Astrocīti — astroglija smadzenēs: struktūra, funkcijas un nozīme

Atklāj astrocītus — smadzeņu astrogliju: struktūra, funkcijas, loma asins-smadzeņu barjerā, jonu regulācijā, atjaunošanā un jaunākie pētījumu atklājumi.

Astrocīti ir raksturīgas zvaigžņveida glijas šūnas galvas un muguras smadzenēs. Tās dēvē arī par astrogliju. Astrocīti izskatās kā šūnas ar daudzām izaugām — tās veido sazaroto tīklu, kura izaugas (processi) bieži saskaras ar asinsvadiem, sinapsēm un citām šūnām.

Astrocītu īpatsvars smadzenēs ir atšķirīgs — dažādos reģionos pētījumi rāda, ka astrocīti veido aptuveni 20–40 % no visām glijām. Precīzs īpatsvars atšķiras starp sugu, reģionu un attīstības posmu.

Struktūra un tipi

Astrocīti dalās galvenokārt divos morfoloģiskos tipos:

• Protoplazmatiski astrocīti — pārsvarā pelēkajā vielā, ar plašām, smalkām izaugām, kas aptver sinapses.
• Fibrilārie astrocīti — galvenokārt baltajā vielā, ar gariem, šķiedrveida procesiem.

Astrocītu procesi veido tā dēvētos endfeet — platas daļas, kas ieskauj asinsvadus un palīdz veidot saikni starp asinsvadiem un neironiem. Astrocīti savienojas savā starpā ar gap junction kanāliem (piemēram, ar koneksīnu proteīniem), veidojot funkcionālu tīklu.

Galvenās funkcijas

Astrocīti veic daudzas būtiskas funkcijas, tostarp:

• Asins‑smadzeņu barjeras atbalsts — tie palīdz asins-smadzeņu barjeras endotēlija šūnām, nodrošinot barjeras integritāti un regulējot molekulu kustību starp asinīm un smadzeņu audu šķidrumu.
• Barības vielu piegāde — astrocīti piegādā neironiem glikozi un citas barības vielas, glabā glikogēnu un var pārvērst to laktātā, kas tiek izmantots neironu enerģijai.
• Jonu homeostāze — tie uztur āršūnu jonu līdzsvaru, īpaši K+ koncentrāciju (piemēram, caur Kir jonkanāliem), novēršot pārmērīgu neironu uzbudināmību.
• Neirotransmitoru noņemšana un metabolisms — astrocīti uzņem glutamātu un citus neirotransmitorus (piemēram, caur EAAT transporteriem) un pārveido tos glutamīnā, kas pēc tam tiek atkal izmantots neironos.
• Neirovaskulārā mijiedarbība — caur signāliem astrocīti regulē asins plūsmu uz aktīvajiem smadzeņu reģioniem, tā nodrošinot enerģijas piegādi, un tādējādi tie ir iesaistīti arī fMRI signāla pamatā.
• Synaptiskā attīstība un plastiskums — astrocīti izdala molekulas, kas veicina sinapšu veidošanos un nobriešanu (piem., trombospondīni, cholesterīns), kā arī palīdz sinapšu pārstrukturēšanā.
• Reakcija uz traumu — pēc traumas vai slimības astrocīti aktivizējas (reaktīvā astroglioze), proliferē un var veidot glijas rētas. Tas var būt aizsargājoši, bet reizēm arī ierobežo reģenerāciju.
• Kalcija signālizācija — kopš 1990. gadu vidus pētījumi parādīja, ka astrocīti izstaro Ca²⁺ signālus, kas izplatās pa procesiem un var modulēt neironu darbību un asins plūsmu.

Pētniecība un strīdi

Pētniecība par astrocītiem ir strauji attīstījusies. Tā ietver tādas tēmas kā gliotransmisija — domājams, ka astrocīti var izdalīt ATP, glutamātu vai D‑serīnu, kas ietekmē sinapšu darbību, taču šī teorija joprojām ir daļēji diskutabla un atkarīga no modeļa un mērķmetodēm.

Klīniskā nozīme

Astrocīti iesaistās vairākās slimībās un stāvokļos:

• Epilepsija — bojāta K+ buferizācija vai glutamāta reabsorbcija var palielināt neironu hiperexcitabilitāti.
• Alcheimera slimība, ALS un citas neirodeģeneratīvas slimības — astrocītu disfunkcija var veicināt neironu bojāeju un iekaisuma procesus.
• Insults un trauma — astrocīti var gan aizsargāt, gan ierobežot atjaunošanos, atkarībā no reakcijas intensitātes.

Klīniskajā diagnostikā un pētniecībā bieži izmanto astrocītu marķierus, piemēram, GFAP, S100β un ALDH1L1, lai identificētu reaktīvus astrocītus vai izmaiņas audos.

Kopsavilkums

Astrocīti nav tikai “palīgšūnas” — tie ir aktīvi smadzeņu darbības regulatori, kas nodrošina struktūru, vielu apriti, jonus un signālus, veicina sinapšu attīstību un reaģē uz bojājumiem. Tos padara par nozīmīgu pētījumu objektu neirozinātnē, jo sapratne par astrocītu funkcijām palīdz izprast gan normālu smadzeņu darbību, gan slimību mehānismus.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir astrocīti?

J: Kādu daļu no smadzeņu glijas veido astrocīti?

J: Kādas ir astrocītu funkcijas?

Kāds nozīmīgs atklājums par astrocītiem ir izdarīts kopš 90. gadu vidus?

J: Kāds ir astrocītu kopējais nosaukums?

J: Kur organismā atrodami astrocīti?

J: Kāpēc astrocīti ir svarīgi neirozinātnes pētniecībā?

Meklēt pēc burta