- จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ
- ความเชี่ยวชาญด้านเมมเบรน
- ประเภท
- Astrocytes โปรโตพลาสมิก
- Astrocytes เส้นใย
- คุณสมบัติ
- ผลกระทบของอุปสรรคเลือดและสมอง
- ฟังก์ชั่นภูมิคุ้มกันของ astrocytes
- ความสำคัญทางคลินิก
- astrogliosis
- อ้างอิง
แอสโตรไซต์เป็นหนึ่งในสี่ประเภทของเซลล์ glial ที่ทำหน้าที่สนับสนุนทางกายภาพและการเผาผลาญของเซลล์ประสาทจึงเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ อีกมากมาย
ร่วมกับโอลิโกเดนโดรไซท์เซลล์จุลภาคและเซลล์เอ็กเพนดิมอลแอสโตรไซท์จะสร้างสิ่งที่เรียกว่า "นิวโรเกลีย" โดยปกติเซลล์ประสาทจะพบในจำนวนที่มากกว่าเซลล์ประสาท แต่ไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาและ / หรือการแพร่กระจายของกระแสประสาท
กล้องจุลทรรศน์อิมมูโนฟลูออเรสเซนต์ของแอสโตรไซต์ (ที่มา: GerryShaw ผ่าน Wikimedia Commons)
คำว่า "neuroglia" และ "astrocyte" ถูกเสนอในปีพ. ศ. 2438 โดย Mihaly von Lenhossek เพื่อระบุกลุ่มเซลล์ที่รองรับเซลล์ประสาทและเป็นชั้นพิเศษของเซลล์เหล่านี้โดยมีรูปร่างเป็นดาวฤกษ์
Astrocytes ได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มจำนวน Synapses ของเซลล์ประสาทที่ใช้งานได้ในเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางซึ่งหมายความว่าจำเป็นสำหรับการส่งผ่านสิ่งเร้าของเส้นประสาท
แผนภาพแสดงเซลล์ประเภทต่างๆที่ประกอบขึ้นเป็น glia ในระบบประสาทส่วนกลาง สังเกตเห็นเซลล์ Ependymal, oligodendrocytes, astrocytes และ microglia (ที่มา: BruceBlaus เมื่อใช้ภาพนี้ในแหล่งภายนอกสามารถอ้างถึงได้ว่า: เจ้าหน้าที่ของ Blausen.com (2014) «แกลเลอรีทางการแพทย์ของ Blausen Medical 2014 ». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436 ผ่าน Wikimedia Commons)
เซลล์เหล่านี้ประกอบด้วย 20 ถึง 25% (และบางครั้งสูงถึง 50%) ของปริมาตรในบริเวณสมองหลาย ๆ ส่วนและเป็นที่ทราบกันดีว่ามีบทบาทพิเศษในการตอบสนองต่อการบาดเจ็บแม้ว่าจะเพิ่งได้รับการเสนอว่าเกี่ยวข้องกับโรคต่างๆของระบบ ประสาทส่วนกลาง
จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ
Astrocytes คือ "ดาวฤกษ์" หรือเซลล์รูปดาวเนื่องจากมีโครงร่างไซโตโซลิกที่มีขนาดแตกต่างกันทำให้คล้ายกับภาพวาดของเด็ก ๆ เกี่ยวกับดาวอวกาศ
เซลล์เหล่านี้กระจายไปทั่วสมองและทั่วไขสันหลังและเป็นเซลล์มากกว่า 50% ของเซลล์ glial ทั้งหมด
เมื่อส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหลังจากการย้อมสีเป็นประจำแอสโตรไซต์ (ขึ้นอยู่กับชนิด) จะมีนิวเคลียสรูปไข่ขนาดใหญ่หรือรูปไข่ที่มีปริมาณไซโตโซลิกเพียงเล็กน้อย
การคาดคะเนของ cytosolic ของ astrocytes เรียกว่า "glial fibrils" และส่วนใหญ่ประกอบด้วย glial-fibrillar acidic protein (GFAP) เฉพาะสำหรับ astrocytes ของระบบประสาทส่วนกลางและที่นิยมใช้ เป็นโปรตีนมาร์คเกอร์
Astrocytes จากการเพาะเลี้ยงเซลล์ สีเป็นผลมาจากการย้อมสีโปรตีน glial-fibrillar acidic (GFAP) (ที่มา: ผู้อัปโหลดต้นฉบับคือ GrzegorzWicher จาก Polish Wikipedia ผ่าน Wikimedia Commons)
เส้นใย glial ของ astrocytes มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับร่างกายของเซลล์และแอกซอนของเซลล์ประสาทพวกมันล้อมรอบบริเวณของเส้นประสาทและยังเป็นก้อนที่รู้จักกันดีของ Ranvier ซึ่งมีอยู่ในแอกซอนที่ปกคลุมด้วยปลอกไมอีลิน
แม้ว่าพวกมันจะไม่ใช่เซลล์ที่เคลื่อนไหวได้ แต่แอสโตรไซต์จะแสดงช่องโซเดียมและโพแทสเซียมที่เฉพาะเจาะจงซึ่งมีความสำคัญต่อหน้าที่ในการรักษาสภาวะสมดุลในระบบประสาท
ความเชี่ยวชาญด้านเมมเบรน
Astrocytes มีความเชี่ยวชาญสองประเภทในเมมเบรนที่เรียกว่าทางแยกช่องว่างและแอสเซมบลีมุมฉาก
จุดเชื่อมต่อของช่องว่างประกอบด้วยโปรตีน transmembrane ที่เรียกว่าคอนเน็กซอนซึ่งเข้าร่วมกับโปรตีนที่คล้ายคลึงกันในเซลล์ใกล้เคียงเพื่อสร้างช่องทางที่ไม่ชอบน้ำซึ่งโมเลกุลขนาดเล็กสามารถแลกเปลี่ยนระหว่างเซลล์ได้
มีช่องว่างมากมายระหว่างแอสโตรไซต์และแอสโตรไซต์และระหว่างแอสโตรไซต์และโอลิโกเดนโดรไซท์ ในบรรดาโมเลกุลที่แลกเปลี่ยนผ่านพันธะเหล่านี้ ได้แก่ ไอออนขนาดเล็กโอลิโกแซ็กคาไรด์และปัจจัยทางโภชนาการบางอย่าง
ในทางกลับกันการประกอบแบบมุมฉากคือการจัดเรียงแบบ "พาราคริลิก" ที่ประกอบด้วยอนุภาคขนาด 7 นาโนเมตร มีจำนวนมากในส่วนปลายของการคาดการณ์ไซโตโซลิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่ต้องเผชิญกับหลอดเลือด
โครงสร้างเหล่านี้มีส่วนร่วมในการยึดเกาะของเซลล์และในการขนส่งสารระหว่างแอสโตรไซต์และระหว่างแอสโตรไซท์กับน้ำไขสันหลัง
ประเภท
แอสโตรไซต์มีสองประเภทที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนซึ่งแตกต่างกันในลักษณะสัณฐานวิทยาและตำแหน่งทางกายวิภาค เหล่านี้คือแอสโตรไซต์โปรโตพลาสมิกและแอสโตรไซท์ที่มีเส้นใย
อย่างไรก็ตามนักวิจัยหลายคนพิจารณาว่าพวกมันเป็นเซลล์ประเภทเดียวกันที่มีหน้าที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่พวกมันอยู่
อย่างไรก็ตามเอกสารทางบรรณานุกรมอื่น ๆ ระบุการมีอยู่ของแอสโตรไซต์ประเภทที่สามโดยมีลักษณะเป็นเซลล์ที่ยืดออกและเรียกกันทั่วไปว่า Bergmann glial cells ของ cerebellum และเซลล์Müllerในเรตินาของดวงตา
เฉพาะแอสโตรไซต์ในสมองและไขสันหลังเท่านั้นที่จะอธิบายได้ที่นี่
Astrocytes โปรโตพลาสมิก
การดำรงอยู่ของเซลล์ดังกล่าวแสดงให้เห็นโดยเทคนิคการย้อมสีเงิน สิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องปกติของสสารสีเทาของสมองและเป็นเซลล์ที่มีลักษณะคล้ายดาวฤกษ์ (คล้ายกับดาว)
พวกมันมีไซโตซอลมากมายที่พบนิวเคลียสขนาดใหญ่และแตกต่างจากแอสโตรไซด์ที่มีเส้นใยตรงที่มีกระบวนการสั้น ๆ
ส่วนปลายของโครงร่างไซโตโซลิกบางส่วนประกอบด้วย "vascular feet" หรือ pedicels ที่ทำปฏิกิริยากับหลอดเลือดที่อยู่ติดกัน
แอสโตรไซต์โพรโทพลาสมิกบางตัวอยู่ใกล้กับเซลล์ของเซลล์ประสาทบางเซลล์ราวกับว่าเป็นเซลล์ "ดาวเทียม"
Astrocytes เส้นใย
แอสโตรไซท์ที่มีเส้นใยเป็นเซลล์ที่มีออร์แกเนลล์ภายในไม่กี่เซลล์ที่อุดมไปด้วยไรโบโซมอิสระและโมเลกุลกักเก็บเช่นไกลโคเจน พวกมันมีเส้นโครงหรือเส้นโครงที่ยาวกว่าโปรโตพลาสมิกแอสโตรไซท์ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าแอสโตรไซท์แบบ "เส้นใย"
เซลล์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับสสารสีขาวของสมองและกระบวนการของพวกมันยังเชื่อมต่อกับหลอดเลือดด้วย แต่จะแยกออกจากเซลล์เหล่านี้ด้วยลามินาฐานของมันเอง
คุณสมบัติ
ในฐานะที่เป็นเซลล์ประสาทแอสโตรไซต์มีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนทางกายภาพและการสนับสนุนการเผาผลาญของเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลางในสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง
นอกจากนี้เซลล์เหล่านี้มีหน้าที่ในการกำจัดไอออนและของเสียอื่น ๆ จากการเผาผลาญของเซลล์ประสาทซึ่งเป็นเรื่องปกติของสภาพแวดล้อมจุลภาคของเซลล์ประสาทโดยเฉพาะบริเวณแอกโซนัลเช่น:
- โพแทสเซียมไอออน (K +)
- ยังคงอยู่ของกลูตาเมตและ
- ร่องรอยของกรดแกมมาอะมิโนบิวทีริก (GABA)
มีหน้าที่ในการเผาผลาญพลังงานของเปลือกสมองในขณะที่พวกมันปล่อยกลูโคสออกจากโมเลกุลไกลโคเจนที่เก็บไว้ในไซโตซอล
การปลดปล่อยนี้เกิดขึ้นเฉพาะเมื่อแอสโตรไซต์ถูกกระตุ้นโดยสารสื่อประสาทเช่นนอร์อิพิเนฟรินและเปปไทด์ในลำไส้ vasoactive หรือเปปไทด์วีไอพีซึ่งปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาทใกล้เคียง
Astrocytes ยังมีส่วนร่วมในการพัฒนาเซลล์ประสาทและในการขนส่งและการปลดปล่อยปัจจัย neurotrophic ซึ่งเป็นสาเหตุที่ผู้เขียนบางคนคิดว่าเป็นเซลล์ที่รักษาสภาวะสมดุลในระบบประสาทส่วนกลาง
เซลล์เหล่านี้ยังสามารถมีบทบาทสำคัญในการรักษาส่วนที่เสียหายของสมอง พวกเขาควบคุม pH ของสมองและควบคุมการทำงานของระบบประสาทโดยการรักษาสภาพแวดล้อมจุลภาคที่ค่อนข้างคงที่
ผลกระทบของอุปสรรคเลือดและสมอง
แอสโตรไซต์บางตัวมีส่วนร่วมในการสร้างและบำรุงรักษากำแพงเลือดและสมองเนื่องจากพวกมันมีความสามารถในการสร้างชั้นต่อเนื่องบนหลอดเลือดที่อยู่รอบนอกของระบบประสาทส่วนกลาง
กำแพงเลือดและสมองเป็น“ โครงสร้าง” ชนิดหนึ่งที่ จำกัด การไหลเวียนของเลือดไปยังระบบประสาทส่วนกลาง
ความสัมพันธ์ของเซลล์ประสาทเหล่านี้กับหน้าที่นี้ได้รับการทดลองแสดงให้เห็นว่าเซลล์เยื่อบุผิวสามารถกระตุ้นให้เกิดความแตกต่างของสารตั้งต้นของแอสโทรไซติก
ฟังก์ชั่นภูมิคุ้มกันของ astrocytes
บทวิจารณ์วรรณกรรมบางเรื่องเน้นให้แอสโตรไซต์เป็นเซลล์ที่ไม่มีภูมิคุ้มกันของระบบประสาทส่วนกลางเนื่องจากสามารถแสดงโปรตีนของ Major Histocompatibility Complex (MHC) ซึ่งมีหน้าที่สำคัญในการนำเสนอแอนติเจน
จากนั้นเซลล์เหล่านี้จะมีส่วนร่วมในการกระตุ้นเซลล์ T ไม่เพียง แต่โดยการแสดงออกของโปรตีนที่นำเสนอแอนติเจนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการแสดงโมเลกุลกระตุ้นร่วมที่มีความสำคัญต่อกระบวนการต่อกระบวนการ
อย่างไรก็ตามการมีส่วนร่วมของแอสโตรไซท์ในระบบภูมิคุ้มกันไม่ได้ จำกัด อยู่ที่การนำเสนอแอนติเจน แต่ยังแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้สามารถหลั่งไซโตไคน์และเคมีโมไคน์ได้หลากหลายซึ่งอาจหมายความว่าพวกมันมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการอักเสบและ ปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันในสมอง
ความสำคัญทางคลินิก
จากข้อมูลการทดลองที่ชี้ให้เห็นว่าการยับยั้งแอสโตรไซต์ในระบบประสาทส่วนกลางส่งผลให้เซลล์ประสาทเสื่อมลงอย่างมากในผู้ใหญ่เป็นที่ชัดเจนว่าเซลล์เหล่านี้มีความสำคัญทางคลินิกที่มีคุณค่า
Astrocytes ซึ่งเป็นหน้าที่หลายอย่างเชื่อมโยงกับการฟื้นตัวในระยะยาวของผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บที่สมอง พวกเขายังมีส่วนร่วมในการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากความสามารถในการแสดงออกและปลดปล่อยปัจจัยทางโภชนาการ
กล่าวอีกนัยหนึ่งการอยู่รอดของเซลล์ประสาทนั้นขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของพวกมันกับแอสโตรไซต์เป็นอย่างมากดังนั้นความเสียหายขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในเซลล์เหล่านี้จะส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของสมองตามปกติ
astrogliosis
โรคเกี่ยวกับความผิดปกติของระบบประสาทหลายชนิดมีความโดดเด่นด้วยการแพร่กระจายการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและการเพิ่มการแสดงออกของโปรตีนกรด glial-fibrillar (GFAP) ในแอสโตรไซต์ ภาวะที่เรียกว่า "astrogliosis"
กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับบริบทที่เกิดขึ้นอาจเป็นประโยชน์หรือเป็นอันตรายได้เนื่องจากอาจหมายถึงการอยู่รอดของเซลล์ประสาทเนื่องจากการผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตหรือการก่อตัวของ "แผลเป็น glial" ตามลำดับ
Astrogliosis ไม่ใช่กระบวนการสุ่มหรือ“ ทั้งหมดหรืออะไรเลย” แต่เป็นเหตุการณ์ที่มีการควบคุมสูงซึ่งขึ้นอยู่กับสัญญาณเซลลูลาร์หลายตัวและบริบทเฉพาะที่พบเซลล์ที่เป็นปัญหา
อ้างอิง
- Chen, Y. และ Swanson, RA (2003) Astrocytes และการบาดเจ็บที่สมอง Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 23 (2), 137–149.
- Dong, Y. และ Benveniste, EN (2001) การทำงานของภูมิคุ้มกันของ astrocytes Glia, 36 (2), 180–190
- Gartner, LP, & Hiatt, JL (2012). แผนที่สีและข้อความของเนื้อเยื่อวิทยา Lippincott Williams และ Wilkins
- Kimelberg, HK, & Nedergaard, M. (2010). หน้าที่ของ Astrocytes และศักยภาพในการรักษาเป้าหมาย ประสาทบำบัด, 7 (4), 338–353
- มอนต์โกเมอรี, DL (1994). Astrocytes: รูปแบบหน้าที่และบทบาทในโรค สัตวแพทยศาสตร์, 31 (2), 145–167.
- Ransom, B. , Behar, T. , & Nedergaard, M. (2003). บทบาทใหม่สำหรับ astrocytes (ในที่สุดดาว) แนวโน้มของประสาท, 26 (10), 520–522
- Sofroniew, MV, & Vinters, HV (2010). Astrocytes: ชีววิทยาและพยาธิวิทยา Acta Neuropathologica, 119 (1), 7–35