몫:
성상 세포의 특징, 해부학 적 특성 및 기능
그 성상 세포, 또한 astroglas로 알려진, 그들은 neuroectodermal 혈통의 glial 세포의 유형입니다. 발달 중에 전구체의 이동을 지시하는 역할을하는 세포에서 유래하여 중추 신경계의 발달 초기 단계에 형성됨..
이 세포들은 뇌의 여러 부위에서 가장 중요하고 가장 많은 신경아 교세포로 돋보입니다. 기능적으로, 그들은 신경 활동 수행을 위해 많은 수의 핵심 활동을 수행 할 책임이 있습니다..
성상 교세포는 뉴런과 다른 신체 세포와 직접 관련이 있습니다. 마찬가지로, 그들은 신체와 중추 신경계 사이의 경계를 형성하는 데 책임이 있습니다. 이른바 glia limitans.
이 기사에서는 우리는 성상 세포의 주요 특징을 검토합니다. 그것의 분자 및 생리 특성은 토론되고,이 유형의 세포에 의해 수행되는 기능이 설명된다..
성상 세포의 특징
성상 세포는 대부분의 세포를 구성합니다. 그들은 glia 세포의 일부입니다, 즉 그들은 encephalon의 뉴런의 기능을 동반하고 돕는 역할을하는 일련의 요소입니다.
살아있는 생물의 뇌에서 성상 교세포의 양은 동물의 크기와 관련이있는 것으로 보인다. 예를 들어, 파리에는 25 %의 성상 교세포가 있고, 쥐에는 60 %, 사람은 90 %, 코끼리는 97 %.
모든 종류의 신경아 교세포 중에서 가장 많이 발견되는 것은 성상 세포입니다. 유행에 관한 연구에 따르면이 유형의 세포는 뇌량의 약 25 %를 차지합니다.
그 기능과 관련하여, 성상 교세포는 다소 수수께끼의 활동을 특징으로한다. 역사상 가장 유명한 과학자 중 한 명인 Ramón y Cajal에 의한 묘사 이후, 그리고 나중에 Río-Ortega에 의해 기술 된 이후로 그들은 지원 기능 만 수행하는 것으로 간주되어왔다.
그러나 지난 몇 년 동안 그 기능은 재검토되었으며이 세포가 뇌의 적절한 기능을하는 올바른 미세 환경을 허용하는 데 필수적이라는 것이 입증되었습니다..
마찬가지로, 성상 교세포에 대해 기술 된 분자 적 성질은 이들 세포가 신경계 내에서 정보의 전달에 기본적인 역할을하는 것으로 나타났다.
형태론
모든 성상 세포가 동일한 성질을 갖는 것은 아닙니다. 실제로, 그들의 형태에 따라, 이러한 유형의 세포는 두 개의 큰 그룹으로 분류 될 수있다 : 원형질 성 성상 세포 및 섬유 성 성상 세포.
원형질 성 성상 교세포는 신경계의 회색 물질 내에 존재한다는 특징이있다. 그 과정은 시냅스 (뉴런과의 연결)와 혈관.
형태 론적으로 그들은 일정한 분포뿐만 아니라 매우 분지 된 과정을 야기하는 몇 가지 주 가지가있는 둥근 모양을 특징으로한다..
반면에 섬유 성 성상 교세포는 신경 계통의 흰 물질에 위치하고 있습니다. 이들은 혈관뿐만 아니라 Ranvier의 노드와 직접 연결되는 특징이 있습니다..
섬유 성 성상 교세포의 분지는 원형질과 관련하여 더 작고, 그 과정은 신경 섬유에 의해보다 길게 특징 지어진다.
두 종류의 성상 세포의 예측은 성인 뇌에서 중첩되지 않지만이 유형의 세포는 인접한 성상 세포 과정과 갭 접합을 형성하는 것으로 나타났습니다.
마찬가지로, 비록이 형태 학적 분류가 연구를 위해 과학적 수준에서 가장 많이 사용 되긴하지만, 성상 교세는 매우 이질적인 세포.
사실, 성상 교세포, Bergmann 's glia 또는 Muller 's glia와 같은 성상 세포의 종류가 특성에 따라 차별화되었습니다..
구조
성상 세포 뼈대의 구조적 성질은 중간 필라멘트 네트워크를 통해 유지됩니다. 이 필라멘트의 주요 구성 요소는 glial fibrillary acidic protein (GFAP).
사실, GFAP에 의한 뇌 손상과 표현 중추 신경계의 퇴행성 질환은 나이가 강조 성상 세포의 면역 조직 화학적 식별을위한 고전적인 마커도, 그것을.
GFAP는 대안적인 spilcing에 의해 시작된 8 개의 isoform을 제시하는 것을 특징으로합니다. 이들 각각은 성상 세포의 특정 하위 군에서 발현되고 중간 필라멘트 네트워크와는 다른 구조적 성질을 부여한다.
수술
성상 교세포는 의사 소통 특성을 가진 흥분성 세포로 특징 지어진다. 즉, 내부 신호와 외부 신호에 의해 활성화되고 특정 메시지를 인접 셀에 보냅니다..
