عملکرد و سیگنالدهی آستروسیت
آستروسیتها فراوانترین سلولهای گلیال سیستم عصبی مرکزی هستند و به عنوان تنظیمکنندههای اصلی هموستاتیک آن عمل میکنند. آنها تعادل یونی و انتقالدهندههای عصبی را حفظ میکنند، از سد خونی-مغزی حمایت میکنند، بسترهای متابولیکی را برای نورونها فراهم میکنند و فعالیت سیناپسی را تعدیل میکنند. در آسیب و بیماری، آنها دچار تغییرات واکنشی میشوند – که در مجموع آستروگلیوز نامیده میشود – که میتواند هم از بافت اطراف محافظت کند و هم به آن آسیب برساند.
Definition
آستروسیتها سلولهای گلیال ستارهای شکل سیستم عصبی مرکزی هستند که محیط خارج سلولی را تنظیم میکنند، از سد خونی-مغزی و متابولیسم نورونی حمایت میکنند، انتقال سیناپسی را تعدیل میکنند و در پاسخ به آسیب و التهاب، حالتهای واکنشی (آستروگلیوز واکنشی) را اتخاذ میکنند.
Scope
این موضوع به عملکردهای هموستاتیک و سیگنالدهی آستروسیتها، مشارکت آنها در رابط عروقی و سیناپس، و طیف حالتهای واکنشی که در پاسخ به آسیب و التهاب اتخاذ میکنند، میپردازد. این موضوع آستروسیتها را به عنوان یک موضوع سلولی در علوم اعصاب و نوروایمونولوژی در نظر میگیرد تا یک هدف بالینی.
Core questions
- آستروسیتها چگونه هموستاز یونی، انتقالدهندههای عصبی و متابولیکی را حفظ میکنند؟
- آستروسیتها چگونه با نورونها و سیناپسها تعامل دارند؟
- چه چیزی آستروگلیوز واکنشی را تحریک میکند و پیامدهای آن چیست؟
- آستروسیتها چگونه به سد خونی-مغزی و واحد نوروواسکولار کمک میکنند؟
Key concepts
- آستروگلیا
- بافر کردن پتاسیم و گلوتامات
- چرخه گلوتامات-گلوتامین
- سیناپس سهگانه
- پایههای انتهایی آستروسیت و رابط عروقی
- آستروگلیوز واکنشی
- حالتهای واکنشی نوروتوکسیک و نوروپروتکتیو
- حمایت متابولیکی از نورونها
Mechanisms
آستروسیتها زائدههایی را گسترش میدهند که سیناپسها را احاطه کرده و از طریق پایههای انتهایی تخصصی با رگهای خونی تماس برقرار میکنند. آنها پتاسیم اضافی خارج سلولی و انتقالدهنده عصبی گلوتامات را جذب میکنند و دومی را از طریق چرخه گلوتامات-گلوتامین بازیافت میکنند و بسترهای متابولیکی را برای نورونها فراهم میکنند. پایههای انتهایی آنها به القا و حفظ خواص سد خونی-مغزی در سلولهای اندوتلیال کمک میکنند. پس از آسیب یا تحریک التهابی، آستروسیتها واکنشی میشوند و مورفولوژی و بیان ژن را تغییر میدهند؛ این آستروگلیوز میتواند آسیب را محدود کرده و از ترمیم حمایت کند، اما برخی از حالتهای واکنشی، که تا حدی توسط سیگنالهای میکروگلیاهای فعال شده القا میشوند، میتوانند نوروتوکسیک باشند.
Clinical relevance
اختلال عملکرد آستروسیت و حالتهای واکنشی نامطلوب در نورودژنراسیون، نوروالتهاب و پاسخها به آسیب سیستم عصبی مرکزی نقش دارند، که آستروسیتها را به کانون فزایندهای از تحقیقات مکانیکی و درمانی تبدیل میکند. این مدخل آموزشی است و به توصیف زیستشناسی و شواهد میپردازد تا ارائه راهنمایی تشخیصی یا درمانی فردی.
History
آستروسیتها که در قرن نوزدهم توسط بافتشناسانی که آنها را به دلیل شکل ستارهایشان نامگذاری کردند، توصیف شدند، مدتها عمدتاً به عنوان حمایت ساختاری در نظر گرفته میشدند. کارهای بعدی نقش آنها را در بافر کردن پتاسیم و گلوتامات، حمایت متابولیکی و القای خواص سد خونی-مغزی تثبیت کرد. مفهوم سیناپس سهگانه نقش فعال آنها را در انتقال عصبی برجسته کرد و مطالعات اخیر آستروگلیوز واکنشی را تشریح کردند، از جمله این یافته که میکروگلیاهای فعال شده میتوانند آستروسیتهای واکنشی نوروتوکسیک را القا کنند.
Debates
- آیا آستروگلیوز واکنشی مفید است یا مضر؟
- آستروسیتهای واکنشی میتوانند گسترش آسیب را محدود کرده و از ترمیم حمایت کنند، با این حال برخی از حالتهای واکنشی نوروتوکسیک هستند؛ اینکه اثر خالص کمک میکند یا آسیب میرساند به زمینه، سیگنالهای القاکننده و محیط بیماری بستگی دارد، و این حوزه هشدار میدهد که واکنشپذیری را به طور یکنواخت خوب یا بد تلقی نکنیم.
Key figures
- Michael Sofroniew
- Ben Barres
- Shane Liddelow
- N. Joan Abbott
Related topics
Seminal works
- sofroniew-2010
- barres-2008
- liddelow-2017
Frequently asked questions
- «سیناپس سهگانه» چیست؟
- این مفهومی است که یک سیناپس از نظر عملکردی نه تنها نورونهای پیشسیناپسی و پسسیناپسی، بلکه یک زائده آستروسیتی اطراف را نیز درگیر میکند که سیگنالدهی سیناپسی را حس کرده و تعدیل میکند.
- آیا همه آستروسیتهای واکنشی یکسان هستند؟
- خیر. آستروگلیوز واکنشی طیفی از حالتها با پروفایلهای بیان ژنی و عملکردهای متفاوت را شامل میشود، برخی از آنها از ترمیم حمایت میکنند و برخی دیگر به طور بالقوه نوروتوکسیک هستند، بسته به سیگنالهای القاکننده و زمینه.