Articles

Astrocyty

Posted on

Wszystkie organy w ciele składają się z dwóch typów komórek; komórek miąższowych, które wykonują rzeczywistą funkcję danego organu, oraz komórek wspierających, które zapewniają wsparcie i odżywianie komórkom miąższowym.

Tak samo jest w przypadku mózgu i rdzenia kręgowego. System
nerwowy składa się z neuronów, które wykonują rzeczywistą funkcję
systemu. Komórki wspierające, które zapewniają odżywianie, wsparcie i ochronę neuronów, nazywane są komórkami glejowymi.

Astrocyty są podtypem komórek glejowych obecnych w mózgu i rdzeniu kręgowym. Są one najbardziej obfitymi komórkami glejowymi obecnymi w mózgu. Astrocyty mają dwa podtypy i pełnią szereg funkcji. W artykule przejrzymy różne aspekty związane z astrocytami.

Struktura

Jak sama nazwa wskazuje, astrocyty są komórkami o kształcie gwiazdy. Posiadają one kilka wyrostków promieniujących od ciała centralnego. Istnieją dwa rodzaje astrocytów. Każdy typ ma swoją własną strukturę w zależności od funkcji wykonywanej przez niego.

Ogólnie astrocyty mają skąpe organelle i mają kilka procesów promieniujących od centralnego ciała komórki. Procesy te mogą być rozgałęzione lub nierozgałęzione. Każdy wyrostek astrocytu wykazuje rozległe rozgałęzienia końcowe, które pozwalają na powiązanie pojedynczego astrocytu z wieloma synapsami neuronalnymi.

Niektóre procesy mają na końcu stopki naczyniowe i biorą udział w tworzeniu bariery krew-mózg (BBB).

Typy

Astrocyty dzielą się na dwie szerokie kategorie:

Astrocyty włókniste:

Astrocyty włókniste mają długie wyrostki promieniujące od centralnego ciała komórkowego. Wyrostki te są nierozgałęzione. Posiadają one tylko kilka organelli. Długie wyrostki mają stopy naczyniowe, które otaczają naczynia włosowate obecne w pobliżu astrocytów.

Te astrocyty są typowo widoczne w istocie białej mózgu i rdzenia kręgowego. Są one mniej powszechne w porównaniu z astrocytami protoplazmatycznymi.

Astrocyty protoplazmatyczne:

Astrocyty protoplazmatyczne mają krótkie wyrostki. Wyrostki protoplazmatycznych astrocytów są rozgałęzione. Mają obfite organelle i cytoplazmę, co wynika z nazwy.

Ten typ astrocytów jest bardziej obficie obecny w OUN. Można je zobaczyć w istocie szarej mózgu i rdzenia kręgowego.

Rozwój embriologiczny

Astrocyty wywodzą się z komórek neuroepitelium obecnych w rozwijającym się cewce nerwowej. Komórki neuroepitelialne po zróżnicowaniu produkują glioblasty, zwane również spongioblastami.

Te glioblasty różnicują się w oligodendroblasty i astroblasty. Z oligodendroblastów powstają oligodendrocyty. Astroblasty różnicują się dalej w astrocyty protoplazmatyczne lub astrocyty włókniste.

Tak więc prekursorem astrocytów jest ten sam
neuroepitel, który daje początek innym komórkom glejowym, jak również neuronom obecnym
w OUN.

Funkcje

Astrocyty są najliczniej występującymi i najbardziej zróżnicowanymi komórkami glejowymi obecnymi w OUN. Pełnią one szereg funkcji, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania neuronów. Poniżej znajduje się krótki opis funkcji astrocytów.

Regulacja stężenia jonów:

Astrocyty odgrywają najważniejszą rolę w regulacji zewnątrzkomórkowego stężenia jonów wokół neuronów. Stężenie różnych jonów w płynie zewnątrzkomórkowym kontroluje generowanie i przekazywanie impulsów nerwowych w neuronach.

Jeżeli stężenie jonów zostanie zakłócone, neurony mogą nie być w stanie generować lub przekazywać impulsów nerwowych.

