מאפייני האסטרוציטים, תכונות אנטומיות ותפקודים

ה אסטרוציטים, הידוע גם בשם astroglías, הם סוג של תאים גליה של השושלת neuroectodermal. נגזר מן התאים האחראים על הפניית הגירה של מבשרי במהלך הפיתוח ויצרו בשלבים המוקדמים של הפיתוח של מערכת העצבים המרכזית.

תאים אלה בולטים כמו התאים החשובים ביותר גליה רבים ביותר בתוך אזורים שונים של המוח. באופן פונקציונלי, הם אחראים לביצוע מספר גדול של פעילויות מפתח עבור ביצוע של פעילות עצבים.

אסטרוציטים קשורים ישירות עם שני נוירונים ותאי הגוף האחרים. כמו כן, הם אחראים להרכיב את הגבול בין הגוף לבין מערכת העצבים המרכזית דרך מה שנקרא glia limitans.

במאמר זה אנו בודקים את המאפיינים העיקריים של האסטרוציטים. התכונות המולקולריות והפיזיולוגיות שלו נדונו, והפונקציות המבוצעות על ידי סוג זה של תאים מוסברות.

מאפייני האסטרוציטים

האסטרוציטים מהווים את רוב תאי הגוף. הם חלק מהתאים גליה, כלומר, הם סדרה של אלמנטים אשר אחראים ללוות ולסייע לתפקוד של נוירונים של האנצפלון.

כמות האסטרוציטים במוח של יצורים חיים קשורה כנראה לגודל החיה. כך, לדוגמה, זבובים יש אסטרוציטים 25%, בעוד עכברים מכילים 60%, בני אדם 90% ופילים 97%.

מכל סוגי התאים גליה, הנפוץ ביותר הן האסטרוציטים. מחקרים על שכיחותו מראים כי סוג זה של תאים מהווים כ 25% נפח המוח.

לגבי הפונקציונליות שלו, האסטרוציטים מאופיינים בפעילות קצת מסתורית. מאז התיאור שלו על ידי רמון y Cajal, אחד המדענים המפורסמים ביותר בהיסטוריה, ומאוחר יותר, על ידי ריו-אורטגה, זה כבר נחשב כי הם רק לבצע פונקציות תמיכה.

עם זאת, במהלך השנים האחרונות תפקידה כבר מחדש, וזה הוכיח כי תאים אלה הם חיוניים המאפשרים microenvironment הנכון המוביל לתפקוד נאות של המוח.

כמו כן, המאפיינים המולקולריים אשר תוארו על האסטרוציטים הראו כי תאים אלה ממלאים תפקיד בסיסי בהעברת מידע בתוך מערכת העצבים.

מורפולוגיה

לא כל astrocytes יש את אותם מאפיינים. למעשה, בהתאם מורפולוגיה שלהם, אלה סוגים של תאים ניתן לסווג לשתי קבוצות גדולות: astrocytes protoplasmic ו astrocytes סיבי.

אסטרוציטים פרוטופלאסמיים מאופיינים על ידי להיות בתוך החומר האפור של מערכת העצבים. התהליכים שלה כרוכים הן בסינפסות (חיבור עם נוירונים) וכלי דם.

מבחינה מורפולוגית הם מאופיינים בצורת גלובוס, עם מספר ענפים עיקריים המניבים תהליכים מסועפים מאוד, כמו גם חלוקה אחידה.

אסטרוציטים סיביים, לעומת זאת, ממוקמים בחומר הלבן של מערכת העצבים. הם מאופיינים על ידי חיבור ישיר עם הצמתים של Ranvier, כמו גם עם כלי הדם.

הסתעפות האסטרוציטים הסיביים קטנה יותר ביחס לפרוטופלאסמים, והתהליכים שלהם מתאפיינים בכך שהם מאורכים יותר על ידי סיבי עצב.

תחזיות של שני סוגי האסטרוציטים אינם חופפים במוח הבוגר, עם זאת, הוכח כי סוגים אלה של תאים להקים צמתים הפער עם התהליכים השכנות האסטרוציט.