이러한 유형의 세포에 의해 수행되는이 과정은 "신경 전달 (gliotransmission)"과정으로 알려져 있습니다. 이러한 의미에서, 성상 교세포는 흥분되고 의사 전달적인 요소이지만 뉴런과 같은 활동 전위를 생성하지는 않습니다.
성상 교세포는 세포 내 칼슘 농도의 일시적인 증가를 나타낸다. 이러한 칼슘 농도의 변형은 성상 교세포와 성상 교세포 사이의 소통을 담당한다.
보다 구체적으로, 성상 교세포의 기능은 다음과 같은 요소로 특징 지워진다 :
- 세포 내 저장 (자연적 자극)에서 칼슘이 방출되어 생기는 고유 진동으로 발생하며,.
- 뉴런에 의해 방출 된 전달에 의해 발생합니다. 특히 뉴런은 소포체로부터 칼슘의 방출을 유도하는 G 단백질과 결합 된 수용체를 활성화시키는 ATP 또는 글루타메이트와 같은 물질을 방출한다.
- astrictos의 연장 중 일부는 pedicular 프로세스를 형성 모세 혈관과 접촉하고 있습니다. 다른 경우,이 세포의 연장은 신경 시냅스를 둘러 쌀 수 있습니다.
성상 교세포의 핵은 다른 형태의 신경아 교세포보다 더 명확하다는 특징이 있습니다. 마찬가지로, 그 세포질에는 다량의 글리코겐 과립과 중간 필라멘트가있다.
이러한 의미에서, 성상 교세포는 서로 다른 전달 물질의 많은 수의 수용체를 그들의 막에서 발현 할 수 있습니다. 이 사실은 글루타메이트, GABA 또는 아세틸 콜린과 같은 상이한 물질이 세포 내 칼슘의 증가를 일으킬 수 있다는 것을 동기 부여한다.
한편, 성상 세포는 신경 전달 물질의 존재에 반응 할뿐만 아니라 화학 물질을 방출 할 수있는 신경 세포입니다.
성상 교세포의 기능에 관해 언급 된이 전달은 메신저 분자 IP3와 칼슘에 기인합니다. IP3 메신저 분자는 세포 소기관에서 칼슘 채널을 활성화시키는 역할을합니다..
그렇게함으로써, 성상 교세포는 이들 물질을 세포질로 분비한다. 방출 된 칼슘 이온은 IP3의보다 많은 양의 생성을 자극하며, 이는 성상 교세포에서 성상 세포로 전파되는 전기파의 출현을 동기 부여하는 사실입니다.
다른 한편으로, 세포 외 수준에서, ATP의 방출 및 이웃하는 성상 교세포의 퓨린 성 수용체의 활성화는 이러한 유형의 세포의 전달을 야기하는 요소이다..
기능들
초기에 그들은 성상 교세포에만 지원 기능을 부여 받았지만, 요즘은 이들 세포가 신경계의 발달, 신진 대사 및 병리의 여러 측면에서 중요한 역할을한다는 것이 증명되었습니다.
사실, 이러한 세포는 일부 뉴런의 영양 및 대사 지원에 필수 요소입니다. 차례로, 그들의 시냅스와 대뇌 항상성의 기원은 그들의 생존을 조절한다.
이와 관련하여, 주요 기능은 신경계의 발달에 관여하는 여러 연구에서 아스트로 사이트에 부여 된이 시냅스 기능을 제어하는 혈액 순환, 에너지, 신경계의 대사를 조절 리듬 변조 circadians 및 혈액 뇌 장벽 및 지질 대사에 참여.
신경계 및 시냅스 가소성의 발달
성상 교세포는 신경계의 발달에 근본적인 역할을하는 세포입니다. 성장하는 뉴런의 축삭은 성상 교세포에서 유도 된 가이드 분자를 통해 표적을 향해 인도됩니다.
마찬가지로, 이들 세포는 식세포 경로를 통한 시냅스 전정에 중요한 역할을 할 수있다.
한편, 성상 교세포는 발생 중 및 중추 신경계에서 병변이 발생한 후에 모두 시냅스 생성에 적극적으로 관여한다.
실제로 여러 연구에 따르면 성상 세포가없는 경우 뉴런의 시냅스 활동이 현저히 감소하고 이러한 유형의 세포가 존재할 경우 증가합니다.
시냅스 기능 제어
일부 연구에서는 성상 교 세포가 신경 전달 물질 (gliotransmitters)로 알려진 시냅스 활성 분자를 방출함으로써 시냅스 전달에 직접 관여한다는 것을 보여주었습니다..
이 분자들은 신경 세포의 시냅스 활동에 반응하여 성상 교세포에서 방출되어 칼슘 파동으로이 신경 세포의 흥분을 일으킨다. 마찬가지로, 동시에, 이들 분자는 신경 흥분성을 야기한다.
