Oksidatif Hasar ve Nöroproteksiyonda Nöron ve Glial Hücreler Arasındaki Karışma Bölüm 2

3. Astrositler

3.1. Beyindeki Astrositler

Astrositler, beyin homeostazisinin korunmasından sorumlu en dinamik ve bol miktarda insan beyin hücreleridir. Astrositler bölgesel hücreler olarak adlandırılır ve bitişik hücrelerle iletişim kuran çeşitli genişletilmiş işlemlere sahiptir; böylece fonksiyonel sinsitiyle ilişkili anatomik alanları oluşturdular [26].

Astrositler beyinde önemli bir hücre türüdür. Bu hücreler nöronları korumak ve desteklemekten ve tüm sinir sisteminin normal işleyişini sürdürmekten sorumludur. Son yıllarda giderek daha fazla araştırma, astrositlerin insan hafızasının oluşumu ve bakımıyla da yakından ilişkili olduğunu ortaya koydu.

Araştırmalar astrositlerin nöronlar arasındaki sinaptik bağlantıları etkileyerek anıların oluşumunu ve depolanmasını etkileyebildiğini buldu. Bu glial hücreler aynı zamanda çöpleri ve diğer zararlı maddeleri nöronlardan uzaklaştırabilir. Sinir sisteminin sağlığını korurken hafızamızın gelişmesine de yardımcı olurlar.

Ayrıca bilim insanları, astrositlerin öğrenme ve hafızayı geliştirmede önemli rol oynayan FGF2 adlı bir molekül ürettiğini de keşfetti. Deneyler, astrositlerdeki FGF2 içeriğini arttırmanın, farelerin öğrenme yeteneğini ve hafızasını önemli ölçüde geliştirebileceğini bulmuştur.

Daha da heyecan verici olan bazı çalışmalar, sağlıklı bir yaşam tarzı sürdürmenin astrosit büyümesini ve fonksiyonunu destekleyebileceğini göstermiştir. Örneğin, düzenli egzersiz, sağlıklı beslenme ve yeterli uyku, astrositlerin büyümesini ve işlevini destekleyerek hafızamızı geliştirmeye yardımcı olabilir.

Bu nedenle, aşırı içki içmek veya bazı ilaçların kullanımı gibi yaşamdaki bazı olumsuz faktörler astrositlerin büyümesini ve işlevini etkilese de işlevlerini iyileştirmek için alabileceğimiz birçok önlem vardır. Olumlu bir tutum sergilediğimiz ve mümkün olduğunca sağlıklı yaşadığımız sürece, potansiyel olarak daha güçlü anılara ve daha iyi nörolojik sağlığa sahip olabiliriz. Belleği geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir, çünkü Cistanche Deserticola'nın antioksidan, antiinflamatuar ve yaşlanma karşıtı etkileri vardır, bu da beyindeki oksidasyonu ve inflamatuar reaksiyonları azaltmaya yardımcı olabilir, böylece beyni korur. sinir sisteminin sağlığı. Ek olarak, Cistanche Deserticola sinir hücrelerinin büyümesini ve onarımını da teşvik edebilir, böylece sinir ağlarının bağlantısını ve işlevini geliştirebilir. Bu etkiler hafızayı, öğrenmeyi ve düşünme hızını artırmaya yardımcı olabilir ve ayrıca bilişsel işlev bozukluklarının ve nörodejeneratif hastalıkların gelişimini de önleyebilir.

Kısa süreli hafızayı geliştirmek için Bil'e tıklayın

Astrositler intraparankimal kan damarlarına vasküler süreçleri (astrositik uç ayaklar) yansıtır ve damar bölmesi ile beyin arasındaki moleküllerin ve hücrelerin hareketini kontrol etmek için damar yüzeylerini kaplar [27].

İnsan astrositleri genellikle nöroanatomilerine göre dört alt bölüme ayrılır [28]. Birincisi, interlaminar astrositler yuvarlak bir hücre gövdesine ve kısa uzantılara sahiptir ve korteksin I. katmanında bulunur. İkincisi, protoplazmikstrositler gri maddede bulunur ve korteksin II-VI. katmanlarında bulunur. Bunlar en bol astrositlerdir ve çok sayıda çıkıntıya ve gür bir morfolojiye sahiptirler.

Üçüncüsü, varisli projeksiyon astrositleri V-VI. katmanlarda bulunur ve korteks içinde uzun mesafeli iletişimde işlev görebilen bir ila beş daha uzun uzantıya sahip kısa dikenli çıkıntılara sahiptir. Dördüncüsü, lifli astrositler beyaz maddede bulunur ve daha az işlem içeren daha büyük hücrelerdir. Fibröz astrosit süreçleri, miyelinli aksonları saran oligodendroglia ile temasa geçmek için çok sayıda uzantı gönderir [29].

Astrositler ayrıca hücre gövdesi boyutu, işlem sayısı, işlem kalınlığı, işlem yönü ve işlem uzunluğu gibi morfolojik özelliklerine göre tip I-III olarak sınıflandırılır.

Tip Iastrositler, küçük bir hücre gövdesi ve çok sayıda kısa işlemle karakterize edilir. Tip IIastrositler, bipolar bir şekil ve uzun süreçlerle karakterize edilir. Tip III astrositler yıldız şekli ve uzun uzantılarla karakterize edilir [30,31].

Astrositlerin sinaptik fonksiyonda ve nörotransmisyonun modülasyonunda destekleyici roller oynayarak nöronlara yardım etme işlevi. Astrositlerin süreçleri sinapsları kaplar ve nörotransmitterler, sitokinler, büyüme faktörleri ve iyon kanalları için çeşitli reseptörler içerir.

Astrositler, hücre dışı glutamat tarafından hücre içi Ca2+ salınımından etkilenir ve glutamat, pürinler, GABA ve D-serin gibi çok sayıda gliotransmiterin salgılanmasını takiben hücre içi Ca2+ seviyelerini artırarak sinapsların iyonik dengesini korurlar. 32,33]Nöronlar, metabolik tüketimleri yüksek olmasına rağmen beyin mikroçevresindeki küçük değişikliklere karşı oldukça duyarlıdır.

Astrositlerin normal beyindeki rolü, glutