1.
Как классифицируют астроциты?
Астроциты развиваются после нейронов; направляют миграцию предшественников нейронов; способствуют формированию и сокращению синапсов; поддерживают миелин. Астроциты можно разделить на три категории в зависимости от их морфологии и пространственного распределения в центральной нервной системе. Протоплазматические астроциты расположены в сером веществе мозга, поляризованные астроциты находятся в глубоких слоях коры, а фиброзные астроциты находятся в белом веществе (Sofroniew, M. V., & Vinters, H. V., 2010). Традиционно их изучали как однородную группу клеток. Однако паттернирование нейрональных стволовых клеток в развивающемся мозге генерирует уникальные подклассы астроцитов. Исследования транскрипционных профилей астроцитов из разных областей мозга определили, что астроциты демонстрируют отчетливую молекулярную гетерогенность (Krencik, R., & Zhang, S. C., 2011). Хотя функциональные последствия этих различий не установлены , понимание подклассов астроцитов полезно для руководства терапии психоневрологических расстройств с использованием астроцитов. В гемато-энцефалическом барьере астроцитарные окончания служат для индукции барьерных свойств в церебральных и эндотелиальных клетках. Регуляция глюкозы является основной функцией астроцитов в центрально йнервной систем; астроцитарный гликоген помогает поддерживать нейроны при низких концентрациях глюкозы.
2.
Гомеостаз каких трансмиттеров поддерживают астроциты?
Одной из наиболее признанных функций астроцитов является поддержание гомеостаза нейротрансмиттеров, таких как глутамат и гамма-аминомасляная кислота (Schousboe, A.,et.al., 2013). Астроциты имеют высокоаффинные транспортеры для этих нейротрансмиттеров и содержат ферменты, необходимые для их синтеза и метаболизма. Отсутствие такой регуляции приводит к повышенной склонности к нейрональной эксайтотоксичности глутамата и последующей гибели клеток.
Каким образом астроциты препятствуют окислительному стрессу?
Астроциты также важны для регуляции активных форм кислорода (ROS), которые наносят вред центральной нервной систем, повреждая дезоксирибонуклеиновую кислоту и увеличивая окислительную нагрузку. Большое количество ROS генерируется в мозге из-за высоких скоростей окислительного метаболизма. Было показано, что глутатион, получаемый из астроцитов является ключевым антиоксидант, защищающим от гибели нейронов (Drukarch B, et al., 1998). Интересно, что сами астроциты могут генерировать вредные ROS при активации через иммунологические цитокины, такие как интерферон γ (IFN-γ) и интерлейкин 1β (IL-1β) (Sheng W, et al., 2013). Наконец, астроциты действуют как клеточные сенсоры перекиси водорода, которая затем управляет экспрессией гормонов, влияющих на окружающую клеточную микросреду.
Каким образом астроциты влияют на созревание и формирование синапсов?
Помимо поддержания гомеостаза нейронов, астроциты также направляют формирование и созревание синапсов. Так, молекулы секретируемые астроцитами: аполипопротеин E и тромбоспондины способствуют формированию синапсов (Risher W, Eroglu C. et.al., 2012). Астроциты высвобождают молекулы для непосредственной активации синапсов и могут модулировать нейронную возбудимость посредством собственной концентрации Ca 2+ ; факторы роста могут регулировать синаптическую передачу в течение более длительных периодов времени
3.
Какие транспортеры имеют астроциты?
Астроциты также имеют транспортеры для K + , Na + /H + , HCO 3 − и воды, что закрепляет их место в качестве модуляторов внеклеточного ионного гомеостаза (Kimelberg, H. K., & Nedergaard, M., 2010).
Какие вещества выделяют астроциты в кровоток?
Астроциты контактируют и широко окружают кровеносные сосуды в мозге и регулируют локальный кровоток посредством секреции таких факторов, как простагландины, оксид азота и арахидоновая кислота (MacVicar B, Newman E., 2015). Нарушение регуляции сосудистого тонуса влияет на патогенез психоневрологических расстройств , в частности, неадекватное сужение артериол в ответ на аберрантную сигнализацию кальция при болезни Альцгеймера (Attwell D, et al., 2010).
Выводы
Выделяют три категории астроцитов: протоплазматические, расположенные в сером веществе мозга, поляризованные - в глубоких слоях коры и фиброзные астроциты - в белом веществе
Астроциты поддерживают гомеостаз таких нейротрансмиттеров как глутамат и гамма-аминомасляная кислота
Являясь транспортерами для K + , Na + /H + , HCO 3 − и воды астроциты выступают в качестве модуляторов внеклеточного ионного гомеостаза
Астроциты выделяют в кровоток простагландины, оксид азота и арахидоновую кислоту.
Литература
Attwell D, et al. Glial and neuronal control of brain blood flow. Nature. 2010;11:232–243.
Drukarch B, et al. Astrocyte-enhanced neuronal survival is mediated by scavenging of extracellular reactive oxygen species. Free Radic. Biol. Med. 1998;25:217–220.
Kimelberg, H. K., & Nedergaard, M. (2010). Functions of astrocytes and their potential as therapeutic targets. Neurotherapeutics, 7(4), 338-353.
Krencik, R., & Zhang, S. C. (2011). Directed differentiation of functional astroglial subtypes from human pluripotent stem cells. Nature protocols, 6(11), 1710-1717.
MacVicar B, Newman E. Astrocyte regulation of blood flow in the brain. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2015;7:1–14.
Risher W, Eroglu C. Thrombospondins as key regulators of synaptogenesis in the central nervous system. Matrix Biol. 2012;31:170–177.
Sheng W, et al. Reactive oxygen species from human astrocytes induced functional impairment and oxidative damage. Neurochem. Res. 2013;38:2148–2159.
Schousboe, A., Bak, L. K., & Waagepetersen, H. S. (2013). Astrocytic control of biosynthesis and turnover of the neurotransmitters glutamate and GABA. Frontiers in endocrinology, 4, 102.
Sofroniew, M. V., & Vinters, H. V. (2010). Astrocytes: biology and pathology. Acta neuropathologica, 119, 7-35.
Добавить комментарий