Jump to content

Астроглиоз

(Перенаправлено с Астроцитопатия )
Астроглиоз
Формирование реактивных астроцитов после повреждения центральной нервной системы (ЦНС)
Анатомическая терминология

Астроглиоз (также известный как астроцитоз или реактивный астроглиоз ) представляет собой аномальное увеличение количества астроцитов из-за разрушения близлежащих нейронов в центральной нервной системы (ЦНС) результате травмы , инфекции , ишемии , инсульта , аутоиммунных реакций или нейродегенеративного заболевания . В здоровой нервной ткани астроциты играют решающую роль в обеспечении энергией, регуляции кровотока, гомеостазе внеклеточной жидкости, гомеостазе ионов и медиаторов, регуляции функции синапсов и синаптическом ремоделировании. [1] [2] Астроглиоз изменяет молекулярную экспрессию и морфологию астроцитов, например, в ответ на инфекцию, в тяжелых случаях вызывая образование глиальных рубцов , которые могут ингибировать регенерацию аксонов . [3] [4]

Реактивный астроглиоз представляет собой спектр изменений в астроцитах , которые возникают в ответ на все формы повреждений и заболеваний ЦНС. Изменения, вызванные реактивным астроглиозом, варьируются в зависимости от тяжести поражения ЦНС в рамках постепенного континуума прогрессивных изменений молекулярной экспрессии, прогрессирующей клеточной гипертрофии , пролиферации и образования рубцов. [3]

Повреждения нейронов центральной нервной системы, вызванные инфекцией, травмой, ишемией, инсультом, повторяющимися судорогами, аутоиммунными реакциями или другими нейродегенеративными заболеваниями, могут вызвать реактивность астроцитов. [2]

Когда астроглиоз сам по себе является патологией, а не является нормальной реакцией на патологическую проблему, его называют астроцитопатией . [5]

Функции и эффекты

[ редактировать ]

Реактивные астроциты могут принести пользу или нанести вред окружающим нервным и ненейральным клеткам. Они претерпевают ряд изменений, которые могут изменить активность астроцитов посредством усиления или утраты функций, обеспечивающих защиту и восстановление нейронов, рубцевания глии и регуляции воспаления ЦНС . [3]

Нейронная защита и восстановление

[ редактировать ]

Пролиферирующие реактивные астроциты имеют решающее значение для образования и функционирования рубцов , уменьшая распространение и персистенцию воспалительных клеток , поддерживая восстановление гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), уменьшая повреждение тканей и размер поражений, а также уменьшая потерю нейронов и демиелинизацию. [6] [7]

Реактивные астроциты защищают от окислительного стресса посредством продукции глутатиона и несут ответственность за защиту клеток ЦНС от NH4 . + токсичность. [3] Они защищают клетки и ткани ЦНС различными методами. [3] [8] [9] такие как поглощение потенциально эксайтотоксичного глутамата , высвобождение аденозина и деградация β-амилоидных пептидов . [3] Реставрации нарушений гематоэнцефалического барьера также способствуют реактивные астроциты за счет их прямого взаимодействия (характерной структуры астроцитов ) со стенками кровеносных сосудов, что индуцирует свойства гематоэнцефалического барьера . [8]

Также было показано, что они уменьшают вазогенный отек после травмы, инсульта или обструктивной гидроцефалии . [3]

Образование рубцов

[ редактировать ]

Пролиферирующие реактивные астроциты, образующие рубцы, постоянно обнаруживаются вдоль границ между здоровыми тканями и карманами поврежденных тканей и воспалительных клеток. Обычно это происходит после быстрой, локально вызванной воспалительной реакции на острое травматическое повреждение спинного и головного мозга . В своей крайней форме реактивный астроглиоз может привести к появлению новых пролиферирующих астроцитов и образованию рубцов в ответ на серьезное повреждение тканей или воспаление.

