ASTROCYTY: HISTOLOGIE, FUNKCE, TYPY - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Tyto astrocyty jsou jedním ze čtyř typů gliových buněk, které funkce na fyzické a metabolické podporu nervových buněk, a proto jsou součástí centrálního nervového systému u lidí a mnoho dalších obratlovců.

Spolu s oligodendrocyty, mikrogliálními buňkami a ependymálními buňkami tvoří astrocyty tzv. Neuroglie. Neurogliální buňky se obvykle nacházejí v mnohem větším počtu než neurony, ale neúčastní se reakce a / nebo šíření nervových impulsů.

Imunofluorescenční mikroskopie astrocytů (Zdroj: GerryShaw přes Wikimedia Commons)

Pojmy „neuroglie“ a „astrocyty“ navrhl v roce 1895 Mihaly von Lenhossek pro identifikaci buněčné skupiny, která podporuje neurony, a zvláštní třídy těchto buněk, charakterizovaných jejich hvězdicovým tvarem.

Bylo prokázáno, že astrocyty zvyšují počet funkčních neuronálních synapsí v neuronech centrálního nervového systému, což znamená, že jsou potřebné pro přenos nervových podnětů.

Schéma různých typů buněk, které tvoří glii v centrálním nervovém systému. Jsou pozorovány ependymální buňky, oligodendrocyty, astrocyty a mikrogliální buňky (Zdroj: BruceBlaus. Při použití tohoto obrázku v externích zdrojích lze citovat jako: zaměstnanci Blausen.com (2014). «Lékařská galerie Blausen Medical 2014 ». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. Via Wikimedia Commons)

Tyto buňky tvoří mezi 20 a 25% (a někdy až 50%) objemu v mnoha oblastech mozku a je známo, že mají zvláštní úlohu při reakci na zranění, ačkoli bylo nedávno navrženo, že se podílejí na mnoha nemocech systému. centrální nervózní.

Histologie

Astrocyty jsou „hvězdné“ nebo hvězdicovité buňky, protože mají cytosolické projekce různých velikostí, díky nimž jsou podobné dětským kresbám vesmírné hvězdy.

Tyto buňky jsou distribuovány v mozku a v míše a tvoří více než 50% všech gliových buněk.

Při pohledu pod světelným mikroskopem po rutinním barvení mají astrocyty (v závislosti na typu) velká oválná nebo lobulární jádra s malým obsahem cytosolů.

Charakteristické cytosolické projekce astrocytů jsou známé jako „gliové fibrily“ a skládají se převážně z gliálního fibrilárního kyselého proteinu (GFAP), který je specifický pro astrocyty centrálního nervového systému a který se běžně používá jako markerový protein.

Astrocyty z buněčné kultury. Barva je produkt barvení gliálně-fibrilárního kyselého proteinu (GFAP) (Zdroj: Původní odesílatel byl GrzegorzWicher na polské Wikipedii. Via Wikimedia Commons)

Gliová vlákna astrocytů úzce souvisejí s buněčným tělem a axony neuronů, obklopují místa nervových synapsí a také známé uzly Ranviera, přítomné v axonech pokrytých myelinovým pochvou.

Ačkoli to nejsou excitativní buňky, astrocyty exprimují specifické sodíkové a draselné kanály, které jsou velmi důležité pro jejich funkce při udržování homeostázy v nervovém systému.

Membránové specializace

Astrocyty mají ve svých membránách dva druhy specializací známé jako mezery a ortogonální sestavy.

Mezery jsou tvořeny transmembránovými proteiny zvanými konexony, které se spojují s homologními proteiny v okolních buňkách a vytvářejí hydrofobní kanály, kterými se mohou malé molekuly mezi buňkami vyměňovat.

Mezi astrocyty a astrocyty a mezi astrocyty a oligodendrocyty existuje mnoho mezer. Mezi molekuly, které jsou prostřednictvím těchto vazeb vyměňovány, patří malé ionty, oligosacharidy a určité trofické faktory.

Ortogonální sestavy, na druhé straně, jsou "parakrystalická" uspořádání, která jsou tvořena 7nm částicemi. Jsou četné ve vzdálenějších částech cytosolických projekcí, zejména v oblasti čelící krevním cévám.

Tyto struktury se účastní buněčné adheze a přenosu látek mezi astrocyty a mezi astrocyty a mozkomíšním moku.

Typy

Existují dva dobře definované typy astrocytů, které se liší svou morfologií a anatomickým umístěním. Jsou to protoplazmatické astrocyty a vláknité astrocyty.

Mnoho vědců se však domnívá, že jsou to stejný typ buněk, které získávají různé funkce v závislosti na prostředí, ve kterém se nacházejí.

Jiné bibliografické dokumenty však potvrzují existenci třetího typu astrocytů charakterizovaných jejich protáhlými buněčnými těly a běžně známými jako Bergmannovy gliové buňky mozečku a Müllerovy buňky v sítnici očí.

Zde budou popsány pouze astrocyty přítomné v mozku a míše.

Protoplazmatické astrocyty

Existence takových buněk byla demonstrována technikami barvení stříbrem. Jsou typické pro šedou hmotu mozku a jsou to buňky s hvězdným vzhledem (podobné hvězdě).

Mají hojný cytosol, kde se nachází velké jádro a liší se od vláknitých astrocytů v tom, že mají krátké procesy.

Konce některých cytosolických projekcí jsou složeny z "cévních nohou" nebo pedikelů, které interagují se sousedními krevními cévami.

Některé protoplazmatické astrocyty jsou blízké buněčným tělům některých neuronů, jako by to byly „satelitní“ buňky.

Vláknité astrocyty

Vláknité astrocyty jsou buňky s několika vnitřními organely, bohaté na volné ribozomy a ukládací molekuly, jako je glykogen. Mají delší cytosolové projekce nebo projekce než protoplazmatické astrocyty, proto jsou známé jako "vláknité" astrocyty.

Tyto buňky jsou spojeny s bílou hmotou mozku a jejich procesy se také spojují s krevními cévami, ale jsou od nich odděleny vlastní bazální laminou.

Funkce

Jako neurogliální buňky hrají astrocyty zásadní roli ve fyzické podpoře a metabolické podpoře neuronů v centrálním nervovém systému u obratlovců.

Kromě toho jsou tyto buňky odpovědné za odstranění iontů a dalších odpadních látek z metabolismu neuronů, které jsou typické pro mikroprostředí neuronů, zejména axonální oblasti, jako například:

- draselné ionty (K +)

- Zbytky glutamátu a

- stopy kyseliny gama aminomáselné (GABA)

Vede mimo jiné energetický metabolismus mozkové kůry, protože uvolňují glukózu z glykogenových molekul uložených v jejich cytosolu.

K tomuto uvolnění dochází, pouze když jsou astrocyty stimulovány neurotransmitery, jako je norepinefrin a vazoaktivní střevní peptid nebo VIP peptid, které jsou uvolňovány blízkými neurony.

Astrocyty se také podílejí na vývoji neuronů a na transportu a uvolňování neurotrofních faktorů, proto je někteří autoři považují za buňky, které udržují homeostázu v centrálním nervovém systému.

Tyto buňky mohou také hrát důležitou roli při hojení poškozených oblastí mozku. Regulují pH mozku a regulují více nervových funkcí udržováním relativně konstantního mikroprostředí.

Důsledky pro hematoencefalickou bariéru

Některé astrocyty se podílejí na tvorbě a udržování hematoencefalické bariéry, protože mají schopnost tvořit souvislou vrstvu na krevních cévách v periferii centrálního nervového systému.

Hematologická bariéra je jakousi „strukturou“, která omezuje vstup cirkulujících krevních prvků do centrálního nervového systému.

Vztah těchto nervových buněk k této funkci je takový, že bylo experimentálně prokázáno, že epiteliální buňky mohou indukovat diferenciaci astrocytických prekurzorů.

Imunitní funkce astrocytů

Některé přehledy literatury zdůrazňují astrocyty jako imunokompetentní buňky centrálního nervového systému, protože jsou schopné exprimovat proteiny hlavního histokompatibilního komplexu (MHC), které mají důležité funkce při prezentaci antigenu.

Tyto buňky se tedy účastní aktivace T-buněk nejen expresí proteinů prezentujících antigen, ale také jejich schopností exprimovat kostimulační molekuly, které jsou kritické pro tento proces.

Účast astrocytů v imunitním systému se však neomezuje pouze na prezentaci antigenů, ale také se ukázalo, že tyto buňky mohou vylučovat širokou škálu cytokinů a chemokinů, což může znamenat, že jsou zapojeny do zánětlivých procesů a imunitní reaktivita v mozku.

Klinický význam

S ohledem na experimentální údaje naznačující, že suprese astrocytů v centrálním nervovém systému vede u dospělých k podstatné degeneraci neuronů, je zřejmé, že tyto buňky mají cenný klinický význam.

Astrocyty patří mezi jejich mnohočetné funkce k dlouhodobému zotavování pacientů s poraněním mozku. Podílejí se také na regeneraci neuronů, hlavně díky své schopnosti exprimovat a uvolňovat trofické faktory.

Jinými slovy, přežití neuronů je vysoce závislé na jejich asociaci s astrocyty, takže jakékoli masivní poškození, ke kterému dojde v těchto buňkách, přímo ovlivní normální mozkové funkce.

Astroglióza

Mnoho neurodegenerativních onemocnění se vyznačuje proliferací, morfologickými změnami a zvýšenou expresí kyselého proteinu gliových fibril (GFAP) v astrocytech; stav známý jako "astroglióza".

Tento proces, v závislosti na kontextu, ve kterém k němu dochází, může být prospěšný nebo škodlivý, protože to může znamenat přežití neuronů v důsledku produkce růstových faktorů nebo tvorby "gliových jizev".

Astroglióza není náhodné nebo „vše nebo nic“. Spíše je to vysoce řízená událost, která závisí na více buněčných signálech a na konkrétním kontextu, ve kterém se dotyčná buňka nachází.

Reference

1. Chen, Y., a Swanson, RA (2003). Astrocyty a poškození mozku. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 23 (2), 137–149.
2. Dong, Y., a Benveniste, EN (2001). Imunitní funkce astrocytů. Glia, 36 (2), 180–190.
3. Gartner, LP, a Hiatt, JL (2012). Barevný atlas a text histologie. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Kimelberg, HK, & Nedergaard, M. (2010). Funkce astrocytů a jejich potenciál jako terapeutické cíle. Neuroterapeutika, 7 (4), 338–353.
5. Montgomery, DL (1994). Astrocyty: Forma, funkce a role v nemoci. Veterinary Pathology, 31 (2), 145–167.
6. Ransom, B., Behar, T., & Nedergaard, M. (2003). Nové role pro astrocyty (konečně hvězdy). Trends in Neurosciences, 26 (10), 520–522.
7. Sofroniew, MV a Vinters, HV (2010). Astrocyty: Biologie a patologie. Acta Neuropathologica, 119 (1), 7–35.