| köpeny gliocita | |
|---|---|
| Textil | ideges |
A köpeny- (szatellit) gliociták gliasejtek , amelyek a gerincvelői, szimpatikus és paraszimpatikus ganglionok neuronjainak testét borítják [1] [2] . A köpenygliociták, akárcsak a Schwann-sejtek , idegi gerincsejtekből fejlődnek ki [3] . A köpenygliociták számos különböző funkciót látnak el, beleértve a szimpatikus ganglionok mikrokörnyezetének szabályozását [2] . Úgy gondolják, hogy ugyanazt a funkciót látják el, mint az asztrociták a központi idegrendszerben (CNS) [2] . Tápanyagokkal látják el a körülöttük lévő idegsejteket, és szerkezeti funkciót látnak el. Lengéscsillapító funkciót is ellátnak. Ezenkívül ezeknek a sejteknek a felszínén különféle receptorok találhatók, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy bizonyos neuroaktív anyagokra reagáljanak [4] . Ezen receptorok közül sok különböző betegségek, köztük a krónikus fájdalom [5] és a herpesz [6] okaihoz kapcsolódik .
A köpenygliociták a perifériás idegrendszer fő gliasejtek, nevezetesen a gerincvelői, [1] szimpatikus és paraszimpatikus ganglionokban. [2] Ezekben a ganglionokban vékony sejtburkot képeznek a neuronok körül.
A köpeny gliocita testének közepén egy viszonylag nagy mag található . A gliocita testének minden oldalán lapos perineurális kinövések képződnek. A sejtmagot tartalmazó területen a legnagyobb a citoplazma térfogata , ezért azon a helyen, ahol a gliocita magja található, a neuron héja vastagabb. [2] Egy neuron burkolata még vastagabb is lehet, ha több gliocita van egymáson, mindegyik gliocita vastagsága megközelítőleg 0,1 mikrométer. [7]Lapított alakjuk ellenére a köpenygliociták tartalmazzák az összes szokásos organellumát, amely a különféle sejttermékek kialakulásához és a sejten belüli homeosztázis fenntartásához szükséges. A köpeny gliocitájában lévő plazmamembrán vékony és nem túl sűrű, [8] a membrán sejtadhéziós molekulákat, [9] neurotranszmitterek és más molekulák receptorait [8] és ioncsatornákat , különösen káliumot tartalmaz. [10] Az egyes köpenygliociták szemcsés és agranuláris endoplazmatikus retikulummal (ER) is rendelkeznek, [11] de az agranuláris ER kevésbé gyakori. [8] Leggyakrabban a köpeny gliocitáiban a Golgi-apparátus és centriolák a sejtmag közelében helyezkednek el. Másrészt a mitokondriumok a citoplazmában [8] megtalálhatók az autofágiában és a katabolikus lebomlás egyéb formáiban részt vevő organellumokkal együtt, mint például a lizoszómák , a lipofuscin granulátumok és a peroxiszómák . [12] A mikrotubulusok és a köztes filamentumok a citoplazmában is megtalálhatók, és leggyakrabban a gliociták által kialakított neuronhüvellyel párhuzamosan helyezkednek el. Ezek a filamentumok nagy koncentrációban találhatók az axontuberkulákat körülvevő köpenygliocitákban és a szimpatikus ganglionok neuronjainak kezdeti részeiben . [8] Egyes köpenygliocitákban a tudósok egyetlen csillót találtak, amely a sejtmag közelében a sejtfelszínről nőtt ki, és a plazmamembrán mély mélyedésében messze az extracelluláris térig terjed. [13] Ez a csilló azonban mindössze 9 pár mikrotubulusból áll, központi pár nélkül, így nagyon hasonlít a központi idegrendszerben található neuronok, Schwan-sejtek és asztrociták csillóihoz. [nyolc]
A gerinc ganglionban található köpeny-gliociták lamelláris sejtek, amelyek leggyakrabban több ilyen sejtből álló folyamatos burokban találhatók az egyes szenzoros neuronok körül. [1] A neuron héját alkotó köpenygliociták száma az általuk körülvett neuron térfogatának növekedésével arányosan növekszik. Ezenkívül a héj térfogata a neurontest felszínének növekedésével arányosan növekszik. A neuron héja és plazmamembránja közötti távolság 20 nanométer, ennek köszönhetően a neuron a köpenygliociták héjával együtt egy anatómiai és funkcionális egységet alkot. [14] Ezeket az egyes egységeket kötőszövet választja el egymástól. Vannak azonban 2-3 neuronból álló csoportok, amelyek egymás mellett helyezkednek el, és nem választják el egymástól kötőszövet. Leggyakrabban egy csoport minden neuronját a héja veszi körül, de nem mindig. [15] Egyes szenzoros neuronok sejtfelszínükből kinyúló mikrobolyhokkal rendelkeznek. A neuronoknak a köpeny-gliociták membránjához való közelsége miatt az idegsejtek plazmamembránjának ezek a mikrobolyhok a membrán barázdáiba esnek, ami lehetővé teszi a sejtek számára, hogy anyagokat cseréljenek egymással. [16]
A szimpatikus ganglionokban a köpenygliociták a három fő sejttípus egyike, a másik kettő a szimpatikus ganglion neuronok és a kis intenzíven fluoreszcens sejtek (MYF sejtek), [2] A szimpatikus ganglionok SIF sejtjei csoportokra vannak osztva, amelyek mindegyike SGC tokkal körülvéve. [17] interneuronok lévén . A szimpatikus ganglionok MYTH sejtjeit csoportokra osztják, amelyek mindegyikét köpenygliociták burkolata veszi körül. A szimpatikus ganglionok köpeny-gliocitái a neurális taréjból származnak, és az embrionális fejlődés során a neuronok megjelenéséig és éréséig nem szaporodnak, ami azt jelzi, hogy a neuronok beindítják a köpeny gliocitáinak osztódását és érését. [3] A szimpatikus ganglionokban lévő köpeny-gliociták szerkezete megegyezik a gerinc ganglionjaival, kivéve, hogy a szimpatikus ganglionokban szinapszisok vannak . Ezért a szimpatikus neuronok körüli burkolatnak jobban ki kell nyúlnia, hogy befedje az axontuberculumot. [18] Az axontuberculum közelében lévő hüvelyek vastagabbak, mint az idegsejt más részeit körülvevő hüvely. Ez arra utal, hogy a köpeny gliocitái szerepet játszanak a szinapszis körüli specifikus környezet kialakításában, befolyásolva a szinaptikus átvitelt.
Sokan a köpeny-gliocitákat hasonlítják össze a központi idegrendszerben található asztrocitákkal, mert közös fiziológiai és anatómiai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a neurotranszmitter transzporterek jelenléte és a glutamin-szintetáz expressziója . [2] Vannak azonban olyan megkülönböztető tényezők, amelyek lehetővé teszik, hogy a köpeny gliocitáit a gliasejtek külön kategóriájába sorolják. A köpenygliociták gyakran teljes, folyamatos burkolattal veszik körül az egyes szenzoros és paraszimpatikus neuronokat, míg a legtöbb szimpatikus ganglion neuronból hiányzik a folytonos burok, ami korlátozott közvetlen anyagcserét tesz lehetővé a neuron extracelluláris tere és a kötőszöveti tér között, ahol a köpeny gliocitái vannak. található. [7] Ezen túlmenően a szomszédos neuronokat körülvevő köpeny-gliociták , valamint az ugyanabban a burokban lévő köpeny-gliociták között réskapcsolatok vannak (reflexív rés-junctions) . [1] Ezeket a réskapcsolatokat elektronmikroszkóppal és különféle markerekkel, például Lucifer-sárgával vagy neurobiotinnal detektálták. Az azonos vagy különböző membránok köpenygliocitáinak kapcsolatának mértéke a sejtkörnyezet pH -értékétől függ. [1] Patkányokon és egereken végzett kísérletek során azt találták, hogy a köpeny gliocitáiban