Astrozyten und Oligodendrozyten

Astrozyten und Oligodendrozyten sind die beiden wichtigsten Makrogliazellen des Zentralnervensystems. Astrozyten sind sternförmige Zellen, deren Fortsätze Neuronen, Synapsen und Blutgefäße kontaktieren und die chemische und strukturelle Umgebung des Gehirns aufrechterhalten. Oligodendrozyten bilden die Myelinscheiden, die zentrale Axone isolieren, wobei ein einzelner Oligodendrozyt Segmente mehrerer Axone myelinisiert. Zusammen machen sie einen Großteil des Stützgewebes von Gehirn und Rückenmark aus.

Definition

Astrozyten sind sternförmige Makrogliazellen, die das neuronale Mikromilieu unterstützen und regulieren, während Oligodendrozyten Makrogliazellen sind, die die Myelinscheiden von Axonen im Zentralnervensystem bilden.

Scope

Dieses Thema behandelt die Histologie und Kernbiologie der zentralen Makroglia: die Morphologie der Astrozyten (protoplasmatisch und fibrillär), die Identifizierung von Astrozyten durch das Gliafibrilläre saure Protein, ihre Rolle an Synapsen und der vaskulären Schnittstelle sowie die Struktur der Oligodendrozyten und die von ihnen bereitgestellte zentrale Myelinisierung. Die periphere Myelinisierung durch Schwann-Zellen wird nur zum Vergleich erwähnt. Es handelt sich um eine referenzielle Bildungsressource und nicht um eine klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie werden protoplasmatische und fibrilläre Astrozyten unterschieden und wo sind sie jeweils zu finden?
• Welche Rolle spielen Astrozyten an der Synapse und an der vaskulären Schnittstelle?
• Wie myelinisiert ein einzelner Oligodendrozyt zentrale Axone?
• Welche Marker identifizieren diese Zellen histologisch?

Key concepts

• Protoplasmatische und fibrilläre Astrozyten
• Gliafibrilläres saures Protein (GFAP)
• Astrozyten-Endfüße
• Reaktive Astrogliose
• Oligodendrozyt
• Zentrales Myelin und Internodien
• Makroglia

Mechanisms

Astrozyten strecken zahlreiche Fortsätze aus, die Synapsen umhüllen, überschüssige Neurotransmitter und Kalium aufnehmen, metabolische Substrate liefern und spezialisierte Endfüße an Kapillaren anlegen, wo sie zur Blut-Hirn-Schranke beitragen; sie werden durch ihr Intermediärfilamentprotein GFAP identifiziert und reagieren auf Verletzungen mit reaktiver Astrogliose (Sofroniew & Vinters, 2010; Bayraktar et al., 2014). Oligodendrozyten umwickeln Axonsegmente mit Schichten von Plasmamembran, um kompaktes Myelin zu bilden, wobei ein Oligodendrozyt Internodien an mehreren verschiedenen Axonen myelinisiert, und sie versorgen die von ihnen umhüllten Axone auch metabolisch (Simons & Nave, 2015). Barres (2008) betrachtet beide Zelltypen als aktive Partner von Neuronen und nicht als passive Unterstützung.

Clinical relevance

Diese Zellen sind zentral für das Verständnis demyelinisierender Erkrankungen, der Gliose und Narbenbildung nach Verletzungen des Zentralnervensystems sowie der Entstehung von Gliomen. Dieser Eintrag beschreibt die normale Histologie und Zellbiologie zu Bildungszwecken und ist keine Grundlage für Diagnose oder Behandlung.

History

Golgis Silbermethoden enthüllten erstmals Gliazellen neben Neuronen, und Río-Hortegas spezifische Färbung in den 1920er Jahren unterschied Oligodendroglia von Astrozyten und Mikroglia und etablierte die moderne Klassifikation der Glia. Die funktionelle Bedeutung von Astrozyten und Oligodendrozyten wurde lange unterschätzt; molekulare und physiologische Studien, die von Barres (2008) und anderen rezensiert wurden, stellten sie als aktive Regulatoren der neuronalen Funktion und Myelinisierung dar.

Key figures

• Pío del Río-Hortega
• Camillo Golgi
• Ben A. Barres

Seminal works

• sofroniew-2010
• simons-2015
• barres-2008

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen protoplasmatischen und fibrillären Astrozyten?

Protoplasmatische Astrozyten haben viele kurze, verzweigte Fortsätze und kommen hauptsächlich in der grauen Substanz vor, während fibrilläre Astrozyten weniger, längere Fortsätze aufweisen, die reich an Intermediärfilamenten sind, und in der weißen Substanz überwiegen.

Wie unterscheidet sich die Myelinisierung des Zentralnervensystems von der peripheren Myelinisierung?

Im Zentralnervensystem myelinisiert ein einzelner Oligodendrozyt Internodien an mehreren Axonen, während im peripheren Nervensystem jede Schwann-Zelle ein einzelnes Internodium eines Axons myelinisiert.