Chức năng và tín hiệu của tế bào hình sao

Tế bào hình sao là những tế bào thần kinh đệm phong phú nhất của hệ thần kinh trung ương và đóng vai trò là cơ quan điều hòa cân bằng nội môi chính của nó. Chúng duy trì sự cân bằng ion và chất dẫn truyền thần kinh, hỗ trợ hàng rào máu não, cung cấp chất nền chuyển hóa cho tế bào thần kinh và điều hòa hoạt động khớp thần kinh. Trong chấn thương và bệnh tật, chúng trải qua những thay đổi phản ứng – được gọi chung là bệnh sao bào – có thể vừa bảo vệ vừa gây hại cho mô xung quanh.

Definition

Tế bào hình sao là các tế bào thần kinh đệm hình sao của hệ thần kinh trung ương điều hòa môi trường ngoại bào, hỗ trợ hàng rào máu não và chuyển hóa thần kinh, điều hòa dẫn truyền khớp thần kinh, và đảm nhận các trạng thái phản ứng (bệnh sao bào phản ứng) để đáp ứng với chấn thương và viêm.

Scope

Chủ đề này bao gồm các chức năng cân bằng nội môi và tín hiệu của tế bào hình sao, những đóng góp của chúng vào giao diện mạch máu và khớp thần kinh, cũng như phổ các trạng thái phản ứng mà chúng đảm nhận để đáp ứng với chấn thương và viêm. Nó coi tế bào hình sao là một chủ đề tế bào trong khoa học thần kinh và miễn dịch thần kinh hơn là một mục tiêu lâm sàng.

Core questions

• Tế bào hình sao duy trì cân bằng nội môi ion, chất dẫn truyền thần kinh và chuyển hóa như thế nào?
• Tế bào hình sao tương tác với tế bào thần kinh và khớp thần kinh như thế nào?
• Điều gì kích hoạt bệnh sao bào phản ứng và hậu quả của nó là gì?
• Tế bào hình sao đóng góp như thế nào vào hàng rào máu não và đơn vị mạch máu thần kinh?

Key concepts

• Tế bào hình sao
• Đệm kali và glutamate
• Chu trình glutamate-glutamine
• Khớp thần kinh ba phần
• Chân cuối tế bào hình sao và giao diện mạch máu
• Bệnh sao bào phản ứng
• Các trạng thái phản ứng gây độc thần kinh và bảo vệ thần kinh
• Hỗ trợ chuyển hóa của tế bào thần kinh

Mechanisms

Tế bào hình sao kéo dài các quá trình bao bọc khớp thần kinh và tiếp xúc với mạch máu thông qua các chân cuối chuyên biệt. Chúng hấp thụ kali ngoại bào dư thừa và chất dẫn truyền thần kinh glutamate, tái chế chất sau thông qua chu trình glutamate-glutamine, và chúng cung cấp cho tế bào thần kinh các chất nền chuyển hóa. Các chân cuối của chúng giúp tạo ra và duy trì các đặc tính của hàng rào máu não trong các tế bào nội mô. Sau chấn thương hoặc kích thích viêm, tế bào hình sao trở nên phản ứng, thay đổi hình thái và biểu hiện gen; bệnh sao bào này có thể ngăn chặn tổn thương và hỗ trợ sửa chữa, nhưng một số trạng thái phản ứng nhất định, được gây ra một phần bởi các tín hiệu từ vi bào đệm hoạt hóa, có thể gây độc thần kinh.

Clinical relevance

Rối loạn chức năng tế bào hình sao và các trạng thái phản ứng không thích nghi có liên quan đến thoái hóa thần kinh, viêm thần kinh và các phản ứng đối với chấn thương hệ thần kinh trung ương, khiến tế bào hình sao trở thành một trọng tâm ngày càng tăng của nghiên cứu cơ chế và điều trị. Mục này mang tính giáo dục, mô tả sinh học và bằng chứng hơn là đưa ra hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Được mô tả vào thế kỷ XIX bởi các nhà mô học, những người đã đặt tên cho chúng theo hình dạng giống ngôi sao, tế bào hình sao từ lâu đã được xem chủ yếu là hỗ trợ cấu trúc. Các công trình sau này đã thiết lập vai trò của chúng trong việc đệm kali và glutamate, hỗ trợ chuyển hóa và tạo ra các đặc tính hàng rào. Khái niệm về khớp thần kinh ba phần đã làm nổi bật vai trò tích cực của chúng trong dẫn truyền thần kinh, và các nghiên cứu gần đây hơn đã phân tích bệnh sao bào phản ứng, bao gồm cả phát hiện rằng vi bào đệm hoạt hóa có thể gây ra các tế bào hình sao phản ứng gây độc thần kinh.

Debates

Bệnh sao bào phản ứng có lợi hay có hại?

Các tế bào hình sao phản ứng có thể hạn chế sự lây lan của tổn thương và hỗ trợ sửa chữa, tuy nhiên một số trạng thái phản ứng lại gây độc thần kinh; liệu hiệu quả ròng có giúp ích hay gây hại phụ thuộc vào bối cảnh, các tín hiệu gây ra và tình trạng bệnh, và lĩnh vực này cảnh báo không nên coi phản ứng là tốt hay xấu một cách đồng nhất.

Key figures

• Michael Sofroniew
• Ben Barres
• Shane Liddelow
• N. Joan Abbott

Seminal works

• sofroniew-2010
• barres-2008
• liddelow-2017

Frequently asked questions

Khớp thần kinh 'ba phần' là gì?

Đó là khái niệm cho rằng một khớp thần kinh về mặt chức năng không chỉ liên quan đến các tế bào thần kinh tiền khớp thần kinh và hậu khớp thần kinh mà còn liên quan đến một quá trình tế bào hình sao xung quanh, cảm nhận và điều hòa tín hiệu khớp thần kinh.

Tất cả các tế bào hình sao phản ứng có giống nhau không?

Không. Bệnh sao bào phản ứng bao gồm một loạt các trạng thái với các hồ sơ biểu hiện gen và chức năng khác nhau, một số hỗ trợ sửa chữa và một số khác có khả năng gây độc thần kinh, tùy thuộc vào các tín hiệu gây ra và bối cảnh.