számos neurotranszmitter receptor található, például muszkarin receptorok az acetilkolinhoz és az eritropoetin receptorok . [1] A köpenygliociták és más gliasejtek megkülönböztetésére a kutatók markereket használtak a különböző sejtekben jelenlévő fehérjék azonosítására. Bár a köpeny gliocitái expresszálnak glia fibrilláris savas proteint (GFAP) [19] és S-100 fehérjét , [20] a köpenygliociták azonosítására manapság a leggyakrabban használt marker a glutamin-szintetáz. A glutamin-szintetáz expressziós szintje nyugalmi állapotban viszonylag alacsony, de jelentősen megnő, ha az idegsejt axonja károsodik. [1] Ezenkívül a köpeny gliocitái rendelkeznek a citokinek , az adenozin-trifoszfát (ATP) és más kémiai másodlagos hírvivők felszabadítására. [2]
Jelenleg kutatások folynak a köpenygliociták élettani szerepének megállapítására. A jelenlegi elméletek azt sugallják, hogy a köpeny gliocitái jelentős szerepet játszanak a szimpatikus ganglionok mikrokörnyezetének szabályozásában. Ezek az elméletek azon a megfigyelésen alapulnak, hogy a köpenygliociták szinte teljesen beborítják a neuronokat, és szabályozhatják a sejtmembrán permeabilitását. [2] Kimutatták, hogy ha egy fluoreszcens fehérjét közvetlenül a nyaki ganglionba fecskendeznek be , hogy megkerüljék a keringési rendszert , az nem található meg a neuronok felszínén. Ez arra utal, hogy a köpenygliociták szabályozhatják az egyes neuronok extracelluláris terét. [21] Egyesek úgy vélik, hogy a köpeny-gliociták az autonóm idegrendszer ganglionjaiban ugyanazt a szerepet töltik be, mint a vér-agy gát – funkcionális gátként a nagy molekulák előtt. [22]
A köpenygliociták idegi mikrokörnyezet szabályozó szerepét tovább jellemzik elektromos tulajdonságaik, amelyek nagyon hasonlóak az asztrocitákéhoz. [23] Az asztrociták jól tanulmányozott és meghatározott szerepet játszanak az agy mikrokörnyezetének szabályozásában , ezért a kutatók a köpenygliociták homológ szerepét vizsgálják a szimpatikus ganglionokban. A szenzoros ganglionok mikrokörnyezetének szabályozásának egyik módja az anyagok felszívódása speciális transzporter fehérjék segítségével, amelyek neurotranszmittereket szállítanak a sejtbe Na + és CL - mellett . [24] Glutamát és gamma-aminovajsav (GABA) transzportereket találtak a köpeny gliocitáiban . [25] Nyilvánvalóan aktívan részt vesznek a ganglionok extracelluláris terének összetételének szabályozásában. A glutamin-szintetáz enzim, amely a glutamát glutaminná történő átalakulását katalizálja, nagy mennyiségben található meg a köpeny gliocitáiban. [26] Ezenkívül a köpeny gliocitái tartalmazzák a glutamáttal rokon enzimeket, a glutamát-dehidrogenázt és a piruvát-karboxilázt , és így nemcsak glutaminnal, hanem maláttal és laktáttal is elláthatják a neuronokat . [26]
A szomszédos neuronjaikkal ellentétben a köpenygliocitáknak nincs szinapszisa, hanem különféle neurotranszmitterek receptoraival vannak felszerelve, amelyek hasonlóak az idegsejtekben találhatóakhoz. [4] A szinaptikus rügyekben, valamint a neuron más részein acetilkolin , GABA, glutamát, ATP, noradrenalin , P anyag , kapszaicin receptorok találhatók, amelyek közvetlenül befolyásolják e sejtek fiziológiáját. [27] A jelenlegi kutatások azt mutatják, hogy a köpeny gliocitái is képesek reagálni ugyanazokra a kémiai ingerekre, mint a neuronok. A kutatás folyamatban van, és a köpeny-gliociták szerepe a sérülés utáni idegsejtek felépülésében még teljes körűen feltárásra vár.