כמו כן, יש לציין כי למרות סיווג מורפולוגי זה משמש ביותר ברמה המדעית למחקר שלה, האסטרוציטים הם תאים הטרוגניים מאוד.

למעשה, סוגים נוספים של האסטרוציטים נבדלו בהתאם למאפיינים שלהם, כגון אסטרוציטים מיוחדים, גליה של ברגמן או גליה של מולר..

מבנה

המאפיינים המבניים של cytoskeleton astrocyte נשמרים באמצעות רשת נימה בינונית. המרכיב העיקרי של חוטים אלה הוא החלבון fibriillary חומצה fibriillary (GFAP).

למעשה, GFAP המושרה נזק מוחי ומחלות ניוון של מערכת העצבים המרכזית, אשר הביטוי הוא מודגש גם עם הגיל, הוא סמן קלאסי עבור זיהוי אימונוהיסטוכימי של האסטרוציטים..

ה- GFAP מאופיין בהצגת שמונה איסופורמים שמקורם בחילוף אלטרנטיבי. כל אחד מהם בא לידי ביטוי subgroups ספציפיים של astrocytes ומעניק מאפיינים מבניים שונים מן רשת נימה בינונית.

מבצע

אסטרוציטים מאופיינים תאים נרגשים עם תכונות תקשורת. כלומר, הם מופעלים על ידי שני אותות פנימיים אותות חיצוניים ולשלוח הודעות ספציפיות תאים סמוכים.

תהליך זה מבוצע על ידי סוג זה של תאים ידוע בשם "gliotransmission" התהליך. במובן זה, האסטרוציטים הם אלמנטים נלהבים ותקשורתיים, אך אינם מייצרים פוטנציאל פעולה כמו נוירונים.

אסטרוציטים התערוכות חולף חולף ריכוז סידן תאיים. שינויים אלה של ריכוז סידן אחראים על התקשורת בין האסטרוציטים, כמו גם את התקשורת בין astrocytes ו נוירונים.

באופן ספציפי יותר, התפקוד של האסטרוציטים מאופיין על ידי האלמנטים הבאים:

1. מתרחשת כמו תנודות מהותי הנובעות שחרור של סידן מחנויות תאיים (עירור ספונטני).
2. מתרחשת המושרה על ידי שידורים משוחררים על ידי נוירונים. באופן ספציפי נוירונים לשחרר חומרים כגון ATP או גלוטמט, אשר מפעילים קולטנים יחד עם חלבונים G המוביל לשחרור של סידן מן reticulum endoplasmic.
3. חלק מן ההארכות של astrictos נמצאים במגע עם כלי נימי יצירת התהליכים pedicular. במקרים אחרים, ההארכות של תאים אלה יכולות להקיף את סינפסות העצבים.

הגרעין של האסטרוציטים מאופיין בהיותו ברור יותר מזה של סוגים אחרים של תאים גליה. כמו כן, הציטופלסמה שלה יש כמות גבוהה של גרגירי גליקוגן וחוטים בינוניים.

במובן זה, האסטרוציטים מסוגלים להביע בקרום שלהם מספר רב של קולטנים של משדרים שונים. עובדה זו מניעה כי חומרים שונים כגון גלוטמט, GABA או אצטילכולין מסוגלים לייצר את הגידול של סידן תאיים.

מצד שני, astrocytes הם תאים gial שלא רק להגיב לנוכחות של נוירוטרנסמיטורים, אבל הם גם מסוגלים לשחרר כימיקלים.

שידור זה יש רק הגיב על התפקוד של האסטרוציטים שמקורו הודות למולקולה IP3 סידן וסידן. מולקולת השליח IP3 אחראית להפעלת ערוצי סידן באברונים של תאים.

על ידי כך, האסטרוציטים לשחרר חומרים אלה לתוך הציטופלסמה שלהם. יוני סידן שוחרר להמריץ את הייצור של כמויות גבוהות יותר של ה- IP3, עובדה המניעה את המראה של גל חשמלי כי propagates מאסטרוציט כדי astrocyte.

