Astrocytter: Egenskaper, Anatomiske Egenskaper og Funksjoner

Astrocytter, også kjent som astroglias, er en type glialceller av neuroektodermal avstamning. De kommer fra cellene som er ansvarlige for å styre migrering av forløpere under utvikling og dannes i de tidlige stadier av utviklingen av sentralnervesystemet.

Disse cellene skiller seg ut som de viktigste og mest tallrike glialcellene i de ulike hjernens hjerner. Funksjonelt er de ansvarlige for å utføre et stort antall sentrale aktiviteter for utførelse av nervøsitet.

Astrocytter er direkte forbundet med både nevroner og andre kroppsceller. På samme måte har de ansvaret for å danne grensen mellom kroppen og sentralnervesystemet gjennom de såkalte glia-grensene.

I denne artikkelen vurderer vi de viktigste egenskapene til astrocytter. Dens molekylære og fysiologiske egenskaper diskuteres, og funksjonene som utføres av denne typen celler, forklares.

Karakteristika for astrocytter

Astrocyter utgjør de fleste av kroppens celler. De er en del av gliacellene, det vil si, de er en serie av elementer som er ansvarlige for å følge og hjelpe funksjonen til hjernens nevroner.

Mengden astrocyter i hjernen til levende vesener synes å være relatert til størrelsen på dyret. Slik har for eksempel fluer 25% astrocytter, mens mus inneholder 60%, mennesker 90% og elefanter 97%.

Av alle typer glialceller er de mest overflødige astrocytter. Studier av utbredelsen viser at denne typen celler utgjør ca. 25% av hjernevolumet.

Med hensyn til funksjonaliteten karakteriseres astrocytter av en noe gåtefull aktivitet. Siden beskrivelsen av Ramón y Cajal, en av de mest berømte forskerne i historien, og senere, av Río-Ortega, har det blitt vurdert at de bare utfører støttefunksjoner.

Imidlertid har funksjonen i løpet av de siste årene blitt revurdert, og det har blitt påvist at disse cellene er avgjørende når det tillates riktig mikromiljø som gir opphav til en tilstrekkelig funksjon av hjernen.

På samme måte har molekylære egenskaper som er beskrevet om astrocytter vist at disse cellene spiller en grunnleggende rolle i overføring av informasjon i nervesystemet.

morfologi

Ikke alle astrocytter har de samme egenskapene. Faktisk, avhengig av deres morfologi, kan disse celletyper bli klassifisert i to store grupper: protoplasmiske astrocytter og fibrøse astrocytter.

Protoplasmiske astrocytter er preget av å være innenfor det grå nervesystemet. Dens prosesser innebærer både synaps (forbindelse med nevroner) og blodårer.

Morfologisk karakteriseres de av en globuløs form, med flere hovedgrener som gir opphav til svært forgrenede prosesser, samt en jevn fordeling.

Fiber-astrocyter ligger derimot i det hvite nervesystemet. De er preget av å koble direkte til knutene til Ranvier, så vel som med blodkarene.

Forgreningen av de fibrøse astrocytene er mindre med hensyn til protoplasmaene, og deres prosesser kjennetegnes ved at de er lengre av nervefibrene.

Fremskrivning av begge typer astrocytter overlapper ikke i den voksne hjernen, men det har vist seg at disse celletyper etablerer gapskryss med nabobaserte astrocyteprosesser.

På samme måte bør det bemerkes at selv om denne morfologiske klassifiseringen er den mest brukte på det vitenskapelige nivået for sin forskning, er astrocytter svært heterogene celler.

Faktisk har flere typer astrocytter blitt differensiert i henhold til deres egenskaper, for eksempel spesialiserte astrocytter, Bergmanns glia eller Mullers glia.

struktur

Strukturegenskapene til astrocytcytoskelettet opprettholdes gjennom det mellomliggende filamentnettverk. Hovedkomponenten i disse filamenter er glialfibrillær surt protein (GFAP).

Faktisk, GFAP indusert i hjerneskade og degenerative patologier i sentralnervesystemet, hvis uttrykk også accentueres med alderen, er den klassiske markøren for immunhistokjemisk identifisering av astrocytter.

