Articles

Astrocyten

Posted on

Alle organen in het lichaam zijn opgebouwd uit twee soorten cellen; de parenchymcellen die de eigenlijke functie van dat orgaan uitvoeren, en de ondersteunende cellen die de parenchymcellen ondersteunen en van voeding voorzien.

Hetzelfde geldt voor de hersenen en het ruggenmerg. Het
zenuwstelsel bestaat uit neuronen die de eigenlijke functie van het
systeem uitvoeren. De ondersteunende cellen die de neuronen van voeding, ondersteuning en bescherming voorzien, worden de gliacellen genoemd.

Astrocyten zijn een subtype van de gliacellen die in de hersenen en het ruggenmerg voorkomen. Zij zijn de meest voorkomende gliacellen in de hersenen. Astrocyten hebben twee subtypes en vervullen een aantal functies. In dit artikel zullen we verschillende aspecten met betrekking tot astrocyten bespreken.

Structuur

Zoals de naam al doet vermoeden, zijn astrocyten stervormige cellen. Ze hebben verschillende uitsteeksels die uit het centrale lichaam stralen. Er zijn twee soorten astrocyten. Elk type heeft een eigen structuur, afhankelijk van de functie die het vervult.

In het algemeen hebben astrocyten schaarse organellen en verschillende uitsteeksels die uit het centrale cellichaam stralen. Deze processen kunnen vertakt of onvertakt zijn. Elk proces van de astrocyten vertoont een uitgebreide terminale vertakking, waardoor een enkele astrocyt geassocieerd kan worden met een aantal neuronale synapsen.

Sommige processen hebben vaatvoetjes aan hun uiteinde en nemen deel aan de vorming van de bloed-hersenbarrière (BBB).

Typen

Astrocyten worden onderverdeeld in twee brede categorieën:

Stapelvormige astrocyten:

De vezelige astrocyten hebben lange uitsteeksels die uit het centrale cellichaam stralen. Deze uitsteeksels zijn onvertakt. Ze hebben slechts enkele organellen. De lange uitsteeksels hebben vaatvoetjes die de haarvaten omsluiten die in de nabijheid van de astrocyten aanwezig zijn.

Deze astrocyten worden meestal gezien in de witte stof van de hersenen en het ruggenmerg. Ze komen minder vaak voor in vergelijking met de protoplasmatische astrocyten.

Protoplasmatische astrocyten:

De protoplasmatische astrocyten hebben korte uitsteeksels. De uitsteeksels van protoplasmatische astrocyten zijn vertakt. Ze hebben overvloedige organellen en cytoplasma, zoals blijkt uit de naam.

Dit type astrocyten is overvloediger aanwezig in
het CZS. Ze worden gezien in de grijze stof van de hersenen en het ruggenmerg.

Embryologische ontwikkeling

Astrocyten zijn afgeleid van de cellen van het neuroepitheel die aanwezig zijn in de zich ontwikkelende neurale buis. De neuroepitheelcellen produceren bij differentiatie glioblasten, ook wel spongioblasten genoemd.

Deze glioblasten differentiëren in oligodendroblasten en astroblasten. De oligodendroblasten geven aanleiding tot oligodendrocyten. De astroblasten differentiëren zich verder in protoplasmatische astrocyten of vezelige astrocyten.

Dus de voorloper van astrocyten is hetzelfde
neuroepitheel dat aanleiding geeft tot andere gliacellen en tot neuronen die aanwezig
zijn in het CZS.

Functies

Astrocyten zijn de meest voorkomende en de meest diverse gliacellen die in het CZS aanwezig zijn. Zij vervullen een aantal functies die essentieel zijn voor de normale werking van neuronen. Hieronder wordt een kort overzicht gegeven van de functies van astrocyten.

Regulatie van ionische concentratie:

Astrocyten spelen de belangrijkste rol bij de regulatie van de extracellulaire ionische concentratie rond de neuronen. De concentratie van verschillende ionen in de extracellulaire vloeistof regelt de zenuwimpulsgeneratie en -transmissie in de neuronen.

Astrocyten spelen de belangrijkste rol bij de regulering van de extracellulaire ionenconcentratie rond de neuronen.

Astrocyten reguleren de extracellulaire ionenconcentratie door buffering van de extracellulaire kalium (K+) ionen.

Fysieke ondersteuning:

De cytoplasmatische processen van de astrocyten bieden
fysieke ondersteuning aan de neuronen. Zij spelen een belangrijke rol bij het bepalen van de
structuur van de hersenen. Zij bieden de fysieke ondersteuning voor de beweging van
differentiërende neuronen in de zich ontwikkelende hersenen.

