Astrocitai (astroglijos) – apibrėžimas, funkcijos ir vaidmuo smegenyse
Atraskite astrocitų (astroglijų) apibrėžimą ir vaidmenį smegenyse: funkcijos, kraujo–smegenų barjero palaikymas, jonų pusiausvyra, maitinimas ir regeneracija.
Astrocitai yra žvaigždės formos glijos ląstelės, randamos galvos ir nugaros smegenyse. Dažnai jos vadinamos astroglijomis ir pasižymi gausiu išsišakojimu, per kurį formuojasi ryšiai su neuronais, kraujagyslėmis ir kitomis glijos ląstelėmis.
Sandara ir tipai
Astrocitai skirstomi į kelis tipus pagal formą ir lokalizaciją: protoplazminiai astrocitai daugiausia randami pilkame kamiene, fibriliniai – baltajame kamiene, o embrioniniame smegenų vystymesi svarbų vaidmenį atlieka radialiniai astrocitai (radialinė glija). Daug astrocitų išsiskiria specifiniais baltymais, pvz., GFAP (glijos fibrilinio rūšies baltymas), bei turi plataus ploto „endfeet“ — galūnėles, dengiančias kraujagysles ir prisidedančias prie kraujo–smegenų barjero veiklos.
Pagrindinės funkcijos
- Kraujo–smegenų barjero palaikymas: astrocitų endfeet glaudžiai sąveikauja su endotelinėmis ląstelėmis ir padeda kraujo ir smegenų barjero endotelio ląstelėms išlaikyti barjero integritetą ir transporto funkcijas.
- Maitinimas ir metabolinė parama: astrocitai tiekią neuronus gliukoze, kaupia glikogeną kaip energijos rezervą ir gali konvertuoti gliukozę į laktozę, kurią neuronai naudoja energijai (t. y. „laktozės pernešimo“ arba astrocyte–neuron lactate shuttle mechanizmas).
- Jonų ir vandens homeostazė: astrocitai reguliuoja ekstraląstelinių jonų — ypač K+ — koncentraciją ir reiškia vandens kanalus (AQP4), svarbius smegenų tūrio ir osmosinio balanso palaikymui.
- Neurotransmiterių valymas ir atstatymas: astrocitai greitai surenka ir inaktyvuoja neurotransmiterius (pvz., glutamatą), taip apsaugodami neuronus nuo per didelės eksitacijos; jie taip pat dalyvauja glutamato–gliutamino cikle.
- Sinapsių reguliacija ir sinaptogenezė: astrocitai formuoja vadinamąjį „tripleinį sinapsį“ (tripartite synapse), moduliuoja sinaptinį perdavimą ir skatina sinapsių formavimąsi bei pritaikymą (synaptic plasticity) per gliotransmiterius (pvz., ATP, D-serine).
- Tarpusavio ryšys ir tinklas: per tarpląstelines jungtis (gap junctions) astrocitai sudaro funkcinius tinklus, leidžiančius paskirstyti jonus ir metabolitus per didesnį audinį.
Signalinės savybės
Nors anksčiau glija buvo laikoma tik paramos audiniu, nuo 1990‑ųjų vidurio tyrimai parodė, kad astrocitai aktyviai dalyvauja signalizacijoje: jie gali generuoti ir skleisti Ca2+ bangas, išskirti gliotransmiterius ir taip reguliuoti neuronų aktyvumą bei kraujagyslių tonusą. Šis aktyvus vaidmuo paaiškina, kodėl astrocitai tapo svarbia neuromokslų tyrimų sritimi.
Vaidmuo vystymesi, pažeidimuose ir ligose
Embrioniniame vystymesi radialiniai astrocitai funkcionuoja kaip neuronų ir glijos pirmtakai bei nukreipia migruojančius neuronus. Po smegenų pažeidimų astrocitai reaguoja aktyvacija (reaktyvioji astrogliosis): jie proliferuoja, keičia morfologiją ir gali formuoti „glialinius randus“, kurie padeda riboti uždegimą ir atstatyti barjerą, tačiau kartais taip pat trukdo regeneracijai.
Astrocitų disfunkcija siejama su įvairiomis neurologinėmis ligomis: neurodegeneracinėmis ligomis (pvz., Alzheimerio liga), epilepsija (pernelyg didelė ekscitacija dėl sutrikusio glutamato pašalinimo), insultu, uždegiminėmis būklėmis ir edemomis. Todėl astrocitai yra ne tik biologinio supratimo objektas, bet ir potenciali terapinė tikslinė vieta.
Santrauka
Astrocitai — daugiafunkcės, aktyvios smegenų ląstelės, kurios palaiko neuronų gyvybingumą, reguliuoja jonų ir metabolinę pusiausvyrą, dalyvauja sinapsių reguliacijoje ir atsako į pažeidimus. Jų gebėjimas perduoti signalus per Ca2+ bangas ir išskirti aktyvias medžiagas paaiškina, kodėl astrocitai tapo svarbia ir intensyviai tiriama neuromokslų sritimi.
Astrocitai (raudonai geltona) tarp neuronų (žalia) gyvoje smegenų žievėje
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra astrocitai?
A: Astrocitai yra žvaigždės formos glijos ląstelės, randamos galvos ir nugaros smegenyse.
K: Kokią dalį smegenų glijos sudaro astrocitai?
A: Astrocitai sudaro 20-40 % visų smegenų glijos ląstelių, o atskiruose regionuose jų dalis skiriasi.
K: Kokios yra astrocitų funkcijos?
A.: Astrocitai atlieka šias funkcijas: padeda kraujo ir smegenų barjero endotelio ląstelėms, aprūpina nervinį audinį maistinėmis medžiagomis, palaiko ekstraląstelinių jonų pusiausvyrą ir padeda atkurti galvos ir nugaros smegenis po traumų.
K: Koks svarbus atradimas apie astrocitus buvo padarytas nuo praėjusio amžiaus dešimtojo dešimtmečio vidurio?
A: Nuo XX a. dešimtojo dešimtmečio vidurio atlikti tyrimai parodė, kad astrocitai išskiria Ca2+ jonus ir reguliuoja smegenų funkcijas, todėl jie tapo svarbia neuromokslų tyrimų sritimi.
K: Kokiu dar pavadinimu bendrai vadinami astrocitai?
A: Astrocitai dar vadinami astroglijomis.
K: Kur organizme randama astrocitų?
A: Astrocitai randami galvos ir nugaros smegenyse.
K: Kodėl astrocitai yra svarbūs neurobiologijos tyrimams?
A: Astrocitai svarbūs neurobiologijos tyrimams dėl to, kad jie išskiria Ca2+ jonus ir reguliuoja smegenų funkcijas.
Ieškoti