A gliasejtek, köztük a köpenygliociták szerepe a neuronális sérülésekre és sérülésekre adott válaszként régóta ismert. A köpeny gliocitái különleges szerepet játszanak a krónikus fájdalom kiváltásában és fenntartásában, beleértve a hiperalgéziát és a spontán fájdalom egyéb formáit. [28]
Biológiailag aktív molekulák szekréciójaA köpeny gliocitái citokineket és más biológiailag aktív molekulákat szabadíthatnak fel, amelyek a fájdalmat neuronálisan továbbítják. [5] A neurotropinok , a tumor nekrózis faktor -alfa (TNF-alfa) olyan egyéb sejtes faktorok, amelyek növelik a neuronok fájdalomérzékenységét. [28] A köpeny-gliociták kisebb számban vannak jelen a PNS-ben, mint más ismertebb típusú gliasejtek, például az asztrociták, de bizonyos fiziológiai és farmakológiai tulajdonságaik miatt befolyásolják a nocicepciót . [19] Valójában az asztrocitákhoz hasonlóan a köpenygliociták is képesek érzékelni és szabályozni a közeli neuronok aktivitását. [28] Először is, az idegsejt sérülése után a köpeny gliocitái elkezdik növelni a GFAP szintjét és osztódni. Képesek felszabadítani a kemokineket , amelyek hasonlóak a Schwann-sejtek által kibocsátottakhoz, és elősegítik a makrofágok toborzását és proliferációját . Emellett több kutatócsoport azt találta, hogy a köpeny gliocitái közötti kommunikáció szintje megnövekszik az idegsérülés után, ami befolyásolja a fájdalom érzékelését, valószínűleg több okból is. A gap junction-okat általában a K + -ionok újraelosztására használják a szomszédos köpenygliociták között. Azonban, ha az ideg sérült, a köztük lévő rés csomópontok száma jelentősen megnő. Lehetséges, hogy ez a több ATP-nek és glutamátnak köszönhető, ami végső soron a glutamát fokozott újrahasznosításához vezet. A glutamátszint emelkedése túlzott izgalomhoz és fokozott nocicepcióhoz vezet. [19]
Különféle receptorok és ioncsatornákA köpeny gliocitáin különböző neuronális receptorok vesznek részt az ATP által kiváltott fájdalomjelekben, különösen a purinoceptorok: P2X3 homomultimer és P2X2/3 heteromultimer. Általában a P2X receptorcsalád reagál a neuronokból felszabaduló ATP-re. Szinte az összes P2X altípus megtalálható a szenzoros neuronokban, kivéve a P2X7 receptort , amelyet szelektíven expresszálnak a gliasejtek, beleértve a köpeny gliocitáit is. A receptor részt vesz az interleukin IL-1β makrofágokból, mikrogliákból és asztrocitákból történő felszabadításában. A receptor valószínűleg szerepet játszik a gyulladáshoz és neuropátiás fájdalomhoz vezető események sorozatában. Azt találtuk, hogy ennek a receptornak van egy antagonistája az A-317491 formájában, amely, ha jelen van, képes csökkenteni a gerincvelői neuronok különböző osztályainak kiváltott és spontán gerjesztését, valamint gátolni az IL-1β felszabadulását. A P2X3 és P2Y1 receptorok külső hatása azonban megnehezíti a P2X7 és antagonistája közötti kölcsönhatást, így nem ideális célpont a gyógyszeres kezelés számára. [5]
