ASTROCITI: HISTOLOGIJA, FUNKCIJE, VRSTE - NEVROPSIHOLOGIJA - 2025

V astrociti so eden od štirih tipov glialnih celic, zato so funkcija za telesno in presnove podporo nevronskih celic del centralnega živčnega sistema človeka in mnogih drugih vretenčarjev.

Skupaj z oligodendrociti, mikroglialnimi celicami in ependimalnimi celicami astrociti tvorijo tako imenovano "nevroglia." Nevroglialne celice se običajno nahajajo v veliko večjem številu kot nevroni, vendar ne sodelujejo v reakciji in / ali širjenju živčnih impulzov.

Imunofluorescentna mikroskopija astrocita (Vir: GerryShaw prek Wikimedia Commons)

Izraza "nevroglia" in "astrocit" je leta 1895 predlagal Mihaly von Lenhossek, da bi opredelil celično skupino, ki podpira nevrone, in poseben razred teh celic, za katerega je značilna njihova zvezdnata oblika.

Dokazano je, da astrociti povečujejo število funkcionalnih nevronskih sinaps v nevronih centralnega živčnega sistema, kar pomeni, da so potrebni za prenos živčnih dražljajev.

Diagram različnih vrst celic, ki sestavljajo glijo v centralnem živčnem sistemu. Opažene so ependimalne celice, oligodendrociti, astrociti in mikroglijske celice (Vir: BruceBlaus. Pri uporabi te slike v zunanjih virih jo lahko navedemo kot: osebje Blausen.com (2014). «Medicinska galerija Blausen Medical 2014 ». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. Via Wikimedia Commons)

Te celice predstavljajo med 20 in 25% (in včasih tudi do 50%) volumna na številnih možganskih območjih in je znano, da imajo posebno vlogo pri odzivanju na poškodbe, čeprav je pred kratkim predlagano, da sodelujejo pri številnih boleznih sistema. centralno živčno.

Histologija

Astrociti so "zvezdaste" ali zvezdaste celice, saj imajo citosolne štrline različnih velikosti, zaradi katerih so podobne otroškim risbam vesoljske zvezde.

Te celice so razporejene po možganih in po hrbtenjači in predstavljajo več kot 50% vseh glialnih celic.

Ko jih rutinsko obarvamo pod svetlobnim mikroskopom, imajo astrociti (odvisno od vrste) velika ovalna ali lobularna jedra z malo vsebnosti citosolov.

Karakteristične citosolne projekcije astrocitov so znane kot "glialne vlaknine" in so v glavnem sestavljene iz glialno-fibrilarnega kislega proteina (GFAP, Glial Fibrilarna kisla beljakovina), specifičnega za astrocite centralnega živčnega sistema in ki se običajno uporablja kot marker proteina.

Astrociti iz celične kulture. Barva je produkt barvanja z glialno-fibrilarno kislo beljakovino (GFAP) (Vir: Prvotni pošiljatelj je bil GrzegorzWicher s poljske Wikipedije. Preko Wikimedia Commons)

Glialna vlakna astrocitov so tesno povezana s celicnim telesom in aksoni nevronov, obdajajo mesta živčnih sinaps in tudi znane vozliče Ranvierja, prisotne v aksonih, prekritih z mielinskim plaščem.

Čeprav niso vzdražne celice, astrociti izražajo specifične natrijeve in kalijeve kanale, ki so zelo pomembni za njihovo vlogo pri vzdrževanju homeostaze v živčnem sistemu.

Membranske specializacije

Astrociti imajo v svojih membranah dve vrsti specializacij, ki jih poznamo kot vrzeli reže in ortogonalni sklopi.

Praznine so sestavljene iz transmembranskih beljakovin, imenovanih koneksoni, ki se združijo s homolognimi proteini v bližnjih celicah in tvorijo hidrofobne kanale, skozi katere se lahko majhne molekule izmenjujejo med celicami.

