Astrocytes: ลักษณะสมบัติและหน้าที่ทางกายวิภาค

Astrocytes หรือที่เรียกว่า astroglias เป็นชนิดของเซลล์ glial ของเชื้อสาย neuroectodermal พวกมันมาจากเซลล์ที่รับผิดชอบในการควบคุมการย้ายถิ่นของสารตั้งต้นในระหว่างการพัฒนาและเกิดขึ้นในช่วงแรกของการพัฒนาของระบบประสาทส่วนกลาง

เซลล์เหล่านี้โดดเด่นเป็นเซลล์ glial ที่สำคัญที่สุดและมากที่สุดในภูมิภาคต่าง ๆ ของสมอง หน้าที่พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินกิจกรรมที่สำคัญจำนวนมากสำหรับการทำงานของกิจกรรมประสาท

Astrocytes เกี่ยวข้องโดยตรงกับเซลล์ประสาทและเซลล์อื่น ๆ ของร่างกาย ในทำนองเดียวกันพวกเขามีหน้าที่สร้างเขตแดนระหว่างร่างกายและระบบประสาทส่วนกลางผ่าน glia limitans ที่เรียกว่า

ในบทความนี้เราจะตรวจสอบลักษณะสำคัญของแอสโตรเจน มีการกล่าวถึงคุณสมบัติทางโมเลกุลและสรีรวิทยาของมันและอธิบายการทำงานของเซลล์ประเภทนี้

ลักษณะของ astrocytes

Astrocytes ประกอบขึ้นเป็นเซลล์ส่วนใหญ่ของร่างกาย พวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ glia นั่นคือพวกมันเป็นชุดขององค์ประกอบที่รับผิดชอบในการประกอบและช่วยการทำงานของเซลล์ประสาทของสมอง

ปริมาณของแอสโทรซีในสมองของสิ่งมีชีวิตดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับขนาดของสัตว์ ยกตัวอย่างเช่นแมลงวันมี astrocytes 25% ในขณะที่หนูมี 60% มนุษย์ 90% และช้าง 97%

ในทุกประเภทของเซลล์ glial ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดคือ astrocytes การศึกษาเกี่ยวกับความชุกของการแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประเภทนี้ประกอบด้วยประมาณ 25% ของปริมาณสมอง

เกี่ยวกับการทำงานของมัน astrocytes มีลักษณะเป็นกิจกรรมที่ค่อนข้างลึกลับ ตั้งแต่คำอธิบายโดยRamón y Cajal หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในประวัติศาสตร์และต่อมาโดยRío-Ortega ได้รับการพิจารณาว่าพวกเขาทำหน้าที่สนับสนุนเท่านั้น

อย่างไรก็ตามในช่วงปีที่ผ่านมาการทำงานของมันได้รับการพิจารณาใหม่และมีการแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้มีความสำคัญเมื่อช่วยให้ microenvironment ที่ถูกต้องที่ทำให้เกิดการทำงานของสมองที่เพียงพอ

ในทำนองเดียวกันคุณสมบัติของโมเลกุลที่ได้รับการอธิบายเกี่ยวกับ astrocytes ได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้มีบทบาทพื้นฐานในการส่งข้อมูลภายในระบบประสาท

ลักษณะทางสัณฐานวิทยา

astrocytes บางตัวนั้นมีคุณสมบัติเหมือนกัน ในความเป็นจริงขึ้นอยู่กับสัณฐานวิทยาของพวกเขาเซลล์เหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: โปรโตปลาสซึมแอสโตรเจนต์และเส้นใยแอสโทรจี

astrocytes โปรโตพลาสมามีลักษณะโดยอยู่ในเรื่องสีเทาของระบบประสาท กระบวนการของมันเกี่ยวข้องกับทั้งประสาท (การเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาท) และหลอดเลือด

ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของมันมีลักษณะรูปร่างกลมมีสาขาหลักหลายแห่งที่ก่อให้เกิดกระบวนการแตกแขนงสูงเช่นเดียวกับการกระจายสม่ำเสมอ

ในทางกลับกัน astrocytes ที่อยู่ในสสารสีขาวของระบบประสาท พวกเขามีลักษณะโดยการเชื่อมต่อโดยตรงกับโหนดของ Ranvier เช่นเดียวกับหลอดเลือด

การแตกแขนงของ astrocytes ที่เป็นเส้นใยนั้นมีขนาดเล็กลงเมื่อเทียบกับโปรโตพลาสม่าและกระบวนการของพวกมันจะถูกทำให้โดดเด่นด้วยการยืดตัวของเส้นใยประสาท

