АСТРОЦИТИ: ХИСТОЛОГИЯ, ФУНКЦИИ, ВИДОВЕ - НЕВРОПСИХОЛОГИЯ - 2025

На астроцитите са един от четири вида глиални клетки, които функция на физическа и метаболитен подкрепата на невронни клетки, следователно, са част от централната нервна система на човека и много други гръбначни животни.

Заедно с олигодендроцитите, микроглиалните клетки и епендималните клетки, астроцитите образуват това, което е известно като „невроглия“. Невроглиалните клетки обикновено се намират в много по-голям брой от невроните, но те не участват в реакцията и / или разпространението на нервните импулси.

Имунофлуоресцентна микроскопия на астроцит (Източник: GerryShaw чрез Wikimedia Commons)

Термините "невроглия" и "астроцит" бяха предложени през 1895 г. от Михали фон Ленхоссек за идентифициране на клетъчната група, която поддържа невроните и специален клас от тези клетки, характеризиращ се със своята звездна форма.

Доказано е, че астроцитите увеличават броя на функционалните невронални синапси в невроните на централната нервна система, което означава, че те са необходими за предаване на нервни стимули.

Диаграма на различните видове клетки, съставляващи глията в централната нервна система. Наблюдават се епендимални клетки, олигодендроцити, астроцити и микроглиални клетки (Източник: BruceBlaus. Когато използвате това изображение във външни източници, той може да бъде цитиран като: служители на Blausen.com (2014). «Медицинска галерия на Blausen Medical 2014 ». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. Via Wikimedia Commons)

Тези клетки съставляват между 20 и 25% (а понякога и до 50%) от обема в много области на мозъка и се знае, че имат специални роли в отговор на наранявания, въпреки че наскоро се предлага да участват в много заболявания на системата. централна нервна.

Хистология

Астроцитите са „звездни“ или звездовидни клетки, тъй като имат цитозолни проекции с различни размери, които ги правят подобни на детските рисунки на космическа звезда.

Тези клетки се разпределят в мозъка и в гръбначния мозък и представляват повече от 50% от всички глиални клетки.

Когато се гледат под светлинен микроскоп след рутинно оцветяване, астроцитите (в зависимост от вида) имат големи овални или лобуларни ядра с малко цитозолно съдържание.

Характерните цитозолни проекции на астроцитите са известни като "глиални фибрили" и те се състоят главно от глиал-фибриларен киселинен протеин (GFAP), специфичен за астроцитите на централната нервна система и който обикновено се използва като маркер протеин.

Астроцити от клетъчна култура. Цветът е продукт на оцветяване на глиален фибриларен киселинен протеин (GFAP) (Източник: Оригиналният качител беше GrzegorzWicher от полската Уикипедия. Via Wikimedia Commons)

Глиалните влакна на астроцитите са тясно свързани с клетъчното тяло и аксоните на невроните, те заобикалят местата на нервните синапси, както и добре познатите възли на Ранвие, присъстващи в аксони, покрити от миелинова обвивка.

Въпреки че не са възбудими клетки, астроцитите експресират специфични натриеви и калиеви канали, които са много важни за функциите им при поддържане на хомеостазата в нервната система.

Мембранни специализации

Астроцитите имат два вида специализации в мембраните си, известни като разклонителни кръстовища и ортогонални възли.

Газовите връзки са изградени от трансмембранни протеини, наречени конексони, които се съединяват с хомоложни протеини в близките клетки, за да образуват хидрофобни канали, през които малки молекули могат да обменят между клетките.

Съществуват множество връзки между астроцитите и астроцитите и между астроцитите и олигодендроцитите. Сред молекулите, които се обменят чрез тези връзки, са малки йони, олигозахариди и някои трофични фактори.

Ортогоналните сглобки, от друга страна, са "паракристални" подредби, които са съставени от 7nm частици. Те са многобройни в по-дисталните части на цитозолните проекции, особено в областта, обърната към кръвоносните съдове.

Тези структури участват в клетъчната адхезия и в транспорта на вещества между астроцитите и между астроцитите и цереброспиналната течност.

Видове

Има два добре дефинирани типа астроцити, които се различават по своята морфология и анатомично местоположение. Това са протоплазмени астроцити и влакнести астроцити.

Въпреки това много изследователи смятат, че това са един и същ тип клетки, които придобиват различни функции в зависимост от средата, където се намират.

Други библиографски документи обаче установяват съществуването на трети тип астроцити, характеризиращи се с удължените си клетъчни тела и обикновено известни като Bergmann глиални клетки на малкия мозък и клетките на Мюлер в ретината на очите.

Тук ще бъдат описани само астроцитите, присъстващи в мозъка и гръбначния мозък.

Протоплазмени астроцити

Съществуването на такива клетки е доказано чрез техники за оцветяване на сребро. Те са характерни за сивото вещество на мозъка и представляват клетки със звездна външност (подобно на звезда).

Те имат изобилен цитозол, където е открито голямо ядро ​​и се различават от влакнестите астроцити по това, че имат кратки процеси.

Краищата на някои от цитозолните проекции са съставени от "съдови крака" или педикюли, които взаимодействат със съседни кръвоносни съдове.

Някои протоплазмени астроцити са близо до клетъчните тела на някои неврони, сякаш са "сателитни" клетки.

Фиброзни астроцити

Влакнестите астроцити са клетки с малко вътрешни органели, богати на свободни рибозоми и молекули за съхранение, като гликоген. Те имат по-дълги цитозолни проекции или проекции от протоплазматичните астроцити, поради което са известни като "влакнести" астроцити.

Тези клетки се свързват с бялото вещество на мозъка и техните процеси също се свързват с кръвоносните съдове, но се отделят от тях чрез собствената си базална ламина.

Характеристика

Като невроглиални клетки, астроцитите играят жизненоважна роля за физическата подкрепа и метаболитната подкрепа на невроните в централната нервна система при гръбначни животни.

В допълнение, тези клетки са отговорни за елиминирането на йони и други отпадни вещества от невронния метаболизъм, които са характерни за невроналната микросреда, особено в аксоналната област, като например:

- Калиеви йони (К +)

- остатъци от глутамат и

- Следи от гама аминомаслена киселина (GABA)

Наред с другото, отговорен за енергийния метаболизъм на мозъчната кора, тъй като те отделят глюкоза от гликогенни молекули, съхранявани в цитозола им.

Това освобождаване се случва само когато астроцитите се стимулират от невротрансмитери като норепинефрин и вазоактивен чревен пептид или VIP пептид, които се освобождават от близките неврони.

Астроцитите също участват в развитието на невроните и в транспортирането и освобождаването на невротрофни фактори, поради което някои автори ги смятат за клетки, които поддържат хомеостазата в централната нервна система.

Тези клетки също могат да играят важна роля за заздравяване на увредените области на мозъка. Те контролират рН на мозъка и регулират множество невронни функции, като поддържат относително постоянна микросреда.

Последици за кръвно-мозъчната бариера

Някои астроцити участват във формирането и поддържането на кръвно-мозъчната бариера, тъй като имат способността да образуват непрекъснат слой върху кръвоносните съдове в периферията на централната нервна система.

Кръвно-мозъчната бариера е вид „структура“, която ограничава навлизането на циркулиращи кръвни елементи в централната нервна система.

Връзката на тези нервни клетки с тази функция по такъв начин, че експериментално е доказано, че епителните клетки могат да индуцират диференциацията на астроцитни предшественици.

Имунни функции на астроцитите

Някои прегледи в литературата изтъкват астроцитите като имунокомпетентни клетки на централната нервна система, тъй като те са способни да експресират протеини от Основния комплекс за хистосъвместимост (MHC), които имат важни функции при представяне на антиген.

Тези клетки след това участват в активирането на Т-клетките не само чрез експресията на антиген-представящи протеини, но и от способността им да експресират ко-стимулиращи молекули, които са критични за процеса сам по себе си.

Участието на астроцитите в имунната система обаче не се ограничава до представянето на антигени, но също така е показано, че тези клетки могат да секретират голямо разнообразие от цитокини и хемокини, което може да означава, че те участват във възпалителни процеси и имунна реактивност в мозъка.

Клинично значение

С оглед на експерименталните данни, предполагащи, че потискането на астроцитите в централната нервна система води до значителна невронална дегенерация при възрастни, ясно е, че тези клетки имат ценно клинично значение.

Астроцитите, сред множеството си функции, са свързани с дългосрочното възстановяване на пациенти с мозъчни травми. Те също участват в регенерацията на невроните, главно поради способността им да експресират и освобождават трофични фактори.

С други думи, преживяемостта на невроните е силно зависима от връзката им с астроцитите, така че всяко огромно увреждане, което се случи в тези клетки, ще се отрази пряко върху нормалните мозъчни функции.

астроглиозиса

Много невродегенеративни заболявания се отличават с пролиферация, морфологична промяна и повишена експресия на глиално-фибриларен киселинен протеин (GFAP) в астроцитите; състояние, известно като "астроглиоза".

Този процес, в зависимост от контекста, в който се случва, може да бъде полезен или вреден, тъй като може да означава оцеляване на невроните поради производството на растежни фактори или образуването на съответно "глиални белези".

Астроглиозата не е случаен или „всичко или нищо“ процес. По-скоро това е силно контролирано събитие, което зависи от множество клетъчни сигнали и конкретния контекст, в който се намира въпросната клетка.

Препратки

1. Chen, Y., и Swanson, RA (2003). Астроцити и мозъчно нараняване. Списание за церебрален кръвен поток и метаболизъм, 23 (2), 137–149.
2. Dong, Y., и Benveniste, EN (2001). Имунна функция на астроцитите. Glia, 36 (2), 180–190.
3. Gartner, LP и Hiatt, JL (2012). Цветен атлас и текст на хистологията. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Kimelberg, HK, & Nedergaard, M. (2010). Функции на астроцитите и техния потенциал като терапевтични цели. Невротерапевтици, 7 (4), 338–353.
5. Montgomery, DL (1994). Астроцити: форма, функции и роли при заболяване. Ветеринарна патология, 31 (2), 145–167.
6. Ransom, B., Behar, T., & Nedergaard, M. (2003). Нови роли за астроцитите (най-накрая звезди). Тенденции в невронауките, 26 (10), 520–522.
7. Sofroniew, MV, & Vinters, HV (2010). Астроцити: Биология и патология. Acta Neuropathologica, 119 (1), 7–35.