Астроциты

Астроциты — это крупные звёздчатые клетки центральной нервной системы, которые относятся к нейроглии и обеспечивают работу нейронов: поддерживают постоянство среды вокруг них, убирают избыток медиаторов, снабжают энергией, участвуют в работе синапсов и гематоэнцефалического барьера. Название происходит от греческих слов astron — «звезда» и kytos — «клетка»: от тела астроцита во все стороны расходятся многочисленные отростки.

Астроциты — самый многочисленный вид клеток нейроглии в головном и спинном мозге. Долгое время их считали лишь пассивным «каркасом» для нервных клеток, но сегодня известно, что они активно участвуют в обработке сигналов, регуляции кровотока и восстановлении мозга после повреждений.

🔬 Строение и виды

Каждый астроцит занимает собственную территорию и своими тонкими отростками охватывает тысячи синапсов. Часть отростков заканчивается расширениями — концевыми ножками, которые плотно прилегают к стенкам капилляров. Соседние астроциты соединены щелевыми контактами — каналами, через которые проходят ионы и мелкие молекулы. Поэтому они работают как единая сеть.

• Протоплазматические астроциты — лежат в сером веществе, имеют короткие ветвистые отростки и тесно связаны с синапсами.
• Волокнистые астроциты — лежат в белом веществе, имеют длинные тонкие отростки и контактируют с перехватами Ранвье.

Характерный белок астроцитов — глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP). Его используют как метку для выявления этих клеток в тканях, а повышение его уровня отражает их активацию при повреждении мозга.

⚙️ Основные функции

Что делают астроциты

🔗 Трёхчастный синапс

Раньше синапс считали контактом двух нейронов. Сейчас говорят о трёхчастном синапсе: передающее окончание, принимающая мембрана и окружающий их отросток астроцита. Астроцит «прослушивает» работу синапса: в ответ на медиаторы в нём повышается уровень кальция, и клетка может влиять на передачу сигнала.

Особенно важна уборка глутамата — главного возбуждающего медиатора мозга. Если астроциты не справляются с этой задачей, глутамат накапливается, перевозбуждает и в конце концов повреждает нейроны. Это явление называют эксайтотоксичностью.

🩹 Реакция на повреждение

При травме, инсульте, инфекции и нейродегенеративных болезнях астроциты переходят в реактивное состояние: увеличиваются, усиленно вырабатывают GFAP, а иногда и делятся. Этот процесс называют реактивным астроглиозом. Вокруг крупного очага повреждения астроциты формируют глиальный рубец. Он ограничивает распространение воспаления и защищает здоровую ткань, но одновременно мешает росту повреждённых аксонов.

🧠 Астроциты и болезни

• Эпилепсия — нарушение уборки глутамата и калия астроцитами может повышать возбудимость нейронов.
• Оптиконевромиелит — аутоиммунное заболевание, при котором антитела атакуют аквапорин-4 на астроцитах, повреждая зрительные нервы и спинной мозг.
• Астроцитомы и глиобластома — опухоли, происходящие из астроцитарного ряда клеток.
• Болезнь Александера — редкое наследственное заболевание, вызванное мутацией гена GFAP.
• Отёк мозга — астроциты одними из первых набухают при нехватке кислорода и энергии.

Изучается и роль астроцитов при болезни Альцгеймера, боковом амиотрофическом склерозе, депрессии и других расстройствах, где их изменения выявляются в тканях мозга, однако их точный вклад в развитие этих болезней пока уточняется.

⚖️ Спорные вопросы

Среди нейробиологов нет единого мнения о глиопередаче — способности астроцитов выделять глутамат, АТФ и другие сигнальные вещества и тем самым напрямую управлять синапсами. Часть опытов, подтверждавших её, позже не удалось воспроизвести в естественных условиях. Обсуждается и гипотеза о «лактатном челноке», согласно которой астроциты снабжают нейроны молочной кислотой как топливом: она хорошо обоснована в части исследований, но масштаб этого механизма у человека остаётся предметом дискуссий.