ASTROCYTY: HISTOLÓGIA, FUNKCIE, TYPY - NEUROPSYCHOLOGY - 2024

Tieto astrocyt sú jedným zo štyroch typov gliových buniek, ktoré funkcie na fyzické a metabolické podporu nervových buniek, a preto sú súčasťou centrálneho nervového systému u ľudí a mnoho ďalších stavovcov.

Spolu s oligodendrocytmi, mikrogliálnymi bunkami a ependymálnymi bunkami tvoria astrocyty tzv. Neuroglie. Neurogliálne bunky sa zvyčajne nachádzajú v oveľa väčšom počte ako neuróny, ale nezúčastňujú sa na reakcii a / alebo šírení nervových impulzov.

Imunofluorescenčná mikroskopia astrocytov (Zdroj: GerryShaw cez Wikimedia Commons)

Výrazy „neuroglia“ a „astrocyt“ navrhol v roku 1895 Mihaly von Lenhossek na identifikáciu bunkovej skupiny, ktorá podporuje neuróny, a špeciálnej triedy týchto buniek, ktorá sa vyznačuje ich hviezdicovým tvarom.

Ukázalo sa, že astrocyty zvyšujú počet funkčných neurónových synapsií v neurónoch centrálneho nervového systému, čo znamená, že sú potrebné na prenos nervových stimulov.

Schéma rôznych typov buniek, ktoré tvoria gliu v centrálnom nervovom systéme. Pozorujú sa ependymálne bunky, oligodendrocyty, astrocyty a bunky mikroglií (Zdroj: BruceBlaus. Keď sa tento obrázok používa v externých zdrojoch, možno ho citovať ako: pracovníci Blausen.com (2014). «Lekárska galéria Blausen Medical 2014 ».WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. Via Wikimedia Commons)

Tieto bunky tvoria medzi 20 a 25% (a niekedy až 50%) objemu v mnohých oblastiach mozgu a je známe, že majú zvláštne úlohy pri reakcii na zranenie, hoci sa v poslednom čase navrhuje, aby sa podieľali na mnohých chorobách systému. centrálne nervózny.

histológia

Astrocyty sú „hviezdnymi“ alebo hviezdicovými bunkami, pretože majú cytosolické projekcie rôznych veľkostí, vďaka ktorým sú podobné detským kresbám vesmírnej hviezdy.

Tieto bunky sú distribuované v mozgu a mieche a tvoria viac ako 50% všetkých gliových buniek.

Pri prehliadaní pod svetelným mikroskopom po rutinnom farbení majú astrocyty (v závislosti od typu) veľké oválne alebo lobulárne jadrá s malým obsahom cytosolov.

Charakteristické cytosolické projekcie astrocytov sú známe ako „gliové fibrily“ a sú zložené hlavne z kyslého proteínu gliových fibríl (GFAP), ktorý je špecifický pre astrocyty centrálneho nervového systému a ktorý sa bežne používa. ako markerový proteín.

Astrocyty z bunkovej kultúry. Farba je produktom zafarbenia gliálneho fibrilárneho kyslého proteínu (GFAP) (Zdroj: Pôvodný uploader bol GrzegorzWicher na poľskej Wikipédii. Via Wikimedia Commons)

Gliálne vlákna astrocytov úzko súvisia s bunkovým telom a axónmi neurónov, obklopujú miesta nervových synapsií a tiež dobre známe uzly Ranviera, prítomné v axónoch pokrytých myelínovým obalom.

Aj keď to nie sú excitabilné bunky, astrocyty exprimujú špecifické sodíkové a draselné kanály, ktoré sú veľmi dôležité pre ich funkcie pri udržiavaní homeostázy v nervovom systéme.

Membránové špecializácie

Astrocyty majú vo svojich membránach dva druhy špecializácie známe ako medzery a ortogonálne súbory.

Spoje medzier sú tvorené transmembránovými proteínmi nazývanými konexóny, ktoré sa spájajú s homológnymi proteínmi v blízkych bunkách a vytvárajú hydrofóbne kanály, cez ktoré sa môžu malé molekuly medzi bunkami vymieňať.

