Astrocyty patří ke gliovým buňkám centrální části nervový systém a vykonávat důležité funkce v mozek. Působí nejen jako podpůrné buňky pro neurony, ale také se aktivně účastní výměny informací. Důležité patologické procesy v mozek mít vliv na aktivitu astrocytů.
Co jsou astrocyty?
Astrocyty jsou buňky ve tvaru hvězdy ve středu nervový systém a jsou největší složkou gliových buněk. Až donedávna byly gliové buňky považovány za čistě podpůrné buňky pro držení neuronů pohromadě v nervový systém. Odtud pochází slabika „glia“, což znamená lepidlo. Astrocyty vypadají ve tvaru hvězdy nebo pavouka, protože mají vyzařující prodloužení. Astrocyt je odvozen z řeckého výrazu hvězdicovitá buňka nebo hvězdná buňka. Zde však nesmí docházet k záměně se skutečnými hvězdnými buňkami, které zase nemají nic společného s astrocyty. Skutečné hvězdné buňky jsou neuronální buňky (nervové buňky) a jsou umístěny v kůře a mozeček. Kromě neuronů, mozek se skládá z více než 50 procent astrocytů. Na rozdíl od neuronů (nervových buněk) se nezdálo, že by plnily jiné než podpůrné funkce. Pohled na gliové buňky a konkrétně na astrocyty se však v posledních letech radikálně změnil. Například podle nejnovějších poznatků nejsou astrocyty pouze lepidlem nebo tmelem pro neurony, ale hrají významnou roli v komunikačních procesech prostřednictvím interakcí s neurony.
Anatomie a struktura
Astrocyty v mozku jsou rozvětvené buňky ve tvaru hvězdy nebo pavouka. Jejich projekce tvoří hraniční membrány k povrchu mozku a krev plavidla. V mozku existují dva typy astrocytů. Protoplazmatická glia, nazývaná také astrocytus protoplasmaticus nebo krátké paprsky, je součástí šedé hmoty. Naproti tomu vláknitá glia (nazývaná také astrocytus fibrosus nebo dlouhé paprsky), která se nachází v bílé hmotě, je bohatá na fibrily. Obsahují také mnoho mikrotubulů. Astrocyty mozku mají radiálně rozšiřující se buněčné procesy, které pokrývají synapsy, Ranvierovy kroužky a axony neuronových povrchů. Kromě toho procesy také agregují hraniční struktury v centrálním nervovém systému. Jejich buněčná membrána má receptory pro neurotransmitery a napěťově řízené iontové kanály. Mezi sebou vytvářejí těsnou síť mezerami. Slouží k elektrické vazbě článků. V jiných částech centrálního nervového systému mohou mít astrocyty také jinou strukturu. Například sítnice oka obsahuje podlouhlé nebo tyčkovité Müllerovy gliové buňky, které jsou také astrocyty.
Funkce a úkoly
Astrocyty plní řadu funkcí. Již dlouho je známo, že mají podpůrné funkce v CNS. Kromě toho poskytují výživu neuronům prostřednictvím kontaktů s nimi krev plavidla prostřednictvím svých projekcí. Dále udržují draslík vyvážit v mozku. V tomto procesu draslík ionty uvolněné během přenosu excitace jsou přijímány astrocyty a distribuovány po celé síti. Tím se vytvoří účinný pufrovací systém, který také reguluje pH vyvážit v mozku. Vazba glutamát na receptory v membráně dále ovlivňuje iontový posun. Existuje přímá interakce mezi astrocyty a neurony prostřednictvím neurotransmiterů. Elektrické podněty z neuronů se tak také částečně přenášejí do astrocytů. V astrocytech probíhá přenos signálu v bezprostřední blízkosti odpovídajících neuronů. Prostřednictvím zpětnovazebního mechanismu mají astrocyty modulační účinek na přenos signálu mezi neurony. Existuje tedy neustálá výměna informací mezi neurony a gliovými buňkami. Astrocyty tedy fungují podobně jako konzultanti, aby vytvořili odpovídající odpověď. Další rolí astrocytů je zakládat a udržovat krevbariéra mozku vytvořením membrány limitans glialis perivascularis. Rozdělení neuronových axonů způsobí, že astrocyty vytvoří gliové jizvy které brání axon opětovný růst. Pro pacienty s paraplegie, tohle je problém. Podle nedávných studií bylo také zjištěno, že některé astrocyty v hippocampus může sloužit jako kmenové buňky pro neurony.
Nemoci
Astrocyty hrají hlavní roli v kontextu neurologických onemocnění, epilepsie, Alzheimerova choroba nemoc nebo zánět v nervové tkáni. Bylo prokázáno, že zánětlivé procesy v nervové tkáni vedou ke změnám v metabolismu astrocytů, které zajišťují jejich přežití v síti. Mají tedy schopnost zastavit proces buněčné smrti při traumatických událostech, jako je poranění mozku nebo mrtvice. O složitých vztazích však zatím není známo mnoho. Výzkum však naznačuje, že astrocyty také hrají hlavní roli v patologických procesech v nervovém systému. Například bylo zjištěno, že u pacientů s Alzheimerova choroba onemocnění, astrocyty jsou stimulovány zvýšenou produkcí ATP. Stávají se hyperaktivními a vstřebávají více vápník. Pravidelný vápník vznikají vlny. Zatím není jasné, zda je hyperaktivita astrocytů pozitivní obrannou reakcí, nebo zda je to negativní důsledek chorobného procesu, který situaci zhoršuje. Astrocyty mohou získat patologický význam zvýšenou buněčnou proliferací. Mohou tedy být výchozím bodem pro benigní nebo dokonce maligní mozkové nádory. Tyto nádory se obecně označují jako astrocytomy. Ve většině případů jsou astrocytomy benigní, ale často velmi zabírají prostor. Za určitých okolností se z nich mohou vyvinout glioblastomy, které jsou nejčastějším maligním onemocněním mozkové nádory u dospělých.
