ASTROCYTY: HISTOLOGIA, FUNKCJE, TYPY - NEUROPSYCHOLOGIA - 2026

W astrocyty są jednym z czterech rodzajów komórek glejowych, że funkcja nośnika fizycznego i metabolizmu komórek nerwowych, a zatem, w skład centralnego układu nerwowego u ludzi i wielu innych zwierząt kręgowych.

Razem z oligodendrocytami, komórkami mikrogleju i komórkami wyściółki astrocyty tworzą tak zwany „neuroglia”. Komórki neurogleju występują zwykle w znacznie większej liczbie niż neurony, ale nie biorą one udziału w reakcji i / lub propagacji impulsów nerwowych.

Mikroskopia immunofluorescencyjna astrocytu (źródło: GerryShaw za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Terminy „neuroglia” i „astrocyt” zostały zaproponowane w 1895 roku przez Mihaly von Lenhossek w celu zidentyfikowania grupy komórek, która podtrzymuje neurony i specjalną klasę tych komórek, charakteryzującą się gwiaździstym kształtem.

Wykazano, że astrocyty zwiększają liczbę funkcjonalnych synaps neuronalnych w neuronach ośrodkowego układu nerwowego, co oznacza, że ​​są one potrzebne do przekazywania bodźców nerwowych.

Diagram przedstawiający różne typy komórek tworzących glej w ośrodkowym układzie nerwowym. Obserwuje się komórki wyściółki, oligodendrocyty, astrocyty i komórki mikrogleju (źródło: BruceBlaus. Używając tego obrazu w źródłach zewnętrznych, można go przytoczyć jako: pracownicy Blausen.com (2014). «Galeria medyczna Blausen Medical 2014 ». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. Via Wikimedia Commons)

Komórki te stanowią od 20 do 25% (a czasami do 50%) objętości w wielu obszarach mózgu i wiadomo, że odgrywają szczególną rolę w reagowaniu na urazy, chociaż ostatnio zaproponowano, że są zaangażowane w wiele chorób układu. centralny nerwowy.

Histologia

Astrocyty są komórkami „gwiazdowymi” lub w kształcie gwiazdy, ponieważ mają wypustki cytozolowe o różnych rozmiarach, co upodabnia je do dziecięcych rysunków gwiazdy kosmicznej.

Komórki te są rozmieszczone w mózgu i rdzeniu kręgowym i stanowią ponad 50% wszystkich komórek glejowych.

Oglądane pod mikroskopem świetlnym po rutynowym barwieniu astrocyty (w zależności od typu) mają duże owalne lub zrazikowe jądra o małej zawartości cytozolu.

Charakterystyczne cytozolowe wypustki astrocytów są znane jako „włókienka glejowe” i składają się głównie z kwaśnego białka glejowo-włóknistego (GFAP), specyficznego dla astrocytów ośrodkowego układu nerwowego i które jest powszechnie stosowane jako białko markerowe.

Astrocyty z hodowli komórkowej. Kolor jest wynikiem barwienia białkiem glejowo-włóknistym kwasowym (GFAP) (Źródło: Oryginalnym przesyłającym był GrzegorzWicher z polskiej Wikipedii. Via Wikimedia Commons)

Włókna glejowe astrocytów są ściśle powiązane z ciałem komórki i aksonami neuronów, otaczają miejsca synaps nerwowych, a także dobrze znane guzki Ranviera, obecne w aksonach pokrytych osłonką mielinową.

Chociaż astrocyty nie są komórkami pobudliwymi, wyrażają specyficzne kanały sodowe i potasowe, które są bardzo ważne dla ich funkcji w utrzymaniu homeostazy w układzie nerwowym.

Specjalizacje membranowe

Astrocyty mają dwa rodzaje specjalizacji w swoich błonach, znane jako połączenia szczelinowe i zespoły ortogonalne.

Połączenia szczelinowe składają się z białek transbłonowych zwanych koneksonami, które łączą się z homologicznymi białkami w pobliskich komórkach, tworząc hydrofobowe kanały, przez które małe cząsteczki mogą wymieniać się między komórkami.