A P2Y receptorok megtalálhatók a neuronokon és a gliasejteken is. Szerepük kevésbé egyértelmű, mint a P2X receptoroké, de megfigyelték, hogy számos egymásnak ellentmondó funkciójuk van. Egyes esetekben ezek a receptorok fájdalomcsillapítóként működnek , mivel a P2Y1 képes elnyomni a P2X3 hatását. Más esetekben a receptorok elősegítik a nocicepciót a kalcitonin génhez kapcsolódó peptid (CGRP) extracelluláris koncentrációjának modulálásával. Ezeket az egymásnak ellentmondó szerepeket feltárják, hogy a jövőben potenciális célpontokként szolgálhassanak különféle terápiás gyógyszerek kifejlesztéséhez. [5]
A köpenygliocitáknak van egy specifikus típusú csatornájuk is, a Kir4.1 csatorna, amely fenntartja az extracelluláris K+ szükséges alacsony koncentrációját a migrént okozó hiperingerlékenység szabályozásához . Ezenkívül úgy gondolják, hogy az extracelluláris K + -koncentrációt a guanin -nukleozid, a guanozin szabályozza . A guanozin részt vehet a neuronok és a köpeny gliocitái közötti kommunikációban és a szenzoros ganglionok interakciójában, valamint potenciális célpont, amely képes szabályozni a krónikus fájdalommal összefüggő extracelluláris K + -koncentráció változásait. [5]
A szenzoros ganglionok olyan vírusfertőzésekhez kapcsolódnak, mint például a herpes simplex, amely a kezdeti fertőzés után évtizedekig szunnyadhat a ganglionokban. [29] Amikor a vírus újraaktiválódik, hólyagok jelennek meg a bőrön és a nyálkahártyákon . A látens stádiumban a vírusok ritkán helyezkednek el a szenzoros ganglionok köpenygliocitáiban, de a köpenygliociták ennek ellenére fontos szerepet játszhatnak a betegség kialakulásában. [6] Feltételezik, hogy a köpeny gliocitái akadályokat képezhetnek a vírus terjedése előtt a fertőzött neuronokról a nem fertőzött neuronokra. [30] [31] Ha ez a gát leomlik, akkor a fertőzés szélesebb körben terjed. [32] Ez azzal magyarázható, hogy a köpenygliociták a neuronokon helyezkednek el, ami lehetővé teszi számukra, hogy megvédjék ezeket a neuronokat. Azt is feltételezik, hogy a köpenygliociták részt vesznek a vírus ganglionjainak megszabadításában, az idegrendszer védelmében és helyreállításában, miután a vírus elhagyta a látens stádiumot. [egy]
A köpenygliociták témájával kapcsolatos információk nagy része olyan tanulmányokból származik, amelyek a köpeny gliocitáit körülvevő szenzoros neuronokra összpontosítottak, nem pedig magukra a köpeny gliocitáira. A jövőben a kutatók azt tervezik, hogy több időt és figyelmet szentelnek a köpeny gliocitáinak, amelyek számos, az élethez szükséges támogató és védő funkcióval rendelkeznek. [1] Tanulmányozni és jellemezni fogják a köpeny gliocitáin lévő neurotranszmitter- és hormonreceptorokat. [1] A receptorok különböző mutációk és betegségek által okozott változásait is tanulmányozni fogják, hogy meghatározzák ezen állapotok hatását. [1] Ezen túlmenően a neuronok és a köpenygliociták közötti kommunikáció mechanizmusa lényegében ismeretlen, bár valószínű, hogy az idegsejtek és a köpenygliociták különböző receptorait használják kémiai jelátvitelre, esetleg P2Y-n keresztül. [33] A két sejttípus közötti kölcsönhatás mélyebb megértése érdekében tanulmányozni kell a Ca 2+-t és az NO-t, valamint hatásukat is. [1] Végül a jövőbeli kutatások másik területe annak vizsgálata, hogy a köpeny gliocitái befolyásolják a szinaptikus átvitelt az autonóm ganglionokon belül. [34]