Bloed-hersenbarrière:

De bloed-hersenbarrière voorkomt dat deeltjes van grote afmetingen, ionen of eiwitten uit het bloed in het extracellulaire materiaal van de hersenen terechtkomen. Zij is zeer essentieel om de hersenen in een afzonderlijk compartiment te houden.

Astrocyten spelen een belangrijke rol bij de vorming van de bloed-hersenbarrière. De protoplasmatische processen van astrocyten hebben vasculaire voeten. Zij omsluiten de endotheelcellen van de haarvaten die in de hersenen aanwezig zijn.

Zij voorkomen dat ongewenste stoffen uit het bloed in de haarvaten lekken of zich verplaatsen naar de extracellulaire matrix van de hersenen. Astrocyten vormen dus een belangrijk onderdeel van de bloed-hersenbarrière.

Brandstofreserve:

Astrocyten zijn de gliacellen die fungeren als brandstof
reserve voor de neuronen. Deze cellen zijn in staat glycogeen op te slaan en indien nodig aan de neuronen te verstrekken.

De astrocyten slaan niet alleen glucose op in de vorm van
glycogeen, maar kunnen ook glucose produceren uit niet-koolhydraatbronnen. Astrocyten
zijn de enige gliacellen die in staat zijn tot gluconeogenese. Zij kunnen dus nieuw gevormde glucose
aan de neuronen leveren.
Zij leveren ook andere voedingsstoffen aan de neuronen, zoals lactaat enz.

Regulatie van de bloedstroom:

Astrocyten kunnen ook de bloedstroom in de
hersenen regelen. Zij fungeren als vaso-modulatoren. Deze cellen reguleren de vasodilatatie in het CZS en regelen zo de bloedstroom.

Uitscheiding van afvalstoffen:

Astrocyten verzamelen metabolieten en andere afval
producten en verplaatsen deze naar de haarvaten. Zij spelen dus een rol bij de verwijdering van schadelijke metabolieten en afvalproducten uit het CZS.

Synapsstructuur:

De protoplasmatische processen van astrocyten bedekken de verschillende synapsen die in het CZS aanwezig zijn. Zij spelen een rol bij de structuur en vorming van synapsen. Zij beïnvloeden ook de werking van synapsen en hun plasticiteit.

Glial limiting membrane:

De voetprocessen van astrocyten maken glial limiting membrane. Dit is de buitenste laag van het neuronale weefsel in de hersenen en het ruggenmerg. Het gliale begrenzende membraan omlijnt de hersenvliezen aan de buitenkant van het CZS.

Het voorkomt de migratie van neuronen en gliacellen en neuronen in de hersenvliezen. Het reguleert ook de beweging van kleine moleculen tussen de hersenvliezen en het parenchym van de hersenen en het ruggenmerg.

Repair:

Astrocyten zouden ook een rol spelen bij het herstel van de neuronale weefsels in het CZS. Wanneer er letsel optreedt aan het zenuwweefsel in de hersenen of het ruggenmerg, migreren astrocyten naar die plaats en vormen daar gliale littekens.

De onderzoeken hebben aangetoond dat dit gliale litteken een belangrijke rol speelt in het regeneratieproces. Het zorgt er ook voor dat de axonen kunnen groeien en door het beschadigde weefsel in het ruggenmerg kunnen gaan.

Cellulair netwerk:

Astrocyten kunnen vrij met elkaar communiceren
door middel van gap junctions. Op deze wijze vormen zij een zeer groot sterk gecoördineerd
cellulair netwerk in het gehele CZS. Het helpt bij de regulatie van verschillende
activiteiten in de hersenen en het ruggenmerg.

Pathologieën geassocieerd met astrocyten

Diverse pathologieën geassocieerd met de astrocyten
worden hieronder gegeven.

Astrocytoom

De meeste hersentumoren zijn astrocytomen. Dit zijn de kankercellen die van astrocyten zijn afgeleid. Ze komen vooral in de hersenen voor, maar soms ook in het ruggenmerg.

Afhankelijk van de kwaadaardigheid en de ernst zijn er twee soorten astrocytomen:

Pilocytair astrocytoom: dit zijn de langzaam groeiende tumoren van astrocyten die meestal goedaardig zijn. Ze komen meestal voor in de kleine hersenen en veroorzaken symptomen die verband houden met evenwichts- en loopstoornissen.

Anaplastisch astrocytoom: Dit zijn de kwaadaardige tumoren van astrocyten die een snelle groei vertonen. Ze kunnen snel het omliggende gezonde weefsel binnendringen. Ze groeien snel uit tot grotere tumoren die niet met een operatie kunnen worden verwijderd.

Ziekte van Alzheimer

Astrocyten worden geacht een belangrijke rol te spelen in
de pathogenese van de ziekte van Alzheimer. Zij produceren een grote hoeveelheid bèta-amyloïde eiwitten. De afzetting van deze bèta-amyloïden is de
belangrijkste factor die bijdraagt tot de pathogenese van de ziekte van Alzheimer.

De ziekte van Alexander:

Het is een zeldzame ziekte die wordt gekenmerkt door vernietiging van
myelineschede rond de neuronen en afzetting van abnormale eiwitafzettingen.
Het is geassocieerd met de mutatie in het gliaal fibrillair zuur eiwit (GFAP)
gen dat specifiek geassocieerd is met de astrocyten.

De afwijkingen van astrocyten zijn ook geassocieerd
met sommige ontwikkelingsstoornissen van het zenuwstelsel.

Conclusie/Samenvatting

Astrocyten zijn de stervormige steuncellen die aanwezig zijn in de hersenen en het ruggenmerg. Het zijn de meest voorkomende en diverse gliacellen die in het CZS aanwezig zijn.

Het zijn stervormige cellen met een centraal lichaam
met uitstralende protoplasmatische uitsteeksels. Zij kunnen protoplasmatisch of vezelig van vorm zijn.

Protoplasmatische astrocyten hebben overvloedige organellen en kleine vertakkende protoplasmatische processen. Ze zijn overvloedig aanwezig in de grijze stof.

Fibreuze astrocyten hebben grote onvertakte protoplasmatische uitsteeksels. Zij hebben beperkte organellen en zijn overvloedig aanwezig in de witte stof van het CZS.

Zoals andere cellen van het CZS zijn ook zij afkomstig
uit het neuro-epitheel van de neurale buis.

Astrocyten vervullen een aantal functies die essentieel zijn voor het normaal functioneren van neuronen. Deze omvatten:

  • Regulatie van de ionenconcentratie
  • Het leveren van voedingsstoffen aan de neuronen
  • Het afvoeren van de metabolieten en afval
    producten
  • Het leveren van een bijdrage aan de bloed-hersen
    barrière
  • Reparatie van het CZS
  • Regulatie van de bloedstroom
  • Lichamelijke ondersteuning van de zich ontwikkelende
    hersenen
  • Synapsenstructuur en -werking
  • Vorming van gliair begrenzend membraan

De ziektebeelden van astrocyten omvatten astrocytomen,
de meest voorkomende tumoren van de hersenen.

Daaronder vallen ook andere ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Alexander, enzovoort, en sommige ontwikkelingsstoornissen van het CZS.

  1. Fiacco TA, Agulhon C, McCarthy KD
    (oktober 2008). “Het scheiden van astrocytenfysiologie en
    farmacologie”. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 49 (1):
    151–74. doi:10.1146/annurev.pharmtox.011008.145602. PMID 18834310.
  2. Venkatesh K, Srikanth L,
    Vengamma B, Chandrasekhar C, Sanjeevkumar A, Mouleshwara Prasad BC, Sarma PV
    (2013). “In vitro differentiatie van gekweekte menselijke CD34+ cellen in borstrocyten”. Neurologie India. 61 (4): 383-8. doi:10.4103/0028-3886.117615. PMID 24005729.
  3. Rowitch DH, Kriegstein AR (November 2010).
    “Developmental genetics of vertebrate glial-cell
    specification”. Nature. 468 (7321): 214-22. Bibcode:2010Natur.468..214R. doi:10.1038/nature09611. PMID 21068830.
  4. Muroyama Y, Fujiwara Y, Orkin SH,
    Rowitch DH (november 2005). “Specificatie van astrocyten door bHLH eiwit
    SCL in een beperkt gebied van de neurale buis”. Nature. 438(7066):
    360-3. Bibcode:2005Natur.438..360M. doi:10.1038/nature04139. PMID 16292311.
  5. Hochstim C, Deneen B, Lukaszewicz A,
    Zhou Q, Anderson DJ (mei 2008). “Identification
    of positionally distinct astrocyte subtypes whose identities are specified by a
    homeodomain code”. Cell. 133 (3):
    510-22. doi:10.1016/j.cell.2008.02.046. PMC 2394859. PMID 18455991.
  6. Cakir T, Alsan S, Saybaşili H, Akin A,
    Ulgen KO (december 2007). “Reconstructie
    en flux analyse van koppeling tussen metabolische paden van astrocyten en
    neuronen: toepassing op cerebrale hypoxie”. Theoretische Biologie & Medical Modelling. 4 (1):
    48. doi:10.1186/1742-4682-4-48. PMC 2246127. PMID 18070347.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *