrindinį vaidmenį perduodant informaciją nervų sistemoje..

Morfologija

Ne visi astrocitai turi tas pačias savybes. Iš tiesų, priklausomai nuo jų morfologijos, šios rūšies ląstelės gali būti skirstomos į dvi dideles grupes: protoplazminius astrocitus ir pluoštinius astrocitus..

Protoplazminiams astrocitams būdinga nervų sistemos pilka medžiaga. Jo procesuose dalyvauja sinapsės (ryšys su neuronais) ir kraujagyslės.

Morfologiškai jie pasižymi gyslo formos, su keliomis pagrindinėmis šakomis, kurios sukelia labai šakotus procesus, taip pat vienodą paskirstymą.

Kita vertus, pluoštiniai astrocitai yra nervų sistemos baltojoje medžiagoje. Jiems būdingas tiesioginis ryšys su Ranvier mazgo, taip pat su kraujagyslėmis.

Pluoštinių astrocitų šakojimasis yra mažesnis protoplazmų atžvilgiu, o jų procesai pasižymi tuo, kad jie yra ilgesni nervų skaidulomis..

Abiejų tipų astrocitų projekcijos suaugusiųjų smegenyse nesutampa, tačiau buvo įrodyta, kad šių tipų ląstelės sukuria atotrūkio jungtis su kaimyniniais astrocitų procesais..

Taip pat reikėtų pažymėti, kad nors šis morfologinis klasifikavimas yra labiausiai naudojamas moksliniu lygmeniu, jo astrocitai yra labai nevienalytės ląstelės..

Iš tiesų, daugiau tipų astrocitų buvo diferencijuoti pagal jų charakteristikas, pavyzdžiui, specializuotus astrocitus, Bergmanno glia arba Mullerio glia..

Struktūra

Astrocitų citoskeleto struktūrinės savybės palaikomos per tarpinį gijų tinklą. Pagrindinis šių gijų komponentas yra glialinis fibrillinis rūgšties baltymas (GFAP)..

Tiesą sakant, GFAP, sukeltas smegenų pažeidimu ir centrinės nervų sistemos degeneracinėmis ligomis, kurių išraiška taip pat akcentuojama su amžiumi, yra klasikinis astrocitų imunohistocheminio identifikavimo žymuo..

GFAP apibūdinamas pateikiant aštuonias izoformas, atsirandančias iš alternatyvių spilsijų. Kiekvienas iš jų yra išreikštas tam tikruose astrocitų pogrupiuose ir suteikia struktūrines savybes, kurios skiriasi nuo tarpinių gijų tinklo.

Veikimas

Astrocitai apibūdinami kaip sužadinamos ląstelės su komunikacinėmis savybėmis. Tai reiškia, kad juos aktyvuoja tiek vidiniai signalai, tiek išoriniai signalai ir siunčia konkrečius pranešimus kaimyninėms ląstelėms.

Šis šio tipo ląstelių procesas yra žinomas kaip „gliotransmisijos“ procesas. Šia prasme astrocitai yra jaudinantys ir komunikaciniai elementai, tačiau nesukuria tokių potencialų kaip neuronai.

Astrocitai turi trumpalaikį kalcio koncentracijos padidėjimą. Šie kalcio koncentracijos pakeitimai yra atsakingi už bendravimą tarp astrocitų, taip pat ryšį tarp astrocitų ir neuronų.

Konkrečiau, astrocitų veikimui būdingi šie elementai:

  1. Atsiranda kaip vidiniai svyravimai, atsirandantys dėl kalcio išsiskyrimo iš ląstelių ląstelių (spontaniškas sužadinimas).
  2. Atsiranda neuronų perduodamų transliacijų. Konkrečiai, neuronai išskiria tokias medžiagas kaip ATP arba glutamatas, kurie aktyvuoja receptorius, prijungtus prie G baltymų, kurie lemia kalcio išsiskyrimą iš endoplazminio tinklelio.
  3. Kai kurie astrictos pailgėjimai liečiasi su kapiliariniais indais, formuojančiais pedikulinius procesus. Kitais atvejais šių ląstelių pailgėjimas gali apsupti nervų sinapsę.

Astrocitų branduoliui būdingas aiškesnis nei kitų rūšių glia ląstelių branduolys. Be to, jo citoplazmoje yra didelis glikogeno granulių ir tarpinių gijų kiekis.

Šia prasme astrocitai savo membranoje gali išreikšti daug skirtingų siųstuvų receptorių. Šis faktas motyvuoja, kad įvairios medžiagos, pvz., Glutamatas, GABA arba acetilcholinas, gali padidinti kraujotakos kiekį kraujyje..

Kita vertus, astrocitai yra gialinės ląstelės, kurios ne tik reaguoja į neurotransmiterių buvimą, bet ir gali atleisti chemines medžiagas..

Šis pranešimas, ką ką tik komentavo apie astrocitų veikimą, atsiranda dėl IP3 ir kalcio pasiuntinių molekulės. IP3 pranešimo molekulė yra atsakinga už kalcio kanalų aktyvavimą ląstelių organeliuose.

Taip astrocitai išleidžia šias medžiagas į savo citoplazmą. Išleistos kalcio jonai skatina didesnio IP3 kiekio gamybą, o tai skatina elektrinės bangos, kuri sklinda iš astrocitų į astrocitus, atsiradimą.

Kita vertus, ekstraląsteliniu lygiu ATP išsiskyrimas ir kaimyninių astrocitų purinerginių receptorių aktyvavimas yra elementai, kurie lemia šio tipo ląstelių komunikaciją..

Funkcijos

Nors pradžioje jiems buvo suteiktos tik astrocitų palaikymo funkcijos, šiandien buvo įrodyta, kad šios ląstelės vaidina svarbų vaidmenį keliose nervų sistemos vystymosi, metabolizmo ir patologijos srityse..

Tiesą sakant, šios ląstelės yra pagrindiniai kai kurių neuronų trofinio ir metabolinio palaikymo elementai. Savo ruožtu, jų diferenciacija, jų sinapso genezė ir smegenų homeostazė moduliuoja jų išlikimą.

Šia prasme pagrindinės astrocitų funkcijos skirtinguose tyrimuose yra: dalyvauja nervų sistemos vystyme, kontroliuoja sinaptinę funkciją, reguliuoja kraujo tekėjimą, energiją ir nervų sistemos metabolizmą, moduliuoja ritmus cirkadianai, dalyvauja kraujotakos ir lipidų apykaitoje.

Nervų sistemos ir sinaptinės plastiškumo raida

Astrocitai yra ląstelės, kurios atlieka esminį vaidmenį vystant nervų sistemą. Didėjantys neuronų aksonai nukreipiami į jų tikslus per orientacines molekules, gautas iš astrocitų.

Be to, šios ląstelės gali atlikti svarbų vaidmenį sinaptiniame genėjime per fagocitinius kelius.

Kita vertus, astrocitai aktyviai dalyvauja sinaptogenezėje tiek vystymosi metu, tiek po centrinės nervų sistemos pažeidimų..

Iš tiesų, keli tyrimai parodė, kad neuronų sinaptinis aktyvumas žymiai sumažėja, nesant astrocitų ir padidėja, kai yra tokių ląstelių tipų..

Sinaptinės funkcijos kontrolė

Kai kurie tyrimai parodė, kad astrocitai yra tiesiogiai susiję su sinaptiniu perdavimu, išlaisvindami sinaptiškai aktyvias molekules, žinomas kaip gliotransmiteriai..

Šias molekules astrocitai išskiria atsakydami į neuronų sinaptinį aktyvumą, kuris sukelia šių gliuzinių ląstelių sužadinimą kalcio bangomis. Be to, tuo pačiu metu šios molekulės sukelia nervų susijaudinimą.

Šia prasme Kang ir kt. Parodė, kad astrocitai tarpininkauja slopinančio sinaptinio perdavimo potencialą hipokampo griežinėliais. Kita vertus, Fellinas ir kt. Parodė, kad šios glia ląstelės sukelia neuroninę sinchroniją, išmatuotą glutamatu..

Kraujo srauto reguliavimas

Kita svarbi astrocitų funkcija yra reguliuoti kraujotaką, kuri pasiekia nervų sistemą. Šis aktyvumas atliekamas susiejant smegenų mikrocirkuliacijos pokyčius su neuronų aktyvumu.

Kalcio bangos astrocituose teigiamai koreliuoja su kraujagyslių mikrocirkuliacijos padidėjimu. Taip pat buvo pranešta, kad neuronų signalai sukelia kalcio bangas astrocituose, kurie išskiria tarpininkus, tokius kaip prostaglandinas E arba azoto oksidas..