Medzi astrocytmi a astrocytmi a medzi astrocytmi a oligodendrocytmi existuje veľké množstvo medzier. Medzi molekuly, ktoré sa vymieňajú prostredníctvom týchto väzieb, patria malé ióny, oligosacharidy a určité trofické faktory.

Na druhej strane ortogonálne zostavy sú „parakryštalické“ usporiadania, ktoré sú tvorené 7nm časticami. Sú početné vo vzdialenejších častiach cytosolických projekcií, najmä v oblasti obrátenej k krvným cievam.

Tieto štruktúry sa podieľajú na bunkovej adhézii a na transporte látok medzi astrocytmi a medzi astrocytmi a mozgomiechovým mokom.

druhy

Existujú dva dobre definované typy astrocytov, ktoré sa líšia svojou morfológiou a anatomickým umiestnením. Sú to protoplazmatické astrocyty a vláknité astrocyty.

Mnohí vedci sa však domnievajú, že ide o rovnaký typ buniek, ktoré nadobúdajú rôzne funkcie v závislosti od prostredia, v ktorom sa nachádzajú.

Iné bibliografické dokumenty však potvrdzujú existenciu tretieho typu astrocytov charakterizovaných ich pretiahnutými bunkovými telieskami a bežne známymi ako gliové Bergmannove bunky mozočku a Müllerove bunky v sietnici oka.

Tu budú opísané iba astrocyty prítomné v mozgu a mieche.

Protoplazmatické astrocyty

Existencia takýchto buniek bola demonštrovaná technikami farbenia striebrom. Sú typické pre sivú hmotu mozgu a sú to bunky so hviezdnym vzhľadom (podobné hviezdam).

Majú bohatý cytosol, kde sa nachádza veľké jadro a líšia sa od vláknitých astrocytov v tom, že majú krátke procesy.

Konce niektorých cytosolických projekcií sa skladajú z „cievnych nôh“ alebo pedikúl, ktoré interagujú so susednými krvnými cievami.

Niektoré protoplazmatické astrocyty sú blízko k bunkovým telom niektorých neurónov, akoby to boli „satelitné“ bunky.

Vláknité astrocyty

Vláknité astrocyty sú bunky s niekoľkými vnútornými organelami, bohaté na voľné ribozómy a akumulačné molekuly, ako je glykogén. Majú dlhšie cytosolické projekcie alebo projekcie ako protoplazmatické astrocyty, a preto sú známe ako „vláknité“ astrocyty.

Tieto bunky sú spojené s bielou hmotou mozgu a ich procesy sa tiež spájajú s krvnými cievami, ale sú od nich oddelené vlastnou bazálnou laminou.

Vlastnosti

Ako neurogliálne bunky hrajú astrocyty životne dôležitú úlohu pri fyzickej podpore a metabolickej podpore neurónov v centrálnom nervovom systéme u stavovcov.

Tieto bunky sú okrem toho zodpovedné za odstránenie iónov a ďalších odpadových látok z metabolizmu neurónov, ktoré sú typické pre mikroprostredie neurónov, najmä axonálnej oblasti, ako napríklad:

- draselné ióny (K +)

- zvyšky glutamátu a

- Stopy kyseliny gama-aminomaslovej (GABA)

Okrem iného je zodpovedný za energetický metabolizmus mozgovej kôry, pretože uvoľňujú glukózu z molekúl glykogénu uložených v ich cytosóle.

K tomuto uvoľňovaniu dochádza iba vtedy, keď sú astrocyty stimulované neurotransmitermi, ako je norepinefrín a vazoaktívny intestinálny peptid alebo VIP peptid, ktoré uvoľňujú blízke neuróny.

Astrocyty sa tiež podieľajú na vývoji neurónov a na transporte a uvoľňovaní neurotrofických faktorov, preto ich niektorí autori považujú za bunky, ktoré udržiavajú homeostázu v centrálnom nervovom systéme.

Tieto bunky môžu tiež hrať dôležitú úlohu pri hojení poškodených oblastí mozgu. Kontrolujú pH mozgu a regulujú viac neurálnych funkcií udržiavaním relatívne konštantného mikroprostredia.