Молекулярные триггеры, которые приводят к образованию рубцов, включают эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста фибробластов (FGF), эндотелин-1 и аденозинтрифосфат (АТФ). Зрелые астроциты могут повторно войти в клеточный цикл и пролиферировать во время образования рубца. Некоторые пролиферирующие реактивные астроциты могут происходить из клеток-предшественников NG2 в местной паренхиме из предшественников эпендимальных клеток после травмы или инсульта. В субэпендимальной ткани также имеются мультипотентные предшественники, которые экспрессируют глиальный фибриллярный кислый белок ( GFAP ) и генерируют клетки-потомки, которые мигрируют к местам повреждения после травмы или инсульта. [10]

Регуляция воспаления

[ редактировать ]

Реактивные астроциты связаны с нормальной функцией астроцитов. Астроциты участвуют в сложной регуляции воспаления ЦНС, которая, вероятно, зависит от контекста и регулируется мультимодальными экстра- и внутриклеточными сигнальными событиями. Они обладают способностью производить различные типы молекул с про- 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. [10] [11]

Что касается противовоспалительных эффектов, реактивные астроциты, образующие рубцы, помогают уменьшить распространение воспалительных клеток во время локально инициируемых воспалительных реакций на травматическое повреждение или во время периферически инициируемых адаптивных иммунных реакций. [3] [8] Что касается провоспалительного потенциала, определенные молекулы в астроцитах связаны с усилением воспаления после травматического повреждения. [3]

На ранних стадиях после травм астроциты не только активируют воспаление, но и со временем образуют мощные барьеры миграции клеток. Эти барьеры отмечают области, где необходимо интенсивное воспаление, и ограничивают распространение воспалительных клеток и инфекционных агентов на близлежащие здоровые ткани. [3] [7] [8] В ответ на повреждение ЦНС предпочтение отдается механизмам, которые предохраняют небольшие травмы от заражения. Подавление миграции воспалительных клеток и инфекционных агентов привело к случайному побочному продукту ингибирования регенерации аксонов из-за избыточности между сигналами миграции между типами клеток. [3] [7]

Биологические механизмы

[ редактировать ]

Изменения, возникающие в результате астроглиоза, регулируются контекстно-зависимым образом с помощью специфических сигнальных событий, которые потенциально 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, энергетическом метаболизме, внутриклеточной передаче сигналов, а также мембранных транспортерах и насосах. [10] [12] Реактивные астроциты реагируют на различные сигналы и влияют на функцию нейронов. Молекулярные медиаторы высвобождаются нейронами , микроглией , олигодендроцитов клетками , эндотелием , лейкоцитами и другими астроцитами в ткани ЦНС в ответ на повреждения, варьирующиеся от незначительных клеточных возмущений до интенсивных повреждений тканей. [3] Получаемые эффекты могут варьироваться от регуляции кровотока до обеспечения энергией, синаптической функции и пластичности нейронов .

Реактивные астроциты в мозге крысы, окрашенные против GFAP.

Сигнальные молекулы

[ редактировать ]

Лишь немногие из известных сигнальных молекул и их эффекты понимаются в контексте реактивных астроцитов, реагирующих на различную степень воздействия.

Повышение регуляции GFAP , индуцируемое FGF , TGFB и цилиарным нейротрофическим фактором (CNTF), является классическим маркером реактивного глиоза. [2] [13] Регенерация аксонов не происходит в участках с увеличением GFAP и виментина . Парадоксально, но увеличение продукции GFAP также специфично для минимизации размера поражения и снижения риска аутоиммунного энцефаломиелита и инсульта . [13]

Транспортеры и каналы

[ редактировать ]

Присутствие транспортеров глутамата в астроцитах связано с уменьшением количества судорог и уменьшением нейродегенерации , тогда как белок щелевых контактов астроцитов Cx43 способствует нейропротекторному эффекту подготовки к гипоксии . Кроме того, AQP4 , водный канал астроцитов, играет решающую роль в цитотоксическом отеке и ухудшении исхода после инсульта . [3]

Неврологические патологии

[ редактировать ]

Потеря или нарушение функций, обычно выполняемых 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: [3]

Реактивные астроциты также могут стимулироваться специфическими сигнальными каскадами, вызывая такие вредные эффекты, как: [3] [14]

Реактивные астроциты могут способствовать нейронной токсичности за счет образования цитотоксических молекул, таких как радикалы оксида азота и другие активные формы кислорода . [7] которые могут повредить близлежащие нейроны. Реактивные астроциты могут также способствовать вторичной дегенерации после повреждения ЦНС. [7]

Новые терапевтические методы

[ редактировать ]

Из-за разрушительных 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 ( АЛС ), болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона . [15] Воспаление, вызванное реактивным астроглиозом, усугубляет многие из этих неврологических заболеваний. [16] Текущие исследования изучают возможные преимущества подавления воспаления, вызванного реактивным глиозом, с целью снижения его нейротоксического воздействия.

