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星状細胞の特徴、解剖学的性質および機能
の アストロサイト, また、アストログリアとして知られている、それらは神経外胚葉系統のグリア細胞の一種です。発生中の前駆細胞の移動を支配する細胞に由来し、中枢神経系の発生の初期段階で形成される.
これらの細胞は、脳のさまざまな領域の中で最も重要で最も多数のグリア細胞として際立っています。機能的には、彼らは神経活動の実行のための主要な活動を多数実行する責任があります。.
星状細胞は、ニューロンと他の体細胞の両方に直接関連しています。同様に、彼らはいわゆるグリアリミッタンスを介して体と中枢神経系との間の境界を形成するための責任があります.
この記事では、アストロサイトの主な特徴について説明します。その分子的および生理学的特性が議論されており、このタイプの細胞によって実行される機能が説明されています.
星状細胞の特徴
星状細胞は体の細胞の大部分を占めています。それらはグリア細胞の一部です、すなわち、それらは脳神経細胞のニューロンに付随して機能するのを担う一連の要素です。.
生物の脳内のアストロサイトの量は、動物の大きさに関係しているようです。したがって、例えば、ハエは25％のアストロサイトを持ち、マウスは60％、ヒトは90％、ゾウは97％を含みます。.
すべての種類のグリア細胞のうち、最も豊富なものはアストロサイトです。その有病率に関する研究は、この種の細胞が脳容量の約25％を構成することを示しています.
その機能性に関して、星状細胞は幾分不思議な活動によって特徴付けられる。歴史の中で最も有名な科学者の一人であるRamóny Cajalによる記述、そして後にRío-Ortegaによる記述から、彼らはサポート機能のみを実行すると考えられてきました。.
しかし、ここ数年でその機能は再考され、これらの細胞は脳の適切な機能につながる正しい微小環境を可能にするのに不可欠であることが証明されています。.
同様に、星状細胞について記載されている分子特性は、これらの細胞が神経系内の情報伝達において基本的な役割を果たすことを示している。.
形態学
すべてのアストロサイトが同じ特性を持つわけではありません。実際、その形態に応じて、これらのタイプの細胞は2つの大きなグループに分類することができます：原形質星状細胞と線維性星状細胞.
原形質星状細胞は、神経系の灰白質内にあることを特徴とする。その過程はシナプス（ニューロンとの関係）と血管の両方を含む.
形態学的にそれらは、非常に枝分かれしたプロセスを生じさせるいくつかの主な枝、ならびに一様な分布を有する球形の形状によって特徴付けられる。.
一方、線維性星状細胞は神経系の白質の中にあります。それらは血管と同様にランヴィエの節と直接接続することによって特徴付けられる.
線維性星状細胞の分枝は原形質に関して小さく、そしてそれらの突起は神経線維によってより伸長されることを特徴とする。.
両方のタイプの星状細胞の投影は成体の脳では重ならないが、これらのタイプの細胞は隣接する星状細胞突起とギャップ結合を確立することが示されている。.
同様に、この形態学的分類はその研究のために科学的レベルで最も使用されているが、星状細胞は非常に不均一な細胞であることに注意すべきである。.
実際、特殊化されたアストロサイト、Bergmann's glia、Muller's gliaなど、より多くの種類のアストロサイトがその特性に応じて分化しています。.
構造
星状細胞の細胞骨格の構造的性質は、中間径フィラメントネットワークを通して維持されている。これらのフィラメントの主成分は、グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）です。.
実際、その発現が年齢とともに強調される中枢神経系の脳損傷および変性疾患において誘導されるGFAPは、星状細胞の免疫組織化学的同定のための古典的なマーカーである。.
GFAPはオルタナティブスピリングによって生じる8つのアイソフォームを提示することを特徴としています。それらのそれぞれは星状細胞の特定のサブグループで発現され、中間径フィラメントネットワークとは異なる構造的性質を付与する.
操作
星状細胞は、伝達特性を有する興奮性細胞として特徴付けられる。すなわち、それらは内部信号と外部信号の両方によって活性化され、特定のメッセージを隣接セルに送信します。.
この種の細胞によって行われるこの過程は、「神経膠伝達」過程として知られている。この意味で、アストロサイトは興奮性でコミュニケーションの要素ですが、ニューロンのような活動電位を生成しません.
星状細胞は細胞内カルシウム濃度の一時的な増加を示す。カルシウム濃度のこれらの変更は、アストロサイトとニューロン間のコミュニケーションと同様に、アストロサイト間のコミュニケーションにも関与しています。.
より具体的には、星状細胞の機能は、以下の要素によって特徴付けられる。
- 細胞内貯蔵からのカルシウムの放出に起因する固有振動として起こる（自発的興奮）.
- ニューロンによって放出された伝達によって誘発される発生。具体的には、ニューロンはATPやグルタミン酸塩などの物質を放出し、それが小胞体からカルシウムを放出するGタンパク質に結合した受容体を活性化します。.
- 狭窄の延長部のいくつかは、茎状突起を形成する毛細血管と接触している。他の場合には、これらの細胞の延長は神経シナプスを囲むことができる。.
星状細胞の核は、他の種類のグリア細胞の核よりも明確であることを特徴としています。同様に、その細胞質は大量のグリコーゲン顆粒と中間径フィラメントを持っています.
この意味で、星状細胞はそれらの膜内に異なる伝達物質の多数の受容体を発現することができる。この事実は、グルタメート、GABA、アセチルコリンなどのさまざまな物質が細胞内カルシウムの増加を引き起こすことができることを動機付けています.
