Преслушавање између неуронских и глиалних ћелија у оксидативним повредама и неуропротекцији, 2. део

3. Астроцити

3.1. Астроцити у мозгу

Астроцити су најдинамичније и најзаступљеније ћелије људског мозга одговорне за одржавање хомеостазе мозга. Астроцити се називају територијалним ћелијама и имају неколико проширених процеса који комуницирају са суседним ћелијама; тако, они формирају организоване анатомске домене са придруженом функционалном синцицијом [26].

Астроцити су есенцијални тип ћелија у мозгу. Ове ћелије су одговорне за заштиту и подршку неурона и одржавање нормалног функционисања целог нервног система. Последњих година све више студија показује да су астроцити такође уско повезани са формирањем и одржавањем људске меморије.

Истраживања су открила да астроцити могу утицати на синаптичке везе између неурона, чиме утичу на формирање и складиштење сећања. Ове глијалне ћелије такође могу уклонити смеће и друге штетне супстанце из неурона. Док одржавају здравље нервног система, они такође помажу у побољшању нашег памћења.

Поред тога, научници су открили да астроцити производе молекул који се зове ФГФ2, који игра важну улогу у побољшању учења и памћења. Експерименти су открили да повећање садржаја ФГФ2 у астроцитима може значајно побољшати способност учења и памћења мишева.

Још узбудљивије, неке студије су показале да одржавање здравог начина живота може подстаћи раст и функцију астроцита. На пример, редовна вежба, здрава исхрана и адекватан сан могу подстаћи раст и функцију астроцита, што може помоћи у побољшању нашег памћења.

Стога, иако ће неки штетни фактори у животу, попут прекомерног пијења или употребе одређених лекова, утицати на раст и функцију астроцита, још увек постоји много мера које можемо предузети да побољшамо њихову функцију. Све док одржавамо позитиван став и живимо што је могуће здравије, потенцијално можемо имати јача сећања и боље неуролошко здравље. Види се да морамо побољшати памћење, а Цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење, јер Цистанцхе десертицола има антиоксидативна, антиинфламаторна и анти-агинг ефекта, што може помоћи у смањењу оксидације и инфламаторних реакција у мозгу, чиме се штити здравље нервног система. Поред тога, Цистанцхе десертицола такође може да подстакне раст и поправку нервних ћелија, чиме се побољшава повезаност и функција неуронских мрежа. Ови ефекти могу помоћи у побољшању памћења, учења и брзине размишљања, а такође могу спречити развој когнитивне дисфункције и неуродегенеративних болести.

Кликните на Знај да бисте побољшали краткорочно памћење

Астроцити пројектују васкуларне процесе (астроцитне крајње ноге) на интрапаренхимске крвне судове и покривају површине крвних судова како би контролисали кретање молекула и ћелија између васкуларног одељка и мозга [27].

Људски астроцити се обично класификују у четири пододељења на основу њихове неуроанатомије [28]. Прво, интерламинарни астроцити имају округло тело ћелије и кратке процесе и налазе се у слоју И кортекса. Друго, протоплазмикастроцити се налазе у сивој материји и налазе се у слојевима ИИ-ВИ кортекса. Они су најзаступљенији астроцити и имају бројне процесе и жбунасту морфологију.

Треће, астроцити варикозне пројекције налазе се у слојевима В–ВИ и имају кратке бодљикаве процесе са једним до пет дужих процеса који могу функционисати у комуникацији на даљину унутар кортекса. Четврто, фиброзни астроцити се налазе у белој материји и велике су ћелије које садрже мање процеса. Влакнасти астроцитни процеси шаљу бројне екстензије у контакт са олигодендроглиом која обавија мијелинизоване аксоне [29].

Астроцити су такође класификовани у типове И–ИИИ према њиховим морфолошким карактеристикама, као што су величина тела ћелије, број процеса, дебљина процеса, смер процеса и дужина процеса.