Dôsledky pre hematoencefalickú bariéru

Niektoré astrocyty sa podieľajú na tvorbe a udržiavaní hematoencefalickej bariéry, pretože majú schopnosť tvoriť súvislú vrstvu na krvných cievach na periférii centrálneho nervového systému.

Krvno-mozgová bariéra je druh „štruktúry“, ktorá obmedzuje vstup cirkulujúcich krvných prvkov do centrálneho nervového systému.

Vzťah týchto nervových buniek k tejto funkcii je taký, že bolo experimentálne preukázané, že epitelové bunky môžu indukovať diferenciáciu astrocytických prekurzorov.

Imunitné funkcie astrocytov

Niektoré prehľady literatúry zdôrazňujú astrocyty ako imunokompetentné bunky centrálneho nervového systému, pretože sú schopné exprimovať proteíny hlavného histokompatibilného komplexu (MHC), ktoré majú dôležité funkcie pri prezentácii antigénu.

Tieto bunky sa potom podieľajú na aktivácii T-buniek nielen expresiou proteínov prezentujúcich antigén, ale aj ich schopnosťou exprimovať kostimulačné molekuly, ktoré sú rozhodujúce pre samotný proces.

Účasť astrocytov v imunitnom systéme sa však neobmedzuje iba na prezentáciu antigénov, ale tiež sa ukázalo, že tieto bunky môžu vylučovať širokú škálu cytokínov a chemokínov, čo môže znamenať, že sa podieľajú na zápalových procesoch a imunitná reaktivita v mozgu.

Klinický význam

Na základe experimentálnych údajov naznačujúcich, že supresia astrocytov v centrálnom nervovom systéme vedie u dospelých k podstatnej degenerácii neurónov, je zrejmé, že tieto bunky majú cenný klinický význam.

Astrocyty patria medzi svoje mnohoraké funkcie k dlhodobému uzdravovaniu pacientov s poškodením mozgu. Podieľajú sa tiež na regenerácii neurónov, hlavne kvôli ich schopnosti exprimovať a uvoľňovať trofické faktory.

Inými slovami, prežitie neurónov je vysoko závislé od ich asociácie s astrocytmi, takže akékoľvek masívne poškodenie, ku ktorému dôjde v týchto bunkách, bude mať priamy vplyv na normálne funkcie mozgu.

astrogliózy

Mnoho neurodegeneratívnych chorôb sa vyznačuje proliferáciou, morfologickými zmenami a zvýšenou expresiou kyslého proteínu gliálneho fibrilu (GFAP) v astrocytoch; stav známy ako „astroglióza“.

Tento proces, v závislosti od kontextu, v ktorom sa vyskytuje, môže byť prospešný alebo škodlivý, pretože to môže znamenať prežitie neurónov v dôsledku produkcie rastových faktorov alebo tvorby „gliových jaziev“.

Astroglióza nie je náhodné alebo „všetko alebo nič“. Ide skôr o vysoko kontrolovanú udalosť, ktorá závisí od viacerých bunkových signálov a od konkrétneho kontextu, v ktorom sa príslušná bunka nachádza.

Referencie

1. Chen, Y. a Swanson, RA (2003). Astrocyty a poškodenie mozgu. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 23 (2), 137–149.
2. Dong, Y., a Benveniste, EN (2001). Imunitná funkcia astrocytov. Glia, 36 (2), 180 - 190.
3. Gartner, LP, a Hiatt, JL (2012). Farebný atlas a text histológie. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Kimelberg, HK, & Nedergaard, M. (2010). Funkcie astrocytov a ich potenciál ako terapeutické ciele. Neuroterapeutiká, 7 (4), 338–353.
5. Montgomery, DL (1994). Astrocyty: Forma, funkcie a úlohy pri chorobe. Veterinary Pathology, 31 (2), 145–167.
6. Ransom, B., Behar, T., & Nedergaard, M. (2003). Nové úlohy pre astrocyty (hviezdy nakoniec). Trends in Neurosciences, 26 (10), 520–522.
7. Sofroniew, MV a Vinters, HV (2010). Astrocyty: Biológia a patológia. Acta Neuropathologica, 119 (1), 7-35.