GFAP er preget av å presentere åtte isoformer som stammer fra alternativ spilling. Hver av dem uttrykkes i bestemte undergrupper av astrocytter og gir strukturelle egenskaper som er forskjellige fra det mellomliggende filamentnettverket.

drift

Astrocyter er karakterisert som spennende celler med kommunikative egenskaper. Det vil si at de aktiveres av både interne signaler og eksterne signaler og sender spesifikke meldinger til nærliggende celler.

Denne prosessen utført av denne typen celler er kjent som "gliotransmisjon" -prosessen. I denne forstand er astrocytter utrolige og kommunikative elementer, men genererer ikke handlingspotensialer som nevroner.

Astrocytter utviser forbigående økning i intracellulær kalsiumkonsentrasjon. Disse modifikasjonene av kalsiumkonsentrasjonen er ansvarlig for kommunikasjonen mellom astrocytter, samt kommunikasjonen mellom astrocyter og nevroner.

Nærmere bestemt er funksjonen til astrocyter preget av følgende elementer:

1. Det oppstår som egenvekt som følge av frigjøring av kalsium fra intracellulære butikker (spontan excitasjon).
2. Forekommer indusert av transmisjoner utgitt av nevroner. Spesielt frigir nevroner substanser som ATP eller glutamat, som aktiverer reseptorer koplet til G-proteiner som fører til frigjøring av kalsium fra endoplasmatisk retikulum.
3. Noen av forlengelsene av astrictos er i kontakt med kapillære fartøy som danner pedikulære prosesser. I andre tilfeller kan forlengelsene av disse cellene omgjøre nervesynapsene.

Kjernen til astrocytter er preget av å være klarere enn for andre typer glia celler. På samme måte har dets cytoplasma en høy mengde av granuler av glykogen og mellomliggende filamenter.

På denne måten er astrocytter i stand til å uttrykke et stort antall reseptorer av forskjellige sendere i deres membran. Dette faktum motiverer at forskjellige stoffer som glutamat, GABA eller acetylkolin er i stand til å generere økningen av intracellulært kalsium.

På den annen side er astrocytter gialceller som ikke bare reagerer på tilstedeværelsen av nevrotransmittere, men er også i stand til å frigjøre kjemikalier.

Denne overføringen som nettopp har blitt kommentert om astrocytternes funksjon, stammer takket være messengermolekylet IP3 og kalsium. IP3 messenger molekylet er ansvarlig for å aktivere kalsiumkanalene i cellulære organeller.

Ved å gjøre dette frigjør astrocytene disse stoffene i deres cytoplasma. Kalsiumioner frigjort stimulerer produksjonen av høyere mengder IP3, et faktum som motiverer utseendet til den elektriske bølgen som sprer seg fra astrocyt til astrocyt.

På det ekstracellulære nivå er imidlertid frigjøringen av ATP og aktiveringen av purinergreceptorer av nabostastroseriene elementene som gir anledning til kommunikasjonen av denne type celler.

funksjoner

Selv om de i begynnelsen bare ble tildelt støttefunksjoner til astrocytene, har det i dag blitt påvist at disse cellene spiller en viktig rolle i flere aspekter av nervesystemets utvikling, metabolisme og patologi.

Faktisk er disse cellene viktige elementer i den trofiske og metabolske støtten til noen nevroner. I sin tur, deres differensiering, genesis av deres synapses og cerebral homeostase modulere deres overlevelse.

I denne forstand er hovedfunksjonene som er gitt til astrocytter i forskjellige undersøkelser: deltar i utviklingen av nervesystemet, kontrollerer synaptisk funksjon, regulerer blodstrøm, energi og metabolisme i nervesystemet, modulerer rytmene sirkadian, og deltar i blod-hjernebarrieren og lipidmetabolismen.

Utvikling av nervesystemet og synaptisk plastisitet

Astrocytter er celler som spiller en grunnleggende rolle i utviklingen av nervesystemet. Nevronernes voksende axoner styres mot deres mål gjennom guidemolekylene avledet fra astrocytene.

På samme måte kan disse cellene spille en viktig rolle i synaptisk beskjæring gjennom fagocytiske veier.