Med astrociti in astrociti ter med astrociti in oligodendrociti obstaja veliko vrzeli. Med molekulami, ki se izmenjujejo skozi te vezi, so majhni ioni, oligosaharidi in nekateri trofični dejavniki.

Ortogonalni sklopi so na drugi strani "parakristalni" načrti, sestavljeni iz 7nm delcev. Številni so v bolj distalnih delih citosolnih projekcij, zlasti v predelu, ki je obrnjen proti krvnim žilam.

Te strukture sodelujejo pri celični adheziji in pri prevozu snovi med astrociti ter med astrociti in cerebrospinalno tekočino.

Vrste

Obstajata dve dobro opredeljeni vrsti astrocitov, ki se razlikujeta po svoji morfologiji in anatomskem položaju. To so protoplazemski astrociti in vlaknasti astrociti.

Vendar mnogi raziskovalci menijo, da gre za iste vrste celic, ki pridobivajo različne funkcije, odvisno od okolja, v katerem so.

Drugi bibliografski dokumenti pa dokazujejo obstoj astrocitov tretje vrste, za katere so značilna njihova podolgovata celična telesa in splošno znane kot Bergmannove glialne celice možganov in Müllerjeve celice v očesni mrežnici.

Tu bodo opisani samo astrociti, prisotni v možganih in hrbtenjači.

Protoplazemski astrociti

Obstoj takšnih celic je bil prikazan s tehnikami obarvanja s srebrom. Ti so značilni za sivo snov možganov in so celice z zvezdnatim videzom (podobno zvezdi).

Imajo obilo citosola, kjer najdejo veliko jedro in se od vlaknastih astrocitov razlikujejo po tem, da imajo kratke procese.

Konci nekaterih citosolnih izboklin so sestavljeni iz "žilnih stopal" ali pedikelov, ki se medsebojno povezujejo s sosednjimi krvnimi žilami.

Nekateri protoplazemski astrociti so blizu celičnih teles nekaterih nevronov, kot da bi bili "satelitske" celice.

Vlaknasti astrociti

Vlaknasti astrociti so celice z malo notranjih organelov, ki so bogate s prostimi ribosomi in skladiščnimi molekulami, kot je glikogen. Imajo daljše citosolne projekcije ali projekcije kot protoplazemski astrociti, zato jih poznamo kot "vlaknaste" astrocite.

Te celice so povezane z belo snovjo možganov in njihovi procesi se povezujejo tudi s krvnimi žilami, vendar jih od njih ločuje lastna bazalna lamina.

Lastnosti

Kot nevroglialne celice imajo astrociti pomembno vlogo pri fizični podpori in presnovni podpori nevronov v centralnem živčnem sistemu pri vretenčarjih.

Poleg tega so te celice odgovorne za izločanje ionov in drugih odpadnih snovi iz nevronskega metabolizma, ki so značilne za nevronsko mikrookrožje, zlasti v aksonskem območju, kot so:

- Kalijevi ioni (K +)

- Ostanki glutamata in

- sledi gamaamaslanske kisline (GABA)

Med drugim so zadolženi za energijski metabolizem možganske skorje, saj sproščajo glukozo iz molekul glikogena, shranjenih v njihovem citosolu.

Do sproščanja pride šele, ko astrocite spodbudijo nevrotransmiterji, kot so norepinefrin in vazoaktivni črevesni peptid ali VIP peptid, ki jih sproščajo bližnji nevroni.

Astrociti sodelujejo tudi pri razvoju nevronov ter pri transportu in sproščanju nevrotrofičnih dejavnikov, zato nekateri avtorji menijo, da so to celice, ki vzdržujejo homeostazo v centralnem živčnem sistemu.

Te celice lahko igrajo tudi pomembno vlogo pri celjenju poškodovanih predelov možganov. Nadzorujejo pH v možganih in uravnavajo več nevronskih funkcij, tako da vzdržujejo relativno konstantno mikrookrožje.