ברמה התאית, לעומת זאת, שחרור ATP והפעלת קולטנים purinergic של האסטרוציטים השכנים הם האלמנטים אשר מעוררים את התקשורת של סוג זה של תאים..

פונקציות

אמנם בהתחלה הם קיבלו רק תמיכה פונקציות astrocytes, כיום הוכח כי תאים אלה ממלאים תפקיד חשוב בכמה היבטים של התפתחות, מטבוליזם ופתולוגיה של מערכת העצבים.

למעשה, תאים אלה הם מרכיבים חיוניים לתמיכה הטראפית והמטבולית של נוירונים מסוימים. בתורו, את ההבחנה שלהם, את תחילת הסינפסות שלהם הומיאוסטזיס מוחי לווסת את ההישרדות שלהם.

במובן זה, הפונקציות העיקריות שהוענקו לאסטרוציטים בחקירות שונות הן: משתתף בפיתוח מערכת העצבים, בקרת תפקוד סינפטי, ויסות זרימת הדם, אנרגיה ומטבוליזם של מערכת העצבים, מודולציה של המקצבים הקרקדיאנים, ומשתתף במחסום הדם-מוח ובמטבוליזם השומנים.

פיתוח מערכת העצבים והפלסטיות הסינפטית

האסטרוציטים הם תאים הממלאים תפקיד בסיסי בהתפתחות מערכת העצבים. הגדילה את האקסונים של הנוירונים מודרכים לעבר מטרותיהם באמצעות מולקולות המדריך הנגזר האסטרוציטים.

כמו כן, תאים אלה יכולים לשחק תפקיד חשוב גיזום סינפטי דרך נתיבי phagocytic.

מצד שני, astrocytes הם מעורבים באופן פעיל synaptogenesis, הן במהלך הפיתוח לאחר שסבלו נגעים במערכת העצבים המרכזית.

למעשה, מספר מחקרים הראו כי הפעילות הסינפטית של נוירונים פוחתת במידה ניכרת דרך היעדר האסטרוציטים ומגביר כאשר סוגים אלה של תאים קיימים.

שליטה בתפקוד הסינפטי

כמה מחקרים הראו כי astrocytes הם מעורבים ישירות שידור סינפטי ידי שחרור מולקולות פעיל סינפטית המכונה gliotransmitters..

מולקולות אלה משוחררים על ידי האסטרוציטים בתגובה לפעילות סינפטי העצבית, אשר מייצרת את עירור של תאים אלה גליאלי עם גלי סידן. כמו כן, במקביל, מולקולות אלה מעוררים רגישות עצבית.

במובן זה, Kang et al הראה כי astrocytes לתווך potentiation של שידור סינפטי מעכב פרוסות בהיפוקמפוס. מאידך גיסא, Fellin et al הראו שתאי גליה אלה גורמים לסנכרון נוירוני הנמדד על ידי גלוטמט.

תקנה של זרימת הדם

פונקציה חשובה נוספת של האסטרוציטים היא לווסת את זרימת הדם המגיעה למערכת העצבים. פעילות זו מתבצעת באמצעות צימוד של שינויים microcircululation מוחי עם פעילות העצבית.

גלים סידן האסטרוציטים מתאם חיובי עם עליות microcircululation כלי הדם. כמו כן, הראיות דווח כי אותות עצביים לגרום גלי סידן ב astrocytes כי לשחרר מתווכים כגון prostaglandin E או תחמוצת החנקן..

פונקציה זו מבוצעת מאז astrocytes יש שני תחומים: רגל וסקולרית רגל נוירונים. הקשר ההדוק בין נוירונים, אסטרוציטים וכלי דם ידוע בשם צומת neurovascular והוא אחד המרכיבים החשובים ביותר כדי להבטיח תפקוד תקין של מערכת העצבים.

אנרגיה ומטבוליזם של מערכת העצבים

האסטרוציטים הם תאים שגם לתרום את חילוף החומרים הנכון של מערכת העצבים המרכזית.