Тип иастроцита карактерише мало ћелијско тело и бројни кратки процеси. Астроците типа ИИ карактерише биполарни облик и дуги процеси. Астроците типа ИИИ карактеришу звездасти облик и дуги процеси [30,31].

Функција астроцитезе да помаже неуронима играјући подршку у синаптичкој функцији и модулацији неуротрансмисије. Процеси астроцита обухватају синапсе и садрже различите рецепторе за неуротрансмитере, цитокине, факторе раста и јонске канале.

На астроците утиче интрацелуларно ослобађање Ца2+ екстрацелуларног глутамата и одржавају теонску равнотежу синапси повећањем интрацелуларног Ца2+ нивоа након лучења бројних глиотрансмитера, као што су глутамат, пурини, ГАБА и Д-серин [ 32,33]Неурони су веома осетљиви на мале промене у микроокружењу мозга, чак и ако се мисли да је њихова метаболичка потрошња висока.

Улога астроцита у нормалном мозгу је одржавање ванћелијске хомеостазе кроз узимање и рециклажу глутамата, пуферовање К+, снабдевање енергетских супстрата, пХ пуферовање и одбрану од оксидативног стреса [28].

3.2. Астроцити у оксидативној повреди

Астроцити постоје у мозгу у стању мировања или реактивности, као што је приказано на слици 2. Реактивни астроцити ослобађају инфламаторне цитокине укључујући ТНФ и РОС, и формирају глијалне ожиљке који ометају регенерацију аксона и раст неурита [34–36].

Активирани астроцити су рекли за опоравак функције мозга након повреде, али могу бити неуротоксични. Реактивни астроцити ослобађају азот оксид (НО) у екстрацелуларни простор; ово може довести до повреде и смрти неурона повећањем пероксидације липида, оштећењем митохондрија и изазивањем прекида ДНК нити [37].

Астроцитни антиоксидативни систем балансира РОС (супероксиде, хидроксилрадикале и азот моноксид) који се природно производе током метаболизма кисеоника у ЦНС-у [38]. Оксидативни стрес у реактивним астроцитима доводи до дугорочних ефеката на специфичне протеине, укључујући конексине, глутаматне транспортере и ензиме, који утичу на интеракције између астроцита и неурона [39].

Уношење глутамата од стране астроцитера захтева висок ниво енергије, потребно је више од једног АТП молекула за једно преузимање глутамата. Међутим, недостатак АТП-а је повезан са механизмима блокаде узимања глутамата у астроцитима изазване РОС [40,41]. Блокирање транспортера астроцита глутамата повећава неуротоксичност потенцирањем неуронске ексцитабилности и ексцитаторне неуротрансмисије [42].

Оксидативни стрес који генеришу астроцити углавном се јавља кроз оксидативни стрес изазван митохондријама, оксидативни стрес изазван НАДПХ и производњу РНС. Митохондрије су распоређене у телу ћелије и танким и дугим процесима астроцита [43]. Поремећај митохондријалне функције и повећање РОС у астроцитима доводи до астроглиозе. Оксидативни стрес изазван НАДПХ значајно утиче на физиолошку функцију астроцита.

Међу породицом НОКС, НОКС2 и НОКС4 су најизраженије НОКСизоформе у ЦНС-у [43]. НОКС4, али не и НОКС2 се експримује у астроцитима, а чак и мала експресија НОКС4 регулише оксидативни стрес у астроцитима [44,45].

Производња астроцита РНС такође утиче на оксидативни стрес који потиче од астроцита. Главне изоформе НОС, укључујући Ца2+/калмодулин зависне неуронске НОС, ендотелне НОС и Ца2+-независне индуцибилне НОС, примећене су у астроцитима [5,46]. Астроцитни НО доводи до астроцитом индуковане неуронске дегенерације и агрегације Цу-Зн супероксид дисмутазе (СОД1) у астроцитима, што може да изазове исхемијску/реперфузиону повреду ЦНС-а [47,48].