Нейротрофины в настоящее время исследуются как возможные лекарства для защиты нейронов, поскольку было доказано, что они восстанавливают функцию нейронов. Например, в нескольких исследованиях факторы роста нервов использовались для восстановления некоторой холинергической функции у пациентов с болезнью Альцгеймера . [15]

Антиглиозная функция BB14

[ редактировать ]

Одним из конкретных кандидатов на лекарство является BB14, который представляет собой пептид, подобный фактору роста нервов, который действует как TrkA агонист . [15] Было показано, что BB14 уменьшает реактивный астроглиоз после повреждений периферических нервов у крыс, воздействуя на дифференцировку клеток DRG и PC12. [15] Хотя необходимы дальнейшие исследования, BB14 обладает потенциалом для лечения различных неврологических заболеваний. Дальнейшие исследования нейротрофинов потенциально могут привести к разработке высокоселективного, мощного и небольшого нейротрофина, который воздействует на реактивный глиоз и облегчает некоторые нейродегенеративные заболевания.

Регуляторная функция TGFB

[ редактировать ]

TGFB представляет собой регуляторную молекулу, участвующую в производстве протеогликанов . Это производство увеличивается в присутствии bFGF или интерлейкина 1 . Антитело против TGFβ потенциально может снижать активацию GFAP после травм ЦНС, способствуя регенерации аксонов. [2]

Лечение бромидом этидия

[ редактировать ]

Инъекция бромистого этидия убивает всю глию ЦНС ( олигодендроциты и астроциты ), но не затрагивает аксоны, кровеносные сосуды и макрофаги . [2] [4] Это обеспечивает среду, способствующую регенерации аксонов в течение примерно четырех дней. Через четыре дня глия ЦНС повторно инвазирует область инъекции, и регенерация аксонов, как следствие, подавляется. [2] Было показано, что этот метод уменьшает глиальное рубцевание после травмы ЦНС. [4]

Металлопротиназная активность

[ редактировать ]

Клетки-предшественники олигодендроцитов и клетки глиомы C6 продуцируют металлопротеиназу , которая, как показано, инактивирует тип ингибирующего протеогликана, секретируемого шванновскими клетками . Следовательно, увеличение металлопротеиназы в среде вокруг аксонов может способствовать регенерации аксонов за счет деградации ингибирующих молекул из-за повышенной протеолитической активности. [2]

