Войти
| Астроглиоз | |
|---|---|
 Образование реактивных астроцитов после центральной нервной системы повреждение системы (ЦНС) | |
| Анатомическая терминология [редактирование в Викиданных ] |
Астроглиоз (также известный как астроцитоз или реактивный астроцитоз ) является аномальным увеличением количества астроцитов из-за разрушения близлежащих нейронов из центральной нервной системы (ЦНС) травмы, инфекция, ишемия, инсульт, аутоиммунный ответ или нейродегенеративное заболевание. В здоровой нервной ткани астроциты играют решающую роль в обеспечении энергией, регуляции кровотока, гомеостазе внеклеточной жидкости, гомеостазе ионов и передатчиков, регуляции функции синапсов и ремоделировании синапсов. Астроглиоз изменяет молекулярную экспрессию и морфологию астроцитов, вызывая образование рубца и, в тяжелых случаях, ингибирование регенерации аксона.
Реактивный астроглиоз - это спектр изменений в астроцитах, которые происходят в ответ на все формы повреждения и заболевания ЦНС. Изменения, вызванные реактивным астроглиозом, различаются в зависимости от тяжести поражения ЦНС в виде постепенного континуума прогрессирующих изменений молекулярной экспрессии, прогрессирующей клеточной гипертрофии, пролиферации и образования рубцов.
Поражения нейронов в центральная нервная система, вызванная инфекцией, травмой, ишемией, инсультом, повторяющимися припадками, аутоиммунными реакциями или другими нейродегенеративными заболеваниями, может вызывать реактивные астроциты.
Когда астроглиоз сам по себе является патологическим, а не нормальная реакция на патологическую проблему, называется астроцитопатией .
Реактивные астроциты могут приносить пользу или вредить окружающим нервным и ненейральным клеткам. Они претерпевают ряд изменений, которые могут изменить активность астроцитов за счет увеличения или уменьшения функций, оказывающих влияние на нервную защиту и восстановление, рубцевание глии и регулирование ЦНС воспаление.
Пролиферирующие реактивные астроциты имеют решающее значение для образования рубцов и действуют для уменьшения распространения и сохранения воспалительных клеток, для поддержания восстановления гематоэнцефалического барьера (BBB), для уменьшения повреждения тканей и размера поражения, а также для уменьшения потери нейронов и демиелинизации.
Реактивные астроциты защищаются от окислительного стресса посредством продукции глутатиона и несут ответственность за защиту клеток ЦНС от токсичности NH 4. Они защищают клетки и ткани ЦНС с помощью различных методов, таких как поглощение потенциально эксайтотоксического глутамата, высвобождение аденозина и разложение пептидов β-амилоида. Восстановлению разрушения гематоэнцефалического барьера также способствуют реактивные астроциты за счет их прямого взаимодействия концевыми ногами (характерная структура астроцитов ) со стенками кровеносных сосудов, которые вызывают кровоизлияние в мозг барьерные свойства.
Также было показано, что они уменьшают вазогенный отек после травмы, инсульта или обструктивной гидроцефалии.
пролиферируют реактивные рубцовые астроциты постоянно обнаруживаются вдоль границ между здоровыми тканями и очагами поврежденных тканей и воспалительных клеток. Обычно это обнаруживается после быстрой воспалительной реакции, вызванной местным действием, на острое травматическое повреждение в спинном мозге и головном мозге. В своей крайней форме реактивный астроглиоз может приводить к появлению недавно пролиферирующих астроцитов и образованию рубцов в ответ на серьезное повреждение ткани или воспаление.
Молекулярные триггеры, которые приводят к образованию этого рубца, включают эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста фибробластов (FGF), эндотелин 1 и аденозинтрифосфат (АТФ). Зрелые астроциты могут повторно входить в клеточный цикл и размножаться во время образования рубцов. Некоторые пролиферирующие реактивные астроциты могут происходить из клеток-предшественников NG2 в локальной паренхиме из предшественников эпендимных клеток после травмы или инсульта. В субэпендимальной ткани также присутствуют мультипотентные предшественники, которые экспрессируют глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP ) и генерируют клетки-потомки, которые мигрируют к участкам повреждения после травмы или инсульта.
Реактивные астроциты связаны с нормальной функцией астроцитов. Астроциты участвуют в сложной регуляции воспаления ЦНС, которое, вероятно, зависит от контекста и регулируется мультимодальными внеклеточными и внутриклеточными сигнальными событиями. Они способны производить различные типы молекул с провоспалительным или противовоспалительным потенциалом в ответ на разные типы стимуляции. Астроциты активно взаимодействуют с микроглией и играют ключевую роль в воспалении ЦНС. Реактивные астроциты могут затем привести к нарушению функции астроцитов и повлиять на их регуляцию и реакцию на воспаление.
Имея противовоспалительное действие, реактивные рубцовые астроциты помогают уменьшить распространение воспалительных клеток. во время локально инициируемых воспалительных реакций на травматическое повреждение или во время периферических адаптивных иммунных ответов. Что касается провоспалительного потенциала, то некоторые молекулы в астроцитах связаны с усилением воспаления после травматического повреждения.
На ранних стадиях после травм астроциты не только активируют воспаление, но и со временем образуют мощные барьеры для миграции клеток.. Эти барьеры отмечают области, где необходимо интенсивное воспаление, и ограничивают распространение воспалительных клеток и инфекционных агентов в близлежащие здоровые ткани. В ответ на травмы ЦНС предпочтение отдается механизмам, которые защищают небольшие травмы. Ингибирование миграции воспалительных клеток и инфекционных агентов привело к случайному побочному продукту ингибирования регенерации аксонов из-за избыточности между сигналами миграции для разных типов клеток.
