Centralny układ nerwowy (OUN), który obejmuje mózg i rdzeń kręgowy, jest prawdopodobnie najbardziej fascynującym i istotnym ze wszystkich narządów w organizmie. Dwa krytycznie ważne typy komórek neuroglejowych to astrocyty i mikroglej. Ich funkcją jest komunikacja z neuronami i zapewnienie biochemicznego wsparcia dla OUN.

Czym są astrocyty?

Astrocyty są komórkami makrogleju i najbardziej rozpowszechnionym typem komórek w OUN, stanowiącymi 20-50% objętości glonów.

Astrocyty są bardzo aktywne. U ludzi, pojedyncza komórka astrocytu może oddziaływać nawet z 2 milionami synaps w tym samym czasie. Astrocyty pełnią wiele funkcji w OUN. Należą do nich m.in.

• generowanie białek, a także cytokin, które sygnalizują białka zaangażowane w układ odpornościowy,
• wydzielanie i wchłanianie przekaźników nerwowych,
• dostarczanie substancji odżywczych do tkanki nerwowej,
• utrzymanie pozakomórkowej równowagi jonowej,
• naprawa mózgu i rdzenia kręgowego po infekcji i urazach, oraz
• utrzymanie bariery krew-mózg poprzez zapewnienie biochemicznego wsparcia dla komórek tworzących barierę krew-mózg.

Astrocyty regulują przekazywanie impulsów elektrycznych i potasu w obrębie mózgu, przechowują i uwalniają glukozę, a według N. Swaminathana regulują przepływ krwi w mózgu.

Astrocyty są ważnymi uczestnikami różnych zaburzeń neurorozwojowych. A. J. Barker i Ullian, na przykład, łączą dysfunkcję astrocytów z niewłaściwymi obwodami neuronowymi, a na mocy tego zaburzeniami psychiatrycznymi, takimi jak zaburzenia ze spektrum autyzmu i schizofrenia.

Co to są mikroglejki?

Mikroglej jest drugim rodzajem komórek neuroglejowych w mózgu i rdzeniu kręgowym. Mikroglej zamieszkuje około 5-20% mózgu ssaków i stale porusza się w obrębie OUN, angażując się w sygnalizację zewnątrzkomórkową i identyfikując uszkodzone neurony oraz czynniki zakaźne w celu utrzymania homeostazy. G. Kreutzberg sugeruje, że są one pierwszą linią obrony w patologiach mózgu, działając jak makrofagi lub białe krwinki, które pochłaniają i trawią uszkodzone lub zakażone komórki. Rola mikrogleju jest więc przede wszystkim obronna.

Komórki mikrogleju są niezwykle plastyczne; przyjmują specyficzną formę w odpowiedzi na warunki lokalne i wykrywane przez nie sygnały chemiczne, a także ulegają różnorodnym zmianom strukturalnym w zależności od lokalizacji i potrzeb układu. Microglial są również niezwykle wrażliwe na nawet niewielkie zmiany patologiczne w ośrodkowym układzie nerwowym, szybko reagując na zmniejszenie stanu zapalnego i niszcząc czynniki zakaźne, zanim uszkodzą one wrażliwą tkankę nerwową po przejściu czynników zakaźnych przez barierę krew mózg.

Aktywność immunologiczna komórek mikrogleju jest jednak mieczem obosiecznym. W szczególności, po aktywacji, mikroglej może uwalniać substancje chemiczne do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, aby aktywować więcej mikrogleju i rozpocząć burzę cytokinową. Innymi słowy, poza zdolnością do niszczenia organizmów zakaźnych poprzez pochłanianie obcej lub uszkodzonej materii, mikroglej może również uwalniać w tym procesie różne substancje cytotoksyczne, takie jak nadtlenek wodoru, tlenek azotu, glutaminian, asparaginian i kwas chinolinowy. Te substancje chemiczne mogą uszkadzać komórki i prowadzić do śmierci komórek neuronów. Innymi słowy, komórki mikrogleju, gdy są aktywowane, mogą powodować szkody uboczne w swoich wysiłkach, aby chronić mózg przed patogenami.

Na szczęście, po zapaleniu, mikroglej podejmuje kroki w celu promowania odrastania tkanki nerwowej. Ostatnie badania przeprowadzone przez C. Cserép i wsp. wspierają ideę, że wykorzystując międzykomórkowe szlaki komunikacyjne, mikroglej wywiera nie tylko silne działanie neuroprotekcyjne, ale również przyczynia się znacząco do naprawy tkanki mózgowej po urazie mózgu.

Czym więc różnią się astrocyty i mikroglej?

Chociaż oba są rodzajami neurogleju, astrocyty są makroglejem i są bardziej rozpowszechnione, stanowiąc 20-50% objętości OUN, w przeciwieństwie do zaledwie 5-20% w przypadku mikrogleju.

Zarówno mikroglej, jak i astrocyty odpowiadają na uszkodzenie neuronów poprzez proliferację, zmiany, pośredniczenie i angażowanie uszkodzonych lub zainfekowanych komórek i elementów subkomórkowych. Zmiany te stanowią odpowiedź tkanek OUN na uszkodzenie lub degenerację. Wykazano jednak, że mikroglej jest bardziej wrażliwy na patogeny.

Każdy rodzaj neurogleju ma inne funkcje. Tak więc, chociaż oba oferują fizyczne i metaboliczne wsparcie dla OUN, astrocyty odżywiają neurony, podczas gdy mikroglej chroni neurony przed patogenami, które przeniknęły przez barierę krew-mózg, nawet jeśli ta rola obronna skutkuje uszkodzeniami ubocznymi.

Każdy rodzaj neurogleju ma również odmienne znaczenie psychiatryczne. Podczas gdy wykazano, że astrocyty są zaangażowane w zaburzenia neurorozwojowe, takie jak spektrum zaburzeń autystycznych i schizofrenia, wykazano, że mikroglej jest zaangażowany w patofizjologię zaburzeń obsesyjno-kompulsyjnych i zespołu Tourette’a.

Podsumowanie

Astrocyty i mikroglej to dwa różne rodzaje neuroglejów, które wspomagają OUN. Podczas gdy bardziej płodne astrocyty odżywiają komórki w OUN, w tym inne neuroglia, mikroglej chroni i broni neurony przed patogenami, które przeniknęły przez barierę krew mózg. Oba wspomagają naprawę uszkodzonej tkanki nerwowej. Dysfunkcja każdego z neuroglia wiąże się z odrębnymi zaburzeniami psychicznymi, astrocyty z zaburzeniami ze spektrum autyzmu i schizofrenią, a mikroglej z zaburzeniem obsesyjno-kompulsyjnym i zespołem Tourette’a.