  1. ^ Гордон, Грант Р.Дж.; Маллиган, Шон Дж.; Маквикар, Брайан А. (2007). «Астроцитарный контроль сосудов головного мозга». Глия . 55 (12): 1214–21. CiteSeerX   10.1.1.477.3137 . дои : 10.1002/glia.20543 . ПМИД   17659528 . S2CID   5966765 .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж г Фосетт, Джеймс В.; Ашер, Ричард.А (1999). «Глиальный рубец и восстановление центральной нервной системы». Бюллетень исследований мозга . 49 (6): 377–91. дои : 10.1016/S0361-9230(99)00072-6 . ПМИД   10483914 . S2CID   20878075 .
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Софронов, Михаил В. (2009). «Молекулярная диссекция реактивного астроглиоза и образования глиальных рубцов» . Тенденции в нейронауках . 32 (12): 638–47. дои : 10.1016/j.tins.2009.08.002 . ПМЦ   2787735 . ПМИД   19782411 .
  4. ^ Jump up to: а б с МакГроу, Дж.; Хиберт, GW; Стивс, JD (2001). «Модулирование астроглиоза после нейротравмы» . Журнал нейробиологических исследований . 63 (2): 109–15. doi : 10.1002/1097-4547(20010115)63:2<109::AID-JNR1002>3.0.CO;2-J . ПМИД   11169620 . S2CID   24044609 .
  5. ^ Софронов Михаил V (2014). «Астроглиоз» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 7 (2): а020420. doi : 10.1101/cshperspect.a020420 . ПМЦ   4315924 . ПМИД   25380660 .
  6. ^ Баррес, Б. (2008). «Тайна и магия глии: взгляд на их роль в здоровье и болезнях» . Нейрон . 60 (3): 430–40. дои : 10.1016/j.neuron.2008.10.013 . ПМИД   18995817 .
  7. ^ Jump up to: а б с д и Софронев, М.В. (2005). «Реактивные астроциты в восстановлении и защите нейронов». Нейробиолог . 11 (5): 400–7. дои : 10.1177/1073858405278321 . ПМИД   16151042 . S2CID   3131398 .
  8. ^ Jump up to: а б с д Буш, Т; Пуваначандра, Н.; Хорнер, К; Полито, А; Остенфельд, Т; Свендсен, К; Муке, Л; Джонсон, М; Софронев, М (1999). «Лейкоцитарная инфильтрация, дегенерация нейронов и рост нейритов после удаления образующих рубцы реактивных астроцитов у взрослых трансгенных мышей» . Нейрон . 23 (2): 297–308. дои : 10.1016/S0896-6273(00)80781-3 . ПМИД   10399936 .
  9. ^ Задор, Жолт; Стивер, Ширли; Ван, Винсент; Мэнли, Джеффри Т. (2009). «Роль аквапорина-4 при отеке мозга и инсульте». В Бейтце, Эрик (ред.). Аквапорины . Справочник по экспериментальной фармакологии. Том. 190. стр. 159–70. дои : 10.1007/978-3-540-79885-9_7 . ISBN  978-3-540-79884-2 . ПМК   3516842 . ПМИД   19096776 .
  10. ^ Jump up to: а б с Эддлстон, М.; Муке, Л. (1993). «Молекулярный профиль реактивных астроцитов - значение их роли в неврологических заболеваниях» . Нейронаука . 54 (1): 15–36. дои : 10.1016/0306-4522(93)90380-X . ПМК   7130906 . ПМИД   8515840 .
  11. ^ Фарина, Синтия; Алоизи, Франческа; Мейнл, Эдгар (2007). «Астроциты являются активными участниками врожденного церебрального иммунитета». Тенденции в иммунологии . 28 (3): 138–45. дои : 10.1016/j.it.2007.01.005 . ПМИД   17276138 .
  12. ^ Джон, Гарет Р.; Ли, Сонхи С.; Сун, Сяньюань; Ривьеччо, Марк; Броснан, Селия Ф. (2005). «Регуляторы IL-1 в астроцитах: значение для травм и восстановления». Глия . 49 (2): 161–76. дои : 10.1002/glia.20109 . ПМИД   15472994 . S2CID   25384370 .
  13. ^ Jump up to: а б Пекни, Милош; Нильссон, Майкл (2005). «Активация астроцитов и реактивный глиоз». Глия . 50 (4): 427–34. дои : 10.1002/glia.20207 . ПМИД   15846805 . S2CID   9161547 .
  14. ^ Миллиган, Эрин Д.; Уоткинс, Линда Р. (2009). «Патологическая и защитная роль глии при хронической боли» . Обзоры природы Неврология . 10 (1): 23–36. дои : 10.1038/nrn2533 . ПМЦ   2752436 . ПМИД   19096368 .
  15. ^ Jump up to: а б с д Коланджело, Анна Мария; Кирилл, Джон; Лавитрано, Мария Луиза; Альбергина, Лилия; Папа, Мишель (2012). «Нацеливание на реактивный астроглиоз с помощью новых биотехнологических стратегий». Достижения биотехнологии . 30 (1): 261–71. doi : 10.1016/j.biotechadv.2011.06.016 . ПМИД   21763415 .
  16. ^ Мрак, Роберт Э.; Гриффин, В. Сью Т. (2005). «Глия и их цитокины при прогрессировании нейродегенерации». Нейробиология старения . 26 (3): 349–54. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2004.05.010 . ПМИД   15639313 . S2CID   33152515 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e0417967501ba8715547d96a346f83d0__1699395120
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e0/d0/e0417967501ba8715547d96a346f83d0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Astrogliosis - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)