Istnieje wiele połączeń między astrocytami i astrocytami oraz między astrocytami a oligodendrocytami. Wśród cząsteczek wymienianych przez te wiązania są małe jony, oligosacharydy i pewne czynniki troficzne.

Z drugiej strony, zespoły ortogonalne to układy „parakrystaliczne”, które składają się z cząstek 7nm. Występują liczne w bardziej dystalnych częściach wypustek cytozolowych, zwłaszcza w okolicy naczyń krwionośnych.

Struktury te uczestniczą w adhezji komórek i transporcie substancji między astrocytami i między astrocytami a płynem mózgowo-rdzeniowym.

Rodzaje

Istnieją dwa dobrze zdefiniowane typy astrocytów, różniące się morfologią i umiejscowieniem anatomicznym. Są to astrocyty protoplazmatyczne i astrocyty włókniste.

Jednak wielu badaczy uważa, że ​​są to komórki tego samego typu, które pełnią różne funkcje w zależności od środowiska, w którym się znajdują.

Jednak inne dokumenty bibliograficzne wskazują na istnienie trzeciego typu astrocytów, charakteryzujących się wydłużonymi ciałami komórkowymi i powszechnie znanych jako komórki glejowe Bergmanna móżdżku i komórki Müllera w siatkówce oka.

Opisane zostaną tylko astrocyty obecne w mózgu i rdzeniu kręgowym.

Astrocyty protoplazmatyczne

Istnienie takich komórek wykazano technikami barwienia srebrem. Są to typowe dla istoty szarej mózgu komórki o gwiezdnym wyglądzie (podobnym do gwiazdy).

Mają obfity cytozol, w którym znajduje się duże jądro i różnią się od włóknistych astrocytów tym, że mają krótkie procesy.

Końce niektórych wypustek cytozolowych składają się z „naczyniowych stóp” lub szypułek, które oddziałują z sąsiednimi naczyniami krwionośnymi.

Niektóre astrocyty protoplazmatyczne znajdują się blisko ciał komórkowych niektórych neuronów, tak jakby były komórkami „satelitarnymi”.

Włókniste astrocyty

Astrocyty włókniste to komórki zawierające niewiele organelli wewnętrznych, bogate w wolne rybosomy i cząsteczki magazynujące, takie jak glikogen. Mają dłuższe wypustki lub projekcje cytozolowe niż astrocyty protoplazmatyczne, dlatego nazywane są astrocytami „włóknistymi”.

Komórki te są związane z białą materią mózgu, a ich procesy również łączą się z naczyniami krwionośnymi, ale są od nich oddzielone własną blaszką podstawną.

cechy

Jako komórki neurogleju astrocyty odgrywają istotną rolę w fizycznym wsparciu i metabolicznym wsparciu neuronów w ośrodkowym układzie nerwowym u kręgowców.

Ponadto komórki te są odpowiedzialne za eliminację jonów i innych substancji odpadowych z metabolizmu neuronalnego, które są typowe dla mikrośrodowiska neuronalnego, zwłaszcza regionu aksonów, takich jak:

- Jony potasu (K +)

- Pozostałości glutaminianu i

- Ślady kwasu gamma-aminomasłowego (GABA)

Odpowiadają między innymi za metabolizm energetyczny kory mózgowej, ponieważ uwalniają glukozę z cząsteczek glikogenu zgromadzonych w ich cytozolu.

To uwalnianie występuje tylko wtedy, gdy astrocyty są stymulowane przez neuroprzekaźniki, takie jak noradrenalina i wazoaktywny peptyd jelitowy lub peptyd VIP, które są uwalniane przez pobliskie neurony.

Astrocyty uczestniczą również w rozwoju neuronalnym oraz w transporcie i uwalnianiu czynników neurotroficznych, dlatego niektórzy autorzy uważają je za komórki utrzymujące homeostazę w ośrodkowym układzie nerwowym.

Komórki te mogą również odgrywać ważną rolę w leczeniu uszkodzonych obszarów mózgu. Kontrolują pH mózgu i regulują liczne funkcje nerwowe, utrzymując względnie stałe mikrośrodowisko.