פונקציה זו מבוצעת הודות לתהליכי המגע עם כלי הדם. תהליכים אלה מאפשרים אסטרוציטים ללכוד גלוקוז מהמחזור ולספק מטבוליטים אנרגיה לנוירונים.

למעשה, חקירות מרובות הראו כי האסטרוציטים הם שמורת גליקוגן העיקרית במוח. כמו כן, גרגירים אלה הם הרבה יותר שופע באזורים של צפיפות סינפטי גבוהה, ולכן, הוצאות אנרגיה גבוהה יותר.

לבסוף, הוכח כי רמות הגליקוגן באסטרוציטים נקבעות על ידי גלוטמט וכי מטבוליטים של גלוקוז מועברים לאסטרוציטים שכנים באמצעות צמתים של פערים..

מחסום דם מוחי

מחסום הדם המוחי הוא מבנה חיוני של מערכת העצבים המווסת את "הכניסה" של חומרים למוח. המכשול הזה מורכב מתאי אנדותל היוצרים צמתים צפופים ומוקפים על ידי הלמינה הבסיסית, pericytes perivascular ואת המסופים של האסטרוציטים..

לפיכך, הוא הניח כי האסטרוציטים יכול לשחק תפקיד חשוב היווצרות ופעילות של מחסום דם מוח, עם זאת, כיום אמר הפונקציה של האסטרוציטים לא מתועד היטב..

כמה מחקרים הראו כי סוג זה של תאים גליה הם האחראים על יצירת מאפייני המכשול בתאי האנדותל על ידי שחרור גורמים שונים.

תקנה של מקצבים היממה

האסטרוציטים מתקשרים עם נוירונים באמצעות אדנוזין, חומר המעורב בהומיאוסטזיס של השינה וההשפעות הקוגניטיביות הנובעות ממניעת שינה.

במובן זה, העיכוב של gliotransmission של האסטרוציטים הוא אחד המרכיבים המונע את הגירעון הקוגניטיבי הקשורים מניעת שינה.

מטבוליזם שומנים ופרישת ליפופרוטאין

לבסוף, האסטרוציטים הם תאים הקשורים גם את חילוף החומרים השומנים של מערכת העצבים. פונקציה זו מבוצעת באמצעות רמות כולסטרול, אשר מוסדרים בחוזקה בין נוירונים האסטרוציטים.

כמו כן, שינויים בחילוף החומרים השומנים, בעיקר כולסטרול, קשורים גם להתפתחות מחלות נוירודגנרטיביות כמו מחלת אלצהיימר או מחלת פיק..

בדרך זו, האסטרוציטים הם מרכיבים חשובים במטבוליזם השומנים של המוח, כמו גם במניעת מחלות נוירודגנרטיביות.

הפניות

1. א Barres המסתורין ואת הקסם של גליה: פרספקטיבה על תפקידים שלהם בבריאות ומחלות. Neuron, 60 (2008), pp. 430-440.
2. פיאקו ת"א, אגולהון ג ', מקארתי ק"ד (אוקטובר 2008). "מינוף אסטרוציטים פיזיולוגיה פרמקולוגיה".
3. מוריאמה, Y; Fujiwara, Y; אורקין, SH; Rowitch, DH (2005). "מפרט של astrocytes על ידי SCH חלבון bHLH באזור מוגבל של הצינור העצבי". 438 (7066): 360-363.
4. Kimelberg HK, Jalonen T, Walz W (1993). "תקנה של microenvironment המוח: משדרים ויונים." ב מרפי S.Astrocytes: פרמקולוגיה ופונקציה. סן דייגו, קליפורניה: Press אקדמי. עמ ' 193-222.
5. V. Sofroniew, H.V. וינטרס אסטרוציטים: ביולוגיה ופתולוגיה Acta Neuropathol, 119 (2010), p. 7-35.
6. דוטש, י. Caillé, D.A. Lim, J.M. García-Verdugo, A. Alvarez-Buylla אסטרוציטים אזור Subventricular הם תאי גזע עצביים בתאי המוח היונקים הבוגרים, 97 (1999), עמ ' 703-716.