På den annen side er astrocytter aktivt involvert i synaptogenese, både under utvikling og etter lidelse fra lesjoner i sentralnervesystemet.

Faktisk har flere studier vist at den synaptiske aktiviteten til nevroner avtar markant gjennom fravær av astrocytter og øker når disse typer celler er tilstede.

Kontroll av synaptisk funksjon

Noen studier har vist at astrocytter er direkte involvert i synaptisk overføring ved å frigjøre synaptisk aktive molekyler kjent som gliotransmittere.

Disse molekylene frigjøres av astrocytter som respons på neuronal synaptisk aktivitet, noe som gir excitering av disse glialcellene med kalsiumbølger. På samme tid gir disse molekylene opphav til neuronal spenning.

I denne forstand viste Kang et al at astrocytter medier potensialet av hemmende synaptisk overføring i hippocampale skiver. På den annen side viste Fellin et al at disse gliacellene induserer neuronal synkronisering målt ved glutamat.

Regulering av blodstrøm

En annen viktig funksjon av astrocytter er å regulere blodstrømmen som når nervesystemet. Denne aktiviteten utføres ved kobling av endringer i cerebral mikrosirkulasjon med nevronaktivitet.

Kalsiumbølger i astrocytter korrelerer positivt med økning i vaskulær mikrosirkulasjon. På samme måte har det blitt rapportert at neuronale signaler induserer kalsiumbølger i astrocytter som frigjør mediatorer som prostaglandin E eller nitrogenoksid.

Denne funksjonen utføres siden astrocytene har to domener: en vaskulær fot og en nevronfot. Den nære forbindelsen mellom nevroner, astrocyter og blodårer er kjent som nevrologisk kryss og er en av de viktigste elementene for å sikre at nervesystemet fungerer tilfredsstillende.

Energi og metabolisme av nervesystemet

Astrocytter er celler som også bidrar til riktig metabolisme av sentralnervesystemet.

Denne funksjonen utføres takket være prosessene for kontakt med blodkar. Disse prosessene tillater astrocytter å fange glukose fra sirkulasjonen og gi energi metabolitter til nevroner.

Faktisk har flere undersøkelser vist at astrocytter er det viktigste glykogengranulatreservatet i hjernen. På samme måte er disse granulatene mye rikere i områder med høy synaptisk tetthet og dermed større energiforbruk.

Endelig har det også blitt vist at glykogennivåer i astrocytter bestemmes av glutamat, og at glukosemetabolitter overføres til nabobaserte astrocytter ved gapkryss.

Blood-brain barrier

Blodhjernebarrieren er en viktig struktur av nervesystemet som regulerer "oppføring" av stoffer til hjernen. Denne barrieren består av endotelceller som danner stramme kryss og er omgitt av basal lamina, perivaskulære pericytter og terminaler av astrocytene.

Det er således postulert at astrocytter kan spille en viktig rolle i dannelsen og aktiviteten til blod-hjernebarrieren, men for tiden er denne funksjonen av astrocytter ikke godt dokumentert.

Noen studier har vist at denne typen glialceller er ansvarlig for å fremkalle berreraegenskaper i endotelceller ved å frigjøre forskjellige faktorer.

Regulering av sirkadiske rytmer

Astrocytter kommuniserer med nevroner gjennom adenosin, et stoff som er involvert i sovostostost og de kognitive effekter som skyldes søvnmangel.

I denne forstand er inhiberingen av gliotransmisjon av astrocytter et av elementene som forhindrer det kognitive underskuddet som er forbundet med søvnmangel.

Lipid metabolisme og lipoproteinsekresjon

Endelig er astrocytter celler som også er relatert til lipidmetabolismen av nervesystemet. Denne funksjonen utføres gjennom kolesterolnivåer, som er tett regulert mellom neuroner og astrocytter.

På samme måte er endringer i lipidmetabolisme, spesielt kolesterol, også relatert til utviklingen av neurodegenerative sykdommer som Alzheimers sykdom eller Pick's sykdom.

På denne måten er astrocytter viktige elementer i hjernens lipidmetabolisme, samt i forebygging av neurodegenerative patologier.