การคาดคะเนของ astrocytes ทั้งสองชนิดนั้นไม่ได้ทับซ้อนกันในสมองของผู้ใหญ่ แต่ก็แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประเภทนี้สร้างช่องว่างทางแยกด้วยกระบวนการ astrocyte ที่อยู่ใกล้เคียง

ในทำนองเดียวกันมันควรจะสังเกตว่าแม้ว่าการจำแนกทางสัณฐานวิทยานี้มีการใช้มากที่สุดในระดับวิทยาศาสตร์สำหรับการวิจัยของมัน astrocytes เป็นเซลล์ที่แตกต่างกันมาก

ในความเป็นจริงแล้ว astrocytes ชนิดอื่น ๆ นั้นมีความแตกต่างกันไปตามลักษณะของมันเช่น astrocytes พิเศษ, glia ของ Bergmann หรือ glia ของมุลเลอร์

โครงสร้าง

คุณสมบัติเชิงโครงสร้างของโครงร่างโครงกระดูก astrocyte นั้นได้รับการดูแลผ่านเครือข่ายไส้กรองระดับกลาง ส่วนประกอบหลักของเส้นใยเหล่านี้คือโปรตีนกรดไฟบริลลารี (GFAP)

ในความเป็นจริง GFAP เหนี่ยวนำให้เกิดความเสียหายในสมองและโรคความเสื่อมของระบบประสาทส่วนกลางซึ่งการแสดงออกยังถูกเสริมด้วยอายุเป็นเครื่องหมายคลาสสิกสำหรับบัตรประจำตัว immunohistochemical ของ astrocytes

GFAP นั้นโดดเด่นด้วยการนำเสนอไอโซฟอร์ม 8 รูปแบบที่เกิดจากการสปิลลิ่งทางเลือก แต่ละอันจะถูกแสดงในกลุ่มย่อยเฉพาะของแอสโตรจีและคุณสมบัติโครงสร้างที่แตกต่างจากเครือข่ายไส้กลาง

การทำงาน

Astrocytes มีลักษณะเป็นเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้ซึ่งมีคุณสมบัติการสื่อสาร นั่นคือพวกมันถูกเปิดใช้งานโดยสัญญาณภายในและสัญญาณภายนอกและส่งข้อความเฉพาะไปยังเซลล์ข้างเคียง

กระบวนการนี้ดำเนินการโดยเซลล์ประเภทนี้เรียกว่ากระบวนการ "gliotransmission" ในแง่นี้ astrocytes เป็นองค์ประกอบที่น่าตื่นเต้นและไม่สื่อสาร แต่ไม่สร้างศักยภาพการกระทำเช่นเซลล์ประสาท

Astrocytes แสดงการเพิ่มขึ้นชั่วคราวของความเข้มข้นของแคลเซียมในเซลล์ การแก้ไขความเข้มข้นของแคลเซียมเหล่านี้มีความรับผิดชอบในการสื่อสารระหว่างแอสโตรเจนและการสื่อสารระหว่างแอสโตรจีและเซลล์ประสาท

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำงานของ astrocytes มีลักษณะโดยองค์ประกอบต่อไปนี้:

1. มันเกิดขึ้นเนื่องจากความผันผวนภายในซึ่งเกิดจากการปล่อยแคลเซียมจากร้านค้าภายในเซลล์ (การกระตุ้นโดยธรรมชาติ)
2. เกิดขึ้นจากการส่งสัญญาณที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาท โดยเฉพาะเซลล์ประสาทปล่อยสารเช่น ATP หรือกลูตาเมตซึ่งเปิดใช้งานตัวรับควบคู่กับโปรตีน G ที่นำไปสู่การปล่อยของแคลเซียมจากเอนโดพลาสซึม reticulum
3. การยืดของแอสโตเคลอสบางครั้งสัมผัสกับเส้นเลือดฝอยที่ก่อให้เกิดกระบวนการทำเล็บ ในกรณีอื่น ๆ การยืดตัวของเซลล์เหล่านี้สามารถล้อมรอบประสาทประสาท

นิวเคลียสของ astrocytes นั้นมีลักษณะที่ชัดเจนกว่าเซลล์ glia ประเภทอื่น พลาสซึมของมันมีปริมาณของไกลโคเจนและเส้นใยระดับกลางในปริมาณที่สูง

ในแง่นี้ astrocytes สามารถแสดงออกในเยื่อหุ้มเซลล์จำนวนมากของผู้รับที่แตกต่างกันของเครื่องส่งสัญญาณ ความจริงนี้กระตุ้นให้สารต่าง ๆ เช่นกลูตาเมต GABA หรือ acetylcholine มีความสามารถในการสร้างการเพิ่มขึ้นของแคลเซียมในเซลล์

ในทางกลับกัน astrocytes เป็นเซลล์ gial ที่ไม่เพียง แต่ตอบสนองต่อการปรากฏตัวของสารสื่อประสาท แต่ยังมีความสามารถในการปล่อยสารเคมี

การส่งผ่านที่เพิ่งได้รับความเห็นเกี่ยวกับการทำงานของ astrocytes นั้นเกิดจากโมเลกุลของ messenger IP3 และแคลเซียม โมเลกุล IP3 messenger มีหน้าที่ในการเปิดใช้งานช่องแคลเซียมในออร์แกเนลเซลล์

โดยการทำเช่นนั้น astrocytes ปล่อยสารเหล่านี้ลงในไซโตพลาสซึมของพวกเขา แคลเซียมไอออนที่ปล่อยออกมาจะกระตุ้นการผลิต IP3 ในปริมาณที่สูงขึ้นซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่กระตุ้นการปรากฏตัวของคลื่นไฟฟ้าที่แพร่กระจายจากแอสโตรเจนไปจนถึงแอสโตรเจน

อย่างไรก็ตามในระดับ extracellular การปล่อย ATP และการเปิดใช้งานตัวรับ purinergic ของ astrocytes ที่อยู่ใกล้เคียงเป็นองค์ประกอบที่ก่อให้เกิดการสื่อสารของเซลล์ประเภทนี้

ฟังก์ชั่น

แม้ว่าในตอนแรกพวกเขาจะได้รับฟังก์ชั่นสนับสนุนเฉพาะแอสโทรไซท์เท่านั้น แต่ในปัจจุบันมีการแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในหลายแง่มุมของการพัฒนาเมตาบอลิซึมและพยาธิวิทยาของระบบประสาท

ในความเป็นจริงเซลล์เหล่านี้เป็นองค์ประกอบสำคัญในการสนับสนุนทางโภชนาการและการเผาผลาญของเซลล์ประสาทบางส่วน ในทางกลับกันความแตกต่างของพวกเขากำเนิดของประสาทและสภาวะสมดุลในสมองของพวกเขาปรับความอยู่รอดของพวกเขา

ในแง่นี้หน้าที่หลักที่ได้รับอนุญาตให้ astrocytes ในการสืบสวนที่แตกต่างกัน: มีส่วนร่วมในการพัฒนาระบบประสาทควบคุมการทำงานของ synaptic ควบคุมการไหลเวียนของเลือดพลังงานและการเผาผลาญของระบบประสาทปรับจังหวะ circadian และมีส่วนร่วมในอุปสรรคเลือดสมองและการเผาผลาญไขมัน

การพัฒนาระบบประสาทและพลาสติกซินแนปติก

Astrocytes เป็นเซลล์ที่มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาระบบประสาท แกนของเซลล์ประสาทที่กำลังเจริญเติบโตนั้นจะถูกนำไปยังเป้าหมายของพวกมันผ่านโมเลกุลนำทางที่มาจากแอสโตรเจน

ในทำนองเดียวกันเซลล์เหล่านี้สามารถมีบทบาทสำคัญในการตัดแต่ง synaptic ผ่านทางเดินเซลล์ phagocytic

ในอีกทางหนึ่ง astrocytes มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการ synaptogenesis ทั้งในระหว่างการพัฒนาและหลังจากความทุกข์ทรมานจากแผลในระบบประสาทส่วนกลาง

ในความเป็นจริงการศึกษาหลายแห่งแสดงให้เห็นว่ากิจกรรม synaptic ของเซลล์ประสาทลดลงอย่างเห็นได้ชัดผ่านการขาด astrocytes และเพิ่มขึ้นเมื่อเซลล์ประเภทนี้มีอยู่

การควบคุมฟังก์ชั่น synaptic

การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าแอสโตรเจนมีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงในการส่งผ่าน synaptic โดยการปล่อยโมเลกุลที่ใช้งาน synaptic ที่รู้จักกันในชื่อ

โมเลกุลเหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาโดย astrocytes ในการตอบสนองต่อกิจกรรมของเซลล์ประสาท synaptic ซึ่งสร้างความตื่นเต้นของเซลล์ glial เหล่านี้ด้วยคลื่นแคลเซียม ในเวลาเดียวกันโมเลกุลเหล่านี้ก่อให้เกิดความตื่นเต้นง่ายของเส้นประสาท

ในแง่นี้คังเอตอัลแสดงให้เห็นว่าแอสโทรไซท์เป็นสื่อกลางในการยับยั้งการส่งผ่าน synaptic ในชิ้นส่วน hippocampal ในทางกลับกัน Fellin และคณะได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ glia เหล่านี้ทำให้เกิดการประสานของเส้นประสาทที่วัดโดยกลูตาเมต

ระเบียบของการไหลเวียนของเลือด

หน้าที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของ astrocytes คือควบคุมการไหลเวียนของเลือดที่ไปถึงระบบประสาท กิจกรรมนี้ดำเนินการผ่านการมีเพศสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงในจุลภาคของสมองกับกิจกรรมของเซลล์ประสาท

คลื่นแคลเซียมใน astrocytes มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการเพิ่มขึ้นของการหมุนเวียนของหลอดเลือด ในทำนองเดียวกันมีรายงานว่ามีหลักฐานว่าสัญญาณของเซลล์ประสาททำให้เกิดคลื่นแคลเซียมใน astrocytes ที่ปล่อยตัวกลางไกล่เกลี่ยเช่น prostaglandin E หรือไนตริกออกไซด์

ฟังก์ชั่นนี้จะดำเนินการเนื่องจาก astrocytes มีสองโดเมนคือ: vascular foot และ neuronal foot การรวมกันอย่างใกล้ชิดระหว่างเซลล์ประสาท astrocytes และหลอดเลือดเป็นที่รู้จักกันในชื่อ neurovascular junction และเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าระบบประสาททำงานได้อย่างเหมาะสม

พลังงานและเมแทบอลิซึมของระบบประสาท

Astrocytes เป็นเซลล์ที่มีส่วนช่วยในการเผาผลาญที่ถูกต้องของระบบประสาทส่วนกลาง

ฟังก์ชั่นนี้จะต้องขอบคุณกระบวนการของการติดต่อกับหลอดเลือด กระบวนการเหล่านี้ช่วยให้แอสโทรซีสามารถจับกลูโคสจากการไหลเวียนและให้พลังงานเมตาโบไลต์ไปยังเซลล์ประสาท

ในความเป็นจริงการตรวจสอบหลายครั้งได้แสดงให้เห็นว่า astrocytes เป็นสารสำรองไกลโคเจนหลักในสมอง ในทำนองเดียวกันแกรนูลเหล่านี้มีอยู่มากมายในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของ synaptic สูงและดังนั้นจึงมีการใช้พลังงานมากขึ้น

ในที่สุดมันยังแสดงให้เห็นว่าระดับไกลโคเจนในแอสโตรเจนจะถูกกำหนดโดยกลูตาเมตและเมแทบอลิซึมของกลูโคสจะถูกส่งไปยังแอสโตรเจนใกล้เคียงโดยการแยกช่องว่าง

อุปสรรคเลือดสมอง

อุปสรรคเลือดสมองเป็นโครงสร้างที่สำคัญของระบบประสาทที่ควบคุม "รายการ" ของสารไปยังสมอง สิ่งกีดขวางนี้ประกอบด้วยเซลล์บุผนังหลอดเลือดที่มีรอยต่อแน่นและล้อมรอบด้วยแผ่นฐาน, perivascular pericytes และขั้วของ astrocytes

ดังนั้นจึงมีการตั้งสมมติฐานว่าแอสโตรเจนอาจมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวและกิจกรรมของกำแพงเลือดสมองอย่างไรก็ตามในปัจจุบันการทำงานของแอสโตรเจนนี้ยังไม่ได้รับการบันทึกไว้

การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าเซลล์ glial ประเภทนี้มีหน้าที่ในการกระตุ้นคุณสมบัติของเบอเรร่าในเซลล์บุผนังหลอดเลือดโดยการปล่อยปัจจัยที่แตกต่างกัน

กฎระเบียบของจังหวะ circadian

Astrocytes สื่อสารกับเซลล์ประสาทผ่าน adenosine สารที่เกี่ยวข้องในสภาวะสมดุลในการนอนหลับและผลทางปัญญาที่เกิดจากการกีดกันการนอนหลับ

ในแง่นี้การยับยั้ง gliotransmission ของ astrocytes เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ป้องกันการขาดดุลทางปัญญาที่เกี่ยวข้องกับการกีดกันการนอนหลับ

การเผาผลาญไขมันและการหลั่งไลโปโปรตีน

ในที่สุด astrocytes เป็นเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญไขมันของระบบประสาท ฟังก์ชั่นนี้จะดำเนินการผ่านระดับคอเลสเตอรอลซึ่งมีการควบคุมอย่างแน่นหนาระหว่างเซลล์ประสาทและ astrocytes

ในทำนองเดียวกันการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญไขมันโดยเฉพาะคอเลสเตอรอลยังเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรค neurodegenerative เช่นโรคเสื่อมหรือโรค Pick

ด้วยวิธีนี้ astrocytes เป็นองค์ประกอบสำคัญในการเผาผลาญไขมันของสมองเช่นเดียวกับในการป้องกันการเกิดโรคทางระบบประสาท