이러한 의미에서, Kang 등은 성상 세포가 해마 절편에서 억제 성 시냅스 전달의 강화를 매개한다는 것을 보여 주었다. 한편, Fellin 등은 이들 glia 세포가 글루타메이트에 의해 측정 된 신경 세포 동시성을 유도한다는 것을 보여 주었다.
혈류 조절
성상 교세포의 또 다른 중요한 기능은 신경계에 도달하는 혈류를 조절하는 것입니다. 이 활동은 대뇌 microcirculation에있는 변화의 연결 활동으로 연결을 통해 실행됩니다.
성상 교세포의 칼슘 파는 혈관 미세 순환의 증가와 양의 상관 관계가있다. 마찬가지로 프로스타글란딘 E 나 산화 질소와 같은 매개체를 방출하는 성상 교세포에서 신경 신호가 칼슘 파를 유도한다는 증거가보고되었습니다..
이 기능은 성상 교세포가 두 개의 영역을 가지고 있기 때문에 수행됩니다 : 혈관 발과의 연결. 뉴런, 성상 세포 및 혈관 사이의 긴밀한 결합은 신경 혈관 접합으로 알려져 있으며 신경계의 적절한 기능을 보장하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다.
신경계의 에너지 및 신진 대사
성상 교세포는 또한 중추 신경계의 올바른 신진 대사에 기여하는 세포입니다.
이 기능은 혈관과의 접촉 과정을 통해 이루어집니다. 이 과정은 성상 세포가 혈액 순환에서 포도당을 포획하고 뉴런에 에너지 대사 물을 제공하도록 허용합니다.
사실, 여러 연구에서 성상 세포가 뇌의 주요 글리코겐 과립 예비 물질이라는 것을 보여주었습니다. 또한, 이러한 과립은 높은 시냅스 밀도의 영역에서보다 풍부하고, 따라서 더 높은 에너지 소비.
마지막으로, 성상 교세포의 글리코겐 수준은 글루타메이트에 의해 결정되며 글루코스 대사 산물은 갭 접합을 통해 인접한 성상 세포로 전달되는 것으로 나타났다..
뇌 혈관 장벽
혈액 뇌 장벽은 물질이 뇌에 들어가는 것을 규제하는 신경계의 중요한 구조입니다. 이 장벽은 기저층, 혈관 주위 세포 및 성상 세포의 말단으로 둘러싸인 단단한 접합을 형성하는 내피 세포로 구성됩니다..
따라서, 성상 교세포가 혈액 - 뇌 장벽의 형성 및 활성에 중요한 역할을 할 수 있다고 가정되지만, 현재 성상 교세포의 기능은 잘 기재되어 있지 않다..
일부 연구에 의하면 이러한 종류의 신경 교세포가 내피 세포의 장벽 특성을 유도하는 원인이되는 것으로 나타났습니다..
일주기 리듬의 조절
성상 교세포는 수면 항상성에 관련된 물질 인 아데노신과 수면 부족으로 인한인지 효과를 통해 뉴런과 소통합니다..
이러한 의미에서, 성상 교세포의 신경 전달에 대한 억제는 수면 박탈과 관련된인지 적 결함을 예방하는 요소 중 하나이다.
지질 대사 및 지단백질 분비
마지막으로, 성상 교세포는 또한 신경 계통의 지질 대사와 관련된 세포입니다. 이 기능은 뉴런과 성상 세포 사이에 엄격히 조절되는 콜레스테롤 수치를 통해 수행됩니다.
마찬가지로, 지질 대사의 변화, 특히 콜레스테롤은 알츠하이머 병이나 픽크 병과 같은 신경 퇴행성 질환의 발달과 관련이 있습니다..
이러한 방식으로, 성상 교세포는 뇌의 지질 대사 및 신경 퇴행성 질환의 예방에 중요한 요소입니다.
참고 문헌
- A. Barres glia의 신비와 마술 : 건강과 질병에서의 역할에 대한 관점. Neuron, 60 (2008), pp. 430-440.
- Fiacco TA, Agulhon C, McCarthy KD (2008 년 10 월). "약리학에서 성상 세포 생리학 분류".
- 무로 야마, Y; 후지와라, Y; Orkin, SH; Rowitch, DH (2005). "신경 튜브의 제한된 영역에서 bHLH 단백질 SCL에 의한 성상 세포의 지정". 438 (7066) : 360-363.
- Kimelberg HK, Jalonen T, Walz W (1993). "두뇌 microenvironment의 규칙 : 전송기 및 이온.". Murphy S.Astrocytes : 약리학 및 기능. 샌디에고, 캘리포니아 : Academic Press. pp. 193-222.
- V. Sofroniew, H.V. Vinters Astrocytes : 생물학 및 병리학 Acta Neuropathol, 119 (2010), p. 7-35.
- Doetsch, I. Caillé, D.A. Lim, J.M. García-Verdugo, A. Alvarez-Buylla 뇌실구 구역 성상 교세포는 성체 포유류 뇌에서 신경 줄기 세포이다. Cell, 97 (1999), pp. 703-716.