一方、アストロサイトは神経伝達物質の存在に反応するだけでなく、化学物質を放出することもできる神経細胞です。.
星状細胞の機能についてコメントされたこの伝達は、メッセンジャー分子ＩＰ ３およびカルシウムのおかげで生じる。 IP 3メッセンジャー分子は細胞オルガネラのカルシウムチャンネルの活性化に関与している.
そうすることによって、星状細胞はそれらの細胞質にこれらの物質を放出します。放出されたカルシウムイオンは大量のIP 3の産生を刺激します。これは、アストロサイトからアストロサイトへと伝播する電波の出現の動機となります。.
一方、細胞外レベルでは、ＡＴＰの放出および隣接する星状細胞のプリン作動性受容体の活性化は、この種の細胞の伝達を引き起こす要素である。.
機能
初めはそれらは星状細胞に対する支持機能しか与えられていなかったが、今日ではこれらの細胞が神経系の発達、代謝および病理学のいくつかの局面において重要な役割を果たすことが証明されている。.
事実、これらの細胞はいくつかのニューロンの栄養的および代謝的支持において不可欠な要素である。順番に、彼らの分化、彼らのシナプスの起源と脳の恒常性は彼らの生存を調節します.
この意味で、さまざまな調査で星状細胞に与えられてきた主な機能は次のとおりです。サーカディアン、そして血液脳関門と脂質代謝に参加する.
神経系の発達とシナプス可塑性
星状細胞は、神経系の発達において基本的な役割を果たす細胞です。ニューロンの成長軸索は、星状細胞由来のガイド分子を介してそれらの標的に向かって誘導される.
同様に、これらの細胞は、食作用経路を介したシナプス剪定において重要な役割を果たす可能性がある。.
一方、アストロサイトは、発達中および中枢神経系の損傷を受けた後の両方で、シナプス形成に積極的に関与しています。.
事実、いくつかの研究は、ニューロンのシナプス活動が星状細胞の不在を通して著しく減少し、これらのタイプの細胞が存在すると増加することを示しました。.
シナプス機能の制御
いくつかの研究は、星状細胞が、神経伝達物質として知られるシナプス活性分子を放出することによってシナプス伝達に直接関与していることを示した。.
これらの分子は、ニューロンのシナプス活動に応答して星状細胞によって放出され、それはカルシウム波でこれらのグリア細胞の興奮を生じさせる。同様に、同時に、これらの分子はニューロンの興奮性を引き起こします.
この意味で、Kangらは、アストロサイトが海馬スライスにおける抑制性シナプス伝達の増強を媒介することを示した。一方、Fellinらは、これらのグリア細胞がグルタミン酸塩によって測定されるニューロンの同調性を誘導することを示した。.
血流の調節
星状細胞の別の重要な機能は、神経系に到達する血流を調節することです。この活動は、脳の微小循環の変化と神経活動との結びつきを通して行われます。.
星状細胞のカルシウム波は血管微小循環の増加と正の相関があります。同様に、ニューロンのシグナルが、プロスタグランジンEや一酸化窒素などのメディエータを放出するアストロサイトにカルシウム波を誘導するという証拠が報告されています。.
この機能は、星状細胞が２つのドメイン、すなわち血管足と神経足とを有するために行われる。ニューロン、星状細胞および血管間の密接な結合は神経血管接合部として知られており、神経系の適切な機能を確実にするための最も重要な要素の一つです。.
神経系のエネルギーと代謝
星状細胞は中枢神経系の正しい代謝にも寄与する細胞です.
この機能は血管との接触過程によって行われます。これらのプロセスは、アストロサイトが循環からグルコースを捕獲して、エネルギー代謝物をニューロンに提供するのを可能にします.
事実、複数の研究が、星状細胞が脳内の主要なグリコーゲン顆粒の保存であることを示しています。また、これらの顆粒はシナプス密度が高い領域ではるかに豊富に存在するため、エネルギー消費量が多くなります。.
最後に、アストロサイト中のグリコーゲンレベルがグルタミン酸塩によって決定され、そしてグルコース代謝産物がギャップ結合を介して隣接するアストロサイトに伝達されることもまた示されている。.
血液脳関門
血液脳関門は、脳への物質の「侵入」を調節する神経系の重要な構造です。このバリアは、密着結合を形成し、基底板、血管周囲の周皮細胞および星状細胞の末端に囲まれている内皮細胞からなる。.
したがって、アストロサイトは血液脳関門の形成および活性において重要な役割を果たすことができると仮定されているが、現在のところアストロサイトの機能は十分に実証されていない。.
いくつかの研究は、このタイプのグリア細胞が異なる因子を放出することによって内皮細胞におけるバリア特性を誘導する原因であることを示した。.
概日リズムの調節
アストロサイトは、睡眠恒常性および睡眠不足から生じる認知作用に関与する物質であるアデノシンを介してニューロンと通信します.
この意味で、アストロサイトの神経膠伝達の阻害は、睡眠不足に伴う認知障害を予防する要素の1つです。.
脂質代謝とリポタンパク質分泌
最後に、アストロサイトは神経系の脂質代謝にも関連している細胞です。この機能は、ニューロンと星状細胞の間で厳密に調節されているコレステロール値を通して行われます。.
同様に、脂質代謝、特にコレステロールの変化もまた、アルツハイマー病またはピック病などの神経変性疾患の発症に関連している。.
このように、アストロサイトは脳の脂質代謝、そして神経変性疾患の予防において重要な要素です。.
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