Implikacje dla bariery krew-mózg

Niektóre astrocyty uczestniczą w tworzeniu i utrzymywaniu bariery krew-mózg, ponieważ mają zdolność tworzenia ciągłej warstwy na naczyniach krwionośnych na obrzeżach ośrodkowego układu nerwowego.

Bariera krew-mózg to rodzaj „struktury”, która ogranicza przedostawanie się krążących elementów krwi do ośrodkowego układu nerwowego.

Związek tych komórek nerwowych z tą funkcją polega na tym, że eksperymentalnie wykazano, że komórki nabłonkowe mogą indukować różnicowanie prekursorów astrocytów.

Funkcje immunologiczne astrocytów

Niektóre przeglądy literatury podkreślają astrocyty jako immunokompetentne komórki ośrodkowego układu nerwowego, ponieważ są one zdolne do ekspresji białek głównego kompleksu zgodności histologicznej (MHC), które pełnią ważne funkcje w prezentacji antygenu.

Komórki te uczestniczą zatem w aktywacji limfocytów T, nie tylko poprzez ekspresję białek prezentujących antygen, ale także poprzez ich zdolność do ekspresji cząsteczek kostymulujących, które są krytyczne dla samego procesu.

Jednak udział astrocytów w układzie odpornościowym nie ogranicza się do prezentacji antygenów, ale wykazano również, że komórki te mogą wydzielać szeroką gamę cytokin i chemokin, co może oznaczać, że biorą udział w procesach zapalnych i reaktywność immunologiczna w mózgu.

Znaczenie kliniczne

W świetle danych doświadczalnych sugerujących, że supresja astrocytów w ośrodkowym układzie nerwowym skutkuje znaczną degeneracją neuronalną u dorosłych, jasne jest, że te komórki mają cenne znaczenie kliniczne.

Astrocyty, wśród ich wielu funkcji, są powiązane z długotrwałym rekonwalescencją pacjentów z urazami mózgu. Angażują się także w regenerację neuronów, głównie ze względu na ich zdolność do ekspresji i uwalniania czynników troficznych.

Innymi słowy, przeżycie neuronów jest w dużym stopniu zależne od ich związku z astrocytami, tak że wszelkie masywne uszkodzenia, które wystąpią w tych komórkach, będą bezpośrednio wpływać na normalne funkcje mózgu.

Astroglioza

Wiele chorób neurodegeneracyjnych wyróżnia się proliferacją, zmianami morfologicznymi i zwiększoną ekspresją kwaśnego białka glejowo-włóknistego (GFAP) w astrocytach; stan znany jako „astroglioza”.

Proces ten, w zależności od kontekstu, w którym zachodzi, może być korzystny lub szkodliwy, ponieważ może oznaczać przeżycie neuronów odpowiednio z powodu produkcji czynników wzrostu lub tworzenia „blizn glejowych”.

Astroglioza nie jest procesem przypadkowym ani „wszystko albo nic”. Jest to raczej wysoce kontrolowane zdarzenie, które zależy od wielu sygnałów komórkowych i określonego kontekstu, w którym znajduje się dana komórka.

Bibliografia

1. Chen, Y. i Swanson, RA (2003). Astrocyty i uszkodzenie mózgu. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 23 (2), 137–149.
2. Dong, Y. i Benveniste, EN (2001). Immunologiczna funkcja astrocytów. Glia, 36 (2), 180–190.
3. Gartner, LP i Hiatt, JL (2012). Atlas kolorów i tekst histologiczny. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Kimelberg, HK i Nedergaard, M. (2010). Funkcje astrocytów i ich potencjalne cele terapeutyczne. Neurotherapeutics, 7 (4), 338–353.
5. Montgomery, DL (1994). Astrocyty: forma, funkcje i role w chorobie. Veterinary Pathology, 31 (2), 145–167.
6. Ransom, B., Behar, T. i Nedergaard, M. (2003). Nowe role dla astrocytów (wreszcie gwiazdy). Trends in Neurosciences, 26 (10), 520–522.
7. Sofroniew, MV i Vinters, HV (2010). Astrocyty: Biologia i patologia. Acta Neuropathologica, 119 (1), 7–35.