Die Anatomie der Astrozyten

Astrozyten sind die am häufigsten vorkommende Art von Gliazellen im Gehirn und sind unterschiedlich in ihrer Fähigkeit, dem zentralen Nervensystem mehrere Schutzfunktionen zu bieten. Die Anordnung der Astrozyten hängt mit den chemischen und physikalischen Wechselwirkungen mit anderen Gehirnzellen zusammen.

Astrozyten tragen zur Bildung und Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke bei. Die Blut-Hirn-Schranke ist eine semipermeable Membran, die verhindert, dass bestimmte Blutbestandteile aus dem Kreislauf in die extrazelluläre Flüssigkeit des Zentralnervensystems gelangen.

Astrozyten, auch Astroglia oder Astrogliazellen genannt, wurden vom Wissenschaftler Karl Bergmann entdeckt und wurden aufgrund ihrer Einstufung als Schutz- und Isolierzelle ursprünglich Bergmann-Glia genannt. Diese Zellen wurden später wegen ihrer sternförmigen Form Astrozyten genannt.

Anatomie

Astrozyten sind sternförmige Zellen im Gehirn. Ähnlich wie andere neuronale Zellen bestehen Astrozyten aus Synapsen oder Zellenden, die eine chemische und elektrische Kommunikation zwischen Zellen ermöglichen. Astrozyten bestehen auch aus Dendriten, die die Übertragung von Kommunikationen von anderen Zellen innerhalb des Zellkörpers des Astrozyten ermöglichen.

Es gibt zwei Haupttypen von Astrozyten, die als protoplasmatische oder faserige Astrozyten bezeichnet werden, die aufgrund ihrer strukturellen Unterschiede und ihrer Lage klassifiziert werden. Protoplasmatische Astrozyten befinden sich in der gesamten grauen Substanz des Gehirns, wo sich die meisten Neuronen befinden. Die graue Substanz im Gehirn steuert Funktionen wie Muskelkontrolle und Sinneswahrnehmung, einschließlich Sprache, Geschmack, Geruchssinn, Gedächtnis, Urteilsvermögen und mehr. Faserige Astrozyten befinden sich in der gesamten weißen Substanz des Gehirns, wo isolierte Nervenfasern vorhanden sind.

Obwohl es keine für Astrozyten spezifischen anatomischen Variationen gibt, haben erkrankte Astrozyten einen großen Einfluss auf das Vorhandensein und die Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen. Es besteht allgemeiner Konsens unter Forschern, dass Astrozyten zu neurodegenerativen Erkrankungen beitragenwenn sie ihre Fähigkeit verlieren, die Gehirnzellen auszugleichen und zu entgiften.

Funktion

Astrozyten haben eine Vielzahl von Funktionen innerhalb des Gehirns und des zentralen Nervensystems als Ganzes. Astrozyten versorgen die Neuronen mit Nährstoffen, während sie das Gleichgewicht zwischen den Zellionen aufrechterhalten wie Natriumchlorid, Kalium und Phosphat. Diese Ionen spielen eine wesentliche Rolle bei der Funktion jedes Neurons, indem sie Zellen mit Elektrolyten und Energie versorgen. Astrozyten helfen auch bei der Reparatur von Schäden im Gehirn und im zentralen Nervensystem durch einen Prozess, der Astrogliose genannt wird. Astrozyten bilden und erhalten die Struktur der Blut-Hirn-Schranke.

Astrozyten verbessern auch die Kommunikation zwischen Gehirnzellen und regulieren die Stoffwechselprozesse im Gehirn. Zu den Stoffwechselprozessen im Gehirn gehören der Abbau von Abfallprodukten und die Verarbeitung von Stoffen, die zur Zellenergie verwendet werden.

Während Astrozyten eine wesentliche Rolle bei der Reparatur von Gehirnschäden spielen, verleihen ihnen ihre Struktur und Funktion auch einen weniger hilfreichen Zweck. Astrozyten können bei der Progression bestimmter Hirntumore eine Rolle spielen. Ihre Mechanismen können dazu führen, dass sie Tumorzellen vor einer Chemotherapie schützen, indem sie zusätzliches Kalzium hinzufügen, um die Tumorzelle zu stärken. Diese Funktion ist Gegenstand vieler Forschungen, da sie sich für Personen mit verschiedenen Krebsarten als schädlich erweist.

Zugehörige Bedingungen

Neben der Unterstützung des Fortschreitens von Hirntumoren unter bestimmten Umständen wurden Astrozyten auch als Hauptursache für neurodegenerative Erkrankungen des Zentralnervensystems identifiziert. Zu diesen Erkrankungen gehören Demenz und Alzheimer. Diese Dysfunktion der Astrozyten wird als Astrozytopathie bezeichnet.

Eine andere Art von Astrozytopathie ist ein Zustand, der als Autoimmun-Astrozytopathie des glialen fibrillären sauren Proteins (GFAP) bezeichnet wird. Dieser Zustand bewirkt, dass das Immunsystem einer Person Proteinfasern anlagert, die Teil des Gliazellnetzwerks sind, was zu einer Vielzahl von Symptomen führt, darunter hohes Fieber, Migräne, Hirnschwellung (auch als Enzephalopathie bekannt), sich wiederholende und unwillkürliche Bewegungen und Sehstörungen .

Neuere Studien zeigen auch, dass die Dysfunktion der Astrozyten eine Rolle bei der Entwicklung von neurologischen Entwicklungsstörungen wie dem Rett-Syndrom, dem fragilen X und anderen schweren geistigen Behinderungen spielt. Eine Astrozytendysfunktion ist in diesen Fällen oft auf spezifische Variationen in den Zellmustern zurückzuführen, die dazu führen, dass Astrozyten während der frühen Entwicklung verschiedene Funktionen erfüllen.

Rehabilitation

Derzeit wird viel geforscht, um den Grund zu ermitteln, warum sich Astrozytopathien entwickeln und bis zu dem Punkt fortschreiten, an dem sie es tun. Die Behandlung neuer Fälle von GFAP-Astrozytopathie besteht aus hochdosierten Kortikosteroiden und Immunglobulin, einer Proteinformel, die das Immunsystem stärkt. In diesem Fall wird Immunglobulin intravenös oder als Infusion durch den Arm verabreicht.

Die meisten von GFAP-Astrozytopathie betroffenen Personen erhalten auch einen Plasmaaustausch, bei dem ein Teil ihres Blutes, das sogenannte Plasma, durch Ersatzplasma ersetzt wird, um das Blut zu reinigen. Langzeiterhaltung von GFAP-Astrozytopathienbesteht aus anhaltenden oralen Steroiden und anderen Medikamenten, die das Immunsystem unterdrücken, die als Immunsuppressiva bezeichnet werden. Diese Immunsuppressiva helfen, die Immunantwort des Körpers zu vermindern und die Astrozytopathie von der Quelle an zu bekämpfen.