3.3. Антиоксидативна одбрана од астроцита

Астроцити су главне ћелије које одржавају хомеостазу глутамата, који индиректно утиче на равнотежу оксидативног стреса, регулишући ексцитаторне аминокиселине. Астроцити такође спречавају ексцитотоксичност ослобађањем неуротрофних фактора, као што су неуротрофни фактор који потиче од глија ћелија (ГДНФ) и фактор раста нерава (НГФ), који подржавају неуронални опстанак [39,49].

За неуропротекцију током оксидативног стреса, астроцити производе различите антиоксидативне молекуле, укључујући ГСХ, аскорбат и витамин Е, и активирају ензиме за детоксификацију РОС-а, као што су ГСХ С-трансфераза, ГСХ пероксидаза, тиоредоксин редуктаза и каталаза за побољшање преживљавања неурона [26, 50,51]. Штавише, астроцити учествују у секвестрацији метала у мозгу како би спречили стварање слободних радикала редокс активним металима. Астроцити изражавају високе нивое металотионеина и церулоплазмина, који су укључени у везивање метала и трговину јонима [52].

Астроцити могу да синтетишу ГСХ трипептид са глутамат цистеин лигазом и ГСХ синтетазом. Астроцити ослобађају ГСХ у екстрацелуларни простор, а неурони директно преузимају ГСХ или користе екстрацелуларну неуронску аминопептидазу Н да би формирали глицин и цистеин [53].

Смањена неуронска заштита од оксидативне повреде примећена је у астроцитима осиромашеним ГСХ ограничавањем супстрата за синтезу ГСХ у неуронима [54]. Астроцити повећавају капацитет за синтезу ГСХ повећавајући капацитет за узимање цистеина, чиме се појачава неуропротективни ефекат астроцита против оксидативног стреса [5]. Други антиоксидативни одбрамбени механизам астроцита је рециклирање аскорбата, који може директно да сакупља РОС и делује као кофактор за рециклирање оксидисаног витамина Е и ГСХ [2].

Овај рециклирани аскорбат се користи интрацелуларно у астроцитима и/или ослобађа у екстрацелуларни простор да би неурони користили за свој антиоксидативни одбрамбени механизам. Када аскорбинска киселина уђе у неуроне, она инхибира потрошњу глукозе и стимулише транспорт лактата. Аскорбинска киселина регулише астроцит-неурон лактатни шатл [55], а неурони производе глутамат, који стимулише ослобађање аскорбинске киселине из астроцита током глутаматергичне синаптичке активности [56,57].

На путу Нрф2-Кеап1-АРЕ, важном ендогеном антиоксидативном систему у ЦНС-у, фактор транскрипције који изазива РОС нуклеарни фактор еритроидни 2-фактор 2 (Нрф2), регулише ГСХ систем, тиоредоксин систем и СОД [58]. Нрф2 се производи и убиквитинира ради разградње везивањем за протеин 1 који је повезан са ЕЦХ попут Келцха (Кеап1) у базалним условима [59].

Међутим, везивање Кеап1 за Нрф2 инхибира се повећаним условима оксидативног стреса, и то омогућава Нрф2 да избегне деградацију и ступи у интеракцију са елементима антиоксидативног одговора (АРЕ) у генским промоторима [60,61].

Астроцити показују више базалне и стимулисане нивое АРЕ везивања Нрф2 од неурона [62]. Поред тога, терцијарни бутилхидрокинон (тБХК) активира Нрф2 и његове низводне антиоксидативне ензиме, као што је редукована коензим/хинон оксидоредуктаза1 (НКО1), у астроцитима, али не и у неуронима [63].

Астроцитни Нрф2 је главни регулатор оксидативне хомеостазе, што је утврђено запажањем да Нрф2−/− астроцити имају теже инфламаторне одговоре. Даље, астроцитни допамински Д2 рецептор регулише синтезу ГСХ преко Нрф2 трансактивације ин виво [64,65].

For more information:1950477648nn@gmail.com