Posledice za krvno-možgansko pregrado

Nekateri astrociti sodelujejo pri nastajanju in vzdrževanju krvno-možganske pregrade, saj imajo na obodu centralnega živčnega sistema možnost, da tvorijo neprekinjen sloj na krvnih žilah.

Krvno-možganska pregrada je nekakšna "struktura", ki omejuje vstop kroženih krvnih elementov v centralni živčni sistem.

Povezava teh živčnih celic s to funkcijo je tako, da je eksperimentalno dokazano, da epitelne celice lahko sprožijo diferenciacijo astrocitnih prekurzorjev.

Imunske funkcije astrocitov

Nekateri pregledi literature poudarjajo astrocite kot imunokompetentne celice centralnega živčnega sistema, saj so sposobne eksprimirati beljakovine glavnega kompleksa histokompatibilnosti (MHC), ki imajo pomembne funkcije pri predstavitvi antigenov.

Te celice torej sodelujejo pri aktivaciji T-celic, ne samo z izražanjem proteinov, ki predstavljajo antigen, ampak tudi s svojo sposobnostjo izražanja so-stimulacijskih molekul, ki so same po sebi ključne za postopek.

Vendar pa sodelovanje astrocitov v imunskem sistemu ni omejeno na predstavitev antigenov, ampak je tudi dokazano, da lahko te celice izločajo najrazličnejše citokine in hemokine, kar lahko pomeni, da so vključeni v vnetne procese oz. imunska reaktivnost v možganih.

Klinični pomen

Glede na eksperimentalne podatke, ki kažejo, da zatiranje astrocitov v centralnem živčnem sistemu pri odraslih povzroči znatno degeneracijo nevronov, je jasno, da imajo te celice dragocen klinični pomen.

Astrociti so bili med svojimi več funkcijami povezani z dolgoročnim okrevanjem bolnikov s poškodbami možganov. Prav tako sodelujejo pri regeneraciji nevronov, predvsem zaradi njihove sposobnosti izražanja in sproščanja trofičnih dejavnikov.

Z drugimi besedami, preživetje nevronov je zelo odvisno od njihove povezanosti z astrociti, tako da vsaka množična poškodba, ki se zgodi v teh celicah, neposredno vpliva na normalne možganske funkcije.

Astroglioza

Številne nevrodegenerativne bolezni odlikujejo proliferacija, morfološka sprememba in povečana ekspresija glialno-fibrilarnega kislega proteina (GFAP) v astrocitih; stanje, znano kot "astroglioza".

Ta postopek je, odvisno od konteksta, v katerem se lahko pojavi, koristen ali škodljiv, saj lahko pomeni preživetje nevronov zaradi proizvodnje rastnih faktorjev oziroma nastanka "glialnih brazgotin".

Astroglioza ni naključen ali "vse ali nič" proces. Namesto tega je zelo nadzorovan dogodek, ki je odvisen od več celičnih signalov in posebnega konteksta, v katerem se zadevna celica nahaja.

Reference

1. Chen, Y., Swanson, RA (2003). Astrociti in poškodbe možganov. Časopis o cerebralnem krvnem toku in presnovi, 23 (2), 137–149.
2. Dong, Y., & Benveniste, EN (2001). Imunska funkcija astrocitov. Glia, 36 (2), 180–190.
3. Gartner, LP in Hiatt, JL (2012). Barvni atlas in besedilo histologije. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Kimelberg, HK, & Nedergaard, M. (2010). Delovanje astrocitov in njihov potencial kot terapevtske tarče. Nevroterapevtiki, 7 (4), 338–353.
5. Montgomery, DL (1994). Astrociti: oblika, funkcije in vloge pri bolezni. Veterinarska patologija, 31 (2), 145–167.
6. Ransom, B., Behar, T., & Nedergaard, M. (2003). Nove vloge za astrocite (končno zvezde). Trendi v nevroznanosti, 26 (10), 520–522.
7. Sofroniew, MV, & Vinters, HV (2010). Astrociti: biologija in patologija. Acta Neuropathologica, 119 (1), 7–35.