Ši funkcija atliekama, nes astrocitai turi du domenus: kraujagyslių pėdą ir neuroninę pėdą. Artima sąjunga tarp neuronų, astrocitų ir kraujagyslių yra žinoma kaip neurovaskulinė jungtis ir yra vienas svarbiausių elementų, užtikrinančių tinkamą nervų sistemos funkcionavimą..

Nervų sistemos energija ir metabolizmas

Astrocitai yra ląstelės, kurios taip pat prisideda prie teisingo centrinės nervų sistemos metabolizmo.

Ši funkcija atliekama dėl kontakto su kraujagyslėmis procesų. Šie procesai leidžia astrocitams užfiksuoti gliukozę iš apyvartos ir suteikti energijos metabolitus neuronams.

Iš tiesų, keli tyrimai parodė, kad astrocitai yra pagrindinis glikogeno granulių rezervas smegenyse. Be to, šios granulės yra daug gausesnės srityse, kuriose yra didelis sinaptinis tankis, taigi ir didesnės energijos sąnaudos.

Galiausiai, taip pat buvo įrodyta, kad glikogeno kiekis astrocituose nustatomas glutamatu ir kad gliukozės metabolitai perduodami gretimiems astrocitams per tarpo jungtis..

Kraujo ir smegenų barjeras

Kraujo ir smegenų barjeras yra gyvybinė nervų sistemos struktūra, kuri reguliuoja medžiagų patekimą į smegenis. Šis barjeras susideda iš endotelio ląstelių, kurios sudaro storas jungtis ir yra apsuptos bazinės plokštės, perivaskulinių pericitų ir astrocitų terminalų..

Taigi teigiama, kad astrocitai gali atlikti svarbų vaidmenį formuojant ir veikiant kraujo ir smegenų barjerą, tačiau šiuo metu minėta astrocitų funkcija nėra gerai dokumentuota..

Kai kurie tyrimai parodė, kad šio tipo gliuzinės ląstelės yra atsakingos už barjerinių savybių indukciją endotelio ląstelėse, atleidžiant įvairius veiksnius..

Cirkadinio ritmo reguliavimas

Astrocitai bendrauja su neuronais per adenoziną - medžiagą, kuri dalyvauja miego homeostazėje, ir kognityvinį poveikį, atsirandantį dėl miego trūkumo..

Šia prasme astrocitų gliotransmisijos slopinimas yra vienas iš elementų, neleidžiančių pažinimo trūkumui, susijusiam su miego trūkumu..

Lipidų metabolizmas ir lipoproteinų sekrecija

Galiausiai astrocitai yra ląstelės, kurios taip pat yra susijusios su nervų sistemos lipidų metabolizmu. Ši funkcija atliekama per cholesterolio kiekį, kuris yra griežtai reguliuojamas tarp neuronų ir astrocitų.

Panašiai lipidų metabolizmo, ypač cholesterolio, pokyčiai taip pat susiję su neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio liga arba Pick liga, vystymu..

Tokiu būdu astrocitai yra svarbūs smegenų lipidų apykaitos elementai, taip pat neurodegeneracinių ligų prevencija..

Nuorodos

  1. A. Barres Glia slėpinys ir magija: jų vaidmens sveikatos ir ligų perspektyva. Neuron, 60 (2008), p. 430-440.
  2. Fiacco TA, Agulhon C, McCarthy KD (2008 m. Spalio mėn.). „Astrocitų fiziologijos rūšiavimas iš farmakologijos“.
  3. Muroyama, Y; Fujiwara, Y; Orkin, SH; Rowitch, DH (2005). "Astrocitų nustatymas pagal bHLH baltymo SCL ribotame nervų vamzdelio regione". 438 (7066): 360-363.
  4. Kimelberg HK, Jalonen T, Walz W (1993). „Smegenų mikroaplinkos reguliatorius: siųstuvai ir jonai.“. Murphy S.Astrocytuose: farmakologija ir funkcija. San Diegas, CA: Academic Press. pp. 193-222.
  5. V. Sofroniew, H.V. Vinters Astrocytes: biologija ir patologija Acta Neuropathol, 119 (2010), p. 7-35.
  6. Doetsch, I. Caillé, D.A. Lim, J.M. García-Verdugo, A. Alvarez-Buylla subventricular zonos astrocitai yra nervų kamieninės ląstelės suaugusių žinduolių smegenų ląstelėje, 97 (1999), pp. 703-716.