Изменения, вызванные астроглиозом регулируются контекстно-зависимым образом с помощью определенных сигнальных событий, которые могут изменить как природу, так и степень этих изменений. В различных условиях стимуляции астроциты могут продуцировать межклеточные эффекторные молекулы, которые изменяют экспрессию молекул в клеточной активности клеточной структуры, энергетического метаболизма, внутриклеточной передачи сигналов, а также мембранных переносчиков и насосов. Реактивные астроциты реагируют в соответствии с различными сигналами и влияют на функцию нейронов. Молекулярные медиаторы выделяются нейронами, микроглией, олигодендроцитами клетками, эндотелиями, лейкоцитами и другими астроцитов в ткани ЦНС в ответ на воздействия, начиная от тонких клеточных нарушений и заканчивая интенсивным повреждением тканей. Результирующие эффекты могут варьироваться от регуляции кровотока до обеспечения энергией, синаптической функции и нервной пластичности.
Реактивные астроциты в мозге крысы, окрашенные против GFAP. Немногие из известных сигнальных молекул и их эффекты понимаются в контексте реактивных астроцитов, отвечающих на различные степени воздействия.
Повышенная регуляция GFAP, которая индуцируется FGF, TGFB и цилиарным нейротрофическим фактором (CNTF), классический маркер реактивного глиоза. Регенерация аксонов не происходит в областях с повышением GFAP и виментина. Парадоксально, но увеличение выработки GFAP также специфично для минимизации размера поражения и снижения риска аутоиммунного энцефаломиелита и инсульта.
Присутствие астроцитов переносчиков глутамата связано с уменьшением количества припадков и уменьшением нейродегенерации, тогда как белок щелевого соединения астроцитов Cx43 способствует нейропротективному эффекту прекондиционирования гипоксии. Кроме того, AQP4, водный канал астроцитов, играет решающую роль в цитотоксическом отеке и ухудшает исход после инсульта.
потери или нарушение функций, которые обычно выполняются астроцитами или реактивными астроцитами в процессе реактивного астроглиоза, может лежать в основе нервной дисфункции и патологии при различных состояниях, включая травму, инсульт, рассеянный склероз и другие. Вот некоторые из примеров:
Реактивные астроциты также могут стимулироваться специфическими сигнальными каскадами для получения вредные эффекты, такие как следующие:
Реактивные астроциты могут способствовать нервная токсичность через образование цитотоксических молекул, таких как радикалы оксида азота и другие активные формы кислорода, которые могут повредить близлежащие нейроны. Реактивные астроциты могут также способствовать вторичной дегенерации после повреждения ЦНС.
Из-за деструктивных эффектов астроглиоза, которые включают изменение молекулярной экспрессии, высвобождение воспалительных факторов, пролиферацию астроцитов и дисфункцию нейронов., исследователи в настоящее время ищут новые способы лечения астроглиоза и нейродегенеративных заболеваний. Различные исследования показали роль астроцитов в таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз (ALS ), болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона. Воспаление, вызванное реактивным астроглиозом, усугубляет многие из этих неврологических заболеваний. Текущие исследования изучают возможные преимущества подавления воспаления, вызванного реактивным глиозом, с целью уменьшения его нейротоксических эффектов.
Нейротрофины в настоящее время исследуются как возможные лекарства для защиты нейронов, поскольку было показано, что они восстанавливают функцию нейронов. Например, в нескольких исследованиях использовались факторы роста нервов для восстановления некоторой холинергической функции у пациентов с функцией Альцгеймера.
Одним из конкретных кандидатов в лекарство является BB14, который представляет собой пептид, подобный фактору роста нервов, который действует как агонист TrkA . BB14, как было показано, снижает реактивный астроглиоз после повреждений периферических нервов у крыс, воздействуя на дифференцировку клеток DRG и PC12. Хотя необходимы дальнейшие исследования, BB14 может лечить различные неврологические заболевания. Дальнейшие исследования нейротрофинов потенциально могут привести к разработке высокоселективного, мощного и небольшого нейротрофина, который нацелен на реактивный глиоз, чтобы облегчить некоторые нейродегенеративные заболевания.
TGFB представляет собой регуляторную молекулу, участвующую в продукции протеогликана. Эта продукция увеличивается в присутствии bFGF или интерлейкина 1. Антитело против TGFβ может потенциально снижать активацию GFAP после повреждений ЦНС, способствуя регенерации аксонов.
Инъекция бромида этидия убивает все ЦНС глии (олигодендроциты и астроциты ), но не затрагивают аксоны, кровеносные сосуды и макрофаги. Это обеспечивает среду, способствующую регенерации аксонов в течение примерно четырех дней. Через четыре дня ЦНС глия повторно проникает в область инъекции, и, следовательно, регенерация аксонов ингибируется. Было показано, что этот метод уменьшает рубцевание глии после травмы ЦНС.
Клетки-предшественники олигодендроцитов и клетки глиомы C6 продуцируют металлопротеиназу, которая показано, что он инактивирует тип ингибирующего протеогликана, секретируемого шванновскими клетками. Следовательно, повышенное содержание металлопротеиназы в окружающей среде вокруг аксонов может способствовать регенерации аксонов за счет деградации ингибирующих молекул из-за повышенной протеолитической активности.