Astrocyty regulują zewnątrzkomórkowe stężenie jonów poprzez buforowanie zewnątrzkomórkowych jonów potasu (K+).

Wsparcie fizyczne:

Wyrostki cytoplazmatyczne astrocytów zapewniają wsparcie fizyczne dla neuronów. Odgrywają one ważną rolę w decydowaniu o
strukturze mózgu. Zapewniają fizyczne wsparcie dla ruchu
różnicujących się neuronów w rozwijającym się mózgu.

Bariera krew-mózg:

Bariera krew-mózg zapobiega przedostawaniu się dużych rozmiarów cząsteczek, jonów lub białek z krwi do materiału pozakomórkowego mózgu. Jest ona bardzo istotna dla utrzymania mózgu w oddzielnym przedziale.

Astrocyty odgrywają ważną rolę w tworzeniu bariery krew-mózg. Wyrostki protoplazmatyczne astrocytów mają stopy naczyniowe. Otaczają one komórki śródbłonka naczyń włosowatych występujących w mózgu.

Zapobiegają one wszelkim wyciekom lub przemieszczaniu się niepożądanych substancji z krwi w naczyniach włosowatych do macierzy pozakomórkowej mózgu. W ten sposób astrocyty stanowią ważny składnik bariery krew-mózg.

Rezerwa paliwowa:

Astrocyty są komórkami glejowymi, które działają jako rezerwa paliwowa dla neuronów. Komórki te są zdolne do przechowywania glikogenu i dostarczania go neuronom w razie potrzeby.

Astrocyty nie tylko przechowują glukozę w postaci glikogenu, ale mogą również produkować glukozę ze źródeł niewęglowodanowych. Astrocyty
są jedynymi komórkami glejowymi, które są zdolne do glukoneogenezy. Mogą więc
dostarczać nowo powstałą glukozę do neuronów.
Dostarczają również innych składników odżywczych neuronom, takich jak mleczan itp.

Regulacja przepływu krwi:

Astrocyty mogą również kontrolować przepływ krwi w
mózgu. Działają one jako wazo-modulatory. Komórki te regulują rozszerzenie naczyń w
OUN, kontrolując w ten sposób przepływ krwi.

Wydalanie odpadów:

Astrocyty zbierają metabolity i inne produkty odpadowe i przenoszą je do naczyń włosowatych. W ten sposób odgrywają rolę w usuwaniu szkodliwych metabolitów i produktów odpadowych z OUN.

Synapsy:

Wyrostki protoplazmatyczne astrocytów pokrywają różne synapsy obecne w OUN. Odgrywają one rolę w strukturze i tworzeniu synaps. Wpływają również na funkcjonowanie synaps i ich plastyczność.

Błona ograniczająca gleju:

Wyrostki stopowate astrocytów tworzą błonę ograniczającą gleju. Jest ona najbardziej zewnętrzną warstwą tkanki neuronalnej w mózgu i rdzeniu kręgowym. Błona glejowa ogranicza opony mózgowe na zewnętrznej powierzchni OUN.

Zapobiega migracji neuronów i komórek glejowych oraz neuronów do opon mózgowych. Reguluje również przemieszczanie się małych cząsteczek pomiędzy oponami a miąższem mózgu i rdzenia kręgowego.

Naprawa:

Astrocyty odgrywają również rolę w naprawie tkanek neuronalnych w OUN. Kiedy dochodzi do urazu tkanki nerwowej w mózgu lub rdzeniu kręgowym, astrocyty migrują w to miejsce i tworzą bliznę glejową.

Badania wykazały, że ta blizna glejowa odgrywa ważną rolę w procesie regeneracji. Pozwala ona również aksonom rosnąć i przechodzić przez zranioną tkankę obecną w rdzeniu kręgowym.

Sieć komórkowa:

Astrocyty mogą swobodnie komunikować się między sobą
poprzez połączenia szczelinowe. W ten sposób tworzą one bardzo dużą, wysoce skoordynowaną sieć komórkową w całym OUN. To pomaga w regulacji różnych
czynności w mózgu i rdzeniu kręgowym.

Patologie związane z astrocytami

Różne patologie związane z astrocytami
są podane poniżej.

Astrocytoma

Większość guzów mózgu to astrocytomy. Są to komórki nowotworowe wywodzące się z astrocytów. Występują one głównie w mózgu, ale czasami są widoczne w rdzeniu kręgowym.

Zależnie od stopnia złośliwości i ciężkości, astrocytoma występują w dwóch typach:

Astrocytoma filocytarna: Są to wolno rosnące guzy astrocytów, które są w większości łagodne. Najczęściej występują w móżdżku i dają objawy związane z zaburzeniami równowagi i chodu.

Anaplastic astrocytoma: Są to złośliwe guzy astrocytów, które wykazują szybki wzrost. Mogą one szybko zaatakować otaczającą zdrową tkankę. Szybko rosną do większych rozmiarów guzów, które nie mogą być usunięte przez operację.

Choroba Alzheimera

Astrocyty są uważane za odgrywające ważną rolę w
patogenezie choroby Alzheimera. Produkują one dużą ilość białek
beta-amyloidowych. Odkładanie się tych beta-amyloidów jest najbardziej
istotnym czynnikiem przyczyniającym się do patogenezy choroby Alzheimera.

Choroba Alexandra:

Jest to rzadka choroba charakteryzująca się niszczeniem
powłoki mielinowej wokół neuronów i odkładaniem nieprawidłowych złogów białkowych.wiązana jest z mutacją w genie białka kwasu fibrylarnego gleju (GFAP)
związanego z astrocytami.

Nieprawidłowości astrocytów są również związane z niektórymi zaburzeniami rozwojowymi układu nerwowego.

Podsumowanie

Astrocyty są gwiaździstymi komórkami podporowymi występującymi w mózgu i rdzeniu kręgowym. Są najliczniejszymi i najbardziej zróżnicowanymi komórkami glejowymi występującymi w OUN.

Są to gwiaździste komórki posiadające ciało centralne z promieniście rozchodzącymi się wyrostkami protoplazmatycznymi. Mogą mieć kształt protoplazmatyczny lub włóknisty.

Astrocyty protoplazmatyczne mają obfite organelle i małe rozgałęziające się wyrostki protoplazmatyczne. Są obficie obecne w istocie szarej.

Astrocyty włókniste mają duże nierozgałęzione wyrostki protoplazmatyczne. Mają ograniczone organelle i są obficie obecne w istocie białej OUN.

Jak inne komórki OUN, one również wywodzą się
z nabłonka nerwowego cewy nerwowej.

Astrocyty pełnią szereg funkcji, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania neuronów. Należą do nich:

  • Regulacja stężenia jonów
  • Dostarczanie składników odżywczych do neuronów
  • Usuwanie metabolitów i produktów odpadowych
  • Udział w tworzeniu bariery krew-mózg
  • .mózgu

  • Repair of the CNS
  • Regulation of blood flow
  • Physical support to the developing
    brain
  • Synapse structure and functioning
  • Formation of glial limiting membrane

The pathologies of astrocytes include astrocytomas,ajczęstsze nowotwory mózgu.

Obejmują one również inne choroby, takie jak choroba Alzheimera i Aleksandra, itp. oraz niektóre zaburzenia rozwojowe OUN.

  1. Fiacco TA, Agulhon C, McCarthy KD
    (październik 2008). „Sorting out astrocyte physiology from
    pharmacology”. 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 differentiation of cultured human CD34+ cells into
    astrocytes”. Neurology 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 (listopad 2005). „Specification of astrocytes by bHLH protein
    SCL in a restricted region of the neural tube”. 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 (May 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 (grudzień 2007). „Rekonstrukcja
    i analiza strumienia sprzężenia między szlakami metabolicznymi astrocytów i
    neuronów: zastosowanie do niedotlenienia mózgu”. Theoretical Biology & Medical Modelling. 4 (1):
    48. doi:10.1186/1742-4682-4-48. PMC 2246127. PMID 18070347.

.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *