Ciri-ciri Astrocytes, Harta dan Fungsi Anatomi

The astrocytes, juga dikenali sebagai astroglia, mereka adalah sejenis sel glial daripada keturunan neuroectodermal. Berasal dari sel-sel yang bertanggungjawab mengarahkan penghijrahan prekursor semasa pembangunan dan dibentuk pada tahap awal perkembangan sistem saraf pusat.

Sel-sel ini menonjol sebagai sel glial yang paling penting dan paling banyak di dalam kawasan yang berbeza di dalam otak. Secara fungsional, mereka bertanggungjawab untuk melakukan sejumlah besar aktiviti penting untuk prestasi aktiviti saraf.

Astrocytes secara langsung dikaitkan dengan kedua-dua neuron dan sel badan yang lain. Begitu juga, mereka bertanggungjawab untuk membentuk sempadan antara badan dan sistem saraf pusat melalui batas-batas glia yang dipanggil.

Dalam artikel ini kita mengkaji ciri-ciri utama astrocytes. Ciri-ciri molekul dan fisiologinya dibincangkan, dan fungsi-fungsi yang dilakukan oleh sel-sel ini dijelaskan.

Ciri-ciri astrocytes

Astrocytes terdiri daripada kebanyakan sel-sel badan. Mereka adalah sebahagian daripada sel glia, iaitu, ia adalah satu siri elemen yang bertanggungjawab untuk mengiringi dan membantu fungsi neuron encephalon.

Jumlah astrocytes di otak makhluk hidup seolah-olah berkaitan dengan saiz haiwan. Oleh itu, misalnya, lalat mempunyai astrosit 25%, sementara tikus mengandung 60%, manusia 90% dan gajah 97%.

Daripada semua jenis sel glial, yang paling banyak adalah astrocytes. Kajian mengenai kelazimannya menunjukkan bahawa jenis sel ini merupakan kira-kira 25% daripada jumlah otak.

Mengenai fungsinya, astrocytes dicirikan oleh aktiviti yang agak enigmatic. Sejak penerangannya oleh Ramón y Cajal, salah seorang ahli sains paling terkenal dalam sejarah, dan kemudian, oleh Río-Ortega, telah dianggap bahawa mereka hanya melaksanakan fungsi sokongan.

Bagaimanapun, pada tahun-tahun terakhir fungsinya telah dipertimbangkan semula dan telah menunjukkan bahawa sel-sel ini adalah penting dalam membolehkan persekitaran mikro yang betul yang membawa kepada fungsi otak yang mencukupi.

Begitu juga, sifat-sifat molekul yang telah dijelaskan mengenai astrocytes telah menunjukkan bahawa sel-sel ini memainkan peranan penting dalam penghantaran maklumat dalam sistem saraf.

Morfologi

Tidak semua astrocytes mempunyai sifat yang sama. Malah, bergantung pada morfologi mereka, jenis sel ini boleh diklasifikasikan kepada dua kumpulan besar: astrocytes protoplasmik dan astrocytes berserabut.

Astrocytes protoplasmik dicirikan dengan berada dalam masalah kelabu sistem saraf. Prosesnya melibatkan kedua-dua sinaps (sambungan dengan neuron) dan saluran darah.

Morfologi mereka dicirikan oleh bentuk globose, dengan beberapa cawangan utama yang menimbulkan proses yang sangat bercabang, serta pengedaran seragam.

Astrocyt fibrous, di sisi lain, terletak pada perkara putih sistem saraf. Mereka dicirikan dengan menyambung secara langsung dengan nod Ranvier, serta dengan pembuluh darah.

Pergerakan astrocytes berserabut lebih kecil sehubungan dengan protoplasma, dan prosesnya dicirikan dengan menjadi lebih panjang oleh gentian saraf.

Unjuran kedua-dua jenis astrocytes tidak bertindih di dalam otak orang dewasa, bagaimanapun, ia telah menunjukkan bahawa jenis sel ini membentuk simpang jurang dengan proses astrocyte jiran.

Begitu juga, perlu diingat bahawa walaupun klasifikasi morfologi ini adalah yang paling banyak digunakan di peringkat saintifik untuk penyelidikannya, astrocytes adalah sel-sel yang sangat heterogen.

Malah, banyak jenis astrocytes telah dibezakan mengikut ciri-ciri mereka, seperti astrocyte khusus, glia Bergmann atau Muller's glia..

Struktur

Ciri-ciri struktur sitoskeleton astrocyte dikekalkan melalui rangkaian filamen perantaraan. Komponen utama filamen ini ialah protein asid glial fibril (GFAP).

Malah, GFAP disebabkan oleh kerosakan otak dan penyakit degeneratif sistem saraf pusat, yang ekspresinya juga bertambah dengan usia, adalah penanda klasik bagi pengenalan astrocytes imunohistokimia..

GFAP dicirikan dengan membentangkan lapan isoform yang berasal dari spil. Setiap daripada mereka dinyatakan dalam subkumpulan spesifik astrocytes dan memberikan sifat-sifat struktur yang berbeza dari rangkaian filamen perantaraan.

Operasi

Astrocytes dicirikan sebagai sel-sel yang merendahkan dengan sifat-sifat komunikatif. Iaitu, ia diaktifkan oleh kedua-dua isyarat dalaman dan isyarat luaran dan menghantar mesej tertentu ke sel jiran.

Proses ini dilakukan oleh jenis sel ini dikenali sebagai proses "gliotransmission". Dalam pengertian ini, astrocytes adalah unsur yang merendahkan dan berkomunikasi tetapi tidak menghasilkan potensi tindakan seperti neuron.

Astrocytes menunjukkan peningkatan sementara dalam kepekatan kalsium intrasel. Pengubahsuaian kepekatan kalsium ini bertanggungjawab untuk komunikasi antara astrocytes, serta komunikasi antara astrocytes dan neuron.

Lebih khusus lagi, fungsi astrocytes dicirikan oleh unsur berikut:

1. Berlaku sebagai osilasi intrinsik yang terhasil daripada pelepasan kalsium dari kedai intraselular (pengujaan spontan).
2. Berlaku disebabkan oleh penghantaran yang dilepaskan oleh neuron. Khususnya bahan pelepasan neuron seperti ATP atau glutamat, yang mengaktifkan reseptor digabungkan dengan protein G yang membawa kepada pelepasan kalsium dari retikulum endoplasma.
3. Sebahagian daripada pembesaran astriptos bersentuhan dengan kapal kapilari yang membentuk proses pedicular. Dalam kes lain, pemanjangan sel-sel ini dapat mengelilingi sinapsis saraf.

Nukleus astrocytes dicirikan dengan lebih jelas daripada jenis sel glia yang lain. Begitu juga, sitoplasmanya mempunyai sejumlah besar granul glikogen dan filamen perantaraan.

Dalam pengertian ini, astrocytes mampu mengekspresikan membran mereka dengan sejumlah besar reseptor pemancar yang berbeza. Fakta ini mendorong bahawa bahan-bahan yang berlainan seperti glutamat, GABA atau asetilkolin mampu menghasilkan peningkatan kalsium intraselular.

Sebaliknya, astrocytes adalah sel gial yang tidak hanya bertindak balas terhadap kehadiran neurotransmiter, tetapi juga mampu melepaskan bahan kimia.

Transmisi ini yang baru saja dikomentari mengenai fungsi astrocytes ini berkat terima kasih kepada molekul Rasul IP3 dan kalsium. Molekul pengirim IP3 bertanggungjawab untuk mengaktifkan saluran kalsium dalam organ-organ sel.

Dengan berbuat demikian, astrocytes melepaskan bahan-bahan ini ke dalam sitoplasma mereka. Ion kalsium yang dikeluarkan merangsang penghasilan IP3 yang lebih tinggi, satu fakta yang memunculkan gelombang elektrik yang menyebarkan dari astrocyte ke astrocyte.

Di peringkat ekstraselular, sebaliknya, pembebasan ATP dan pengaktifan reseptor purinergik astrocytes jiran adalah unsur yang menimbulkan komunikasi jenis sel ini..

Fungsi

Walaupun pada mulanya mereka hanya diberi fungsi sokongan untuk astrocytes, pada masa kini ia telah menunjukkan bahawa sel-sel ini memainkan peranan penting dalam beberapa aspek pembangunan, metabolisme dan patologi sistem saraf.

Malah, sel-sel ini adalah elemen penting dalam sokongan trofik dan metabolik beberapa neuron. Sebaliknya, pembezaan mereka, genesis sinapsinya dan homeostasis serebral memodulasi kelangsungan hidup mereka.

Dalam hal ini, fungsi utama telah diberikan kepada astrocytes dalam pelbagai siasatan terlibat dalam pembangunan sistem saraf mengawal fungsi sinaptik, mengawal aliran darah, tenaga dan metabolisme sistem saraf, memodulatkan irama circadian, dan mengambil bahagian dalam halangan otak darah dan metabolisme lipid.

Pembangunan sistem saraf dan plastisitas sinaptik

Astrocytes adalah sel yang memainkan peranan penting dalam pembangunan sistem saraf. Akson neuron yang semakin meningkat dipandu ke arah sasaran mereka melalui molekul panduan yang berasal dari astrocytes.

Begitu juga, sel-sel ini boleh memainkan peranan penting dalam pemangkasan sinaptik melalui laluan phagocytic.

Sebaliknya, astrocytes terlibat secara aktif dalam sinaptogenesis, semasa pembangunan dan selepas mengalami luka dalam sistem saraf pusat.

Sebenarnya, beberapa kajian telah menunjukkan bahawa aktiviti sinaptik neuron berkurangan dengan ketara melalui ketiadaan astrocytes dan peningkatan apabila jenis sel hadir.

Kawalan fungsi sinaptik

Sesetengah kajian telah menunjukkan bahawa astrocytes terlibat secara langsung dalam penghantaran sinaptik dengan melepaskan molekul aktif sinaptik yang dikenali sebagai gliotransmitter..

Molekul-molekul ini dikeluarkan oleh astrocytes sebagai tindak balas kepada aktiviti sinaptik neuron, yang menghasilkan pengujaan sel-sel glial dengan gelombang kalsium. Begitu juga, pada masa yang sama, molekul-molekul ini menimbulkan kegembiraan neuron.

Dalam pengertian ini, Kang et al menunjukkan bahawa astrocytes memeterai potentiation penghantaran sinaptik menghalang dalam kepingan hippocampal. Sebaliknya, Fellin et al menunjukkan bahawa sel-sel glia ini menjejaskan segerak neuron yang diukur oleh glutamat.

Peraturan aliran darah

Satu lagi fungsi penting astrocytes adalah untuk mengawal aliran darah yang mencapai sistem saraf. Aktiviti ini dijalankan melalui penggantian perubahan dalam peredaran mikro serebral dengan aktiviti neuron.

gelombang kalsium dalam astrocytes secara positif dengan peningkatan peredaran mikro vaskular. bukti begitu juga, mereka telah melaporkan bahawa isyarat neuron mendorong mediator gelombang kalsium astrocytes pelepasan itu sebagai prostaglandin E atau oksida nitrik.

Fungsi ini dilakukan sejak astrocytes mempunyai dua domain: kaki vaskular dan kaki neuronal. Kesatuan rapat antara neuron, astrocytes dan saluran darah dikenali sebagai persimpangan neurovaskular dan merupakan salah satu unsur yang paling penting untuk memastikan berfungsi dengan sempurna sistem saraf.

Tenaga dan metabolisme sistem saraf

Astrocytes adalah sel yang turut menyumbang kepada metabolisme sistem saraf pusat.

Fungsi ini dilakukan berkat proses hubungan dengan saluran darah. Proses ini membolehkan astrocytes untuk menangkap glukosa dari peredaran dan memberikan metabolit tenaga kepada neuron.

Malah, banyak penyiasatan telah menunjukkan bahawa astrocytes adalah rizab granul glikogen utama di otak. Juga, granul ini jauh lebih banyak di kawasan yang mempunyai kepadatan sinaptik yang tinggi dan oleh itu, perbelanjaan tenaga yang lebih tinggi.

Akhirnya, ia juga menunjukkan bahawa tahap glikogen dalam astrocytes ditentukan oleh glutamat dan metabolit glukosa dihantar ke astrocytes jiran melalui persimpangan jurang..

Penghalang darah-otak

Hambatan otak darah adalah struktur penting sistem saraf yang mengawal "kemasukan" bahan ke otak. Halangan ini terdiri daripada sel endothelial yang membentuk persimpangan yang ketat dan dikelilingi oleh lamina basal, peritasi perivaskular dan terminal astrocytes..

Oleh itu, ia mengandaikan bahawa astrocytes boleh memainkan peranan yang penting dalam pembentukan dan aktiviti halangan darah otak, bagaimanapun, hari ini fungsi ini astrocytes tidak didokumenkan dengan baik.

Sesetengah kajian telah menunjukkan bahawa jenis sel glial ini bertanggungjawab untuk mendorong sifat penghalang dalam sel endothelial dengan melepaskan faktor yang berbeza.

Peraturan irama sirkadian

Astrocytes dengan neuron berkomunikasi melalui trifosfat, bahan yang terlibat dalam homeostasis tidur dan kesan kognitif yang disebabkan oleh kurang tidur.

Dalam pengertian ini, perencatan gliotransmission astrocytes adalah salah satu elemen yang menghalang defisit kognitif yang dikaitkan dengan kekurangan tidur.

Lipid metabolisme dan rembesan lipoprotein

Akhirnya, astrocytes adalah sel yang juga berkaitan dengan metabolisme lipid sistem saraf. Fungsi ini dilakukan melalui tahap kolesterol, yang dikawal ketat antara neuron dan astrocytes.

Begitu juga, perubahan dalam metabolisme lipid, terutama kolesterol, juga berkaitan dengan perkembangan penyakit neurodegenerative seperti penyakit Alzheimer atau penyakit Pick..

Dengan cara ini, astrocytes adalah unsur penting dalam metabolisme lipid otak, serta dalam pencegahan penyakit neurodegenerative.

Rujukan

1. A. Barres Misteri dan sihir glia: perspektif mengenai peranan mereka dalam kesihatan dan penyakit. Neuron, 60 (2008), ms. 430-440.
2. Fiacco TA, Agulhon C, McCarthy KD (Oktober 2008). "Menyusun Fisiologi Astrocyte dari Farmakologi".
3. Muroyama, Y; Fujiwara, Y; Orkin, SH; Rowitch, DH (2005). "Spesifikasi astrocytes oleh protein bHLH SCL di rantau yang terhad dalam tiub saraf". 438 (7066): 360-363.
4. Kimelberg HK, Jalonen T, Walz W (1993). "Peraturan alam sekitar mikro otak: pemancar dan ion.". Di Murphy S.Astrocytes: farmakologi dan fungsi. San Diego, CA: Akademik Akhbar. pp. 193-222.
5. V. Sofroniew, H.V. Vinters Astrocytes: biologi dan patologi Acta Neuropathol, 119 (2010), ms. 7-35.
6. Doetsch, I. Caillé, D.A. Lim, J.M. García-Verdugo, A. Alvarez-Buylla Astrocytes zon selular adalah sel-sel stem neural pada sel otak mamalia dewasa, 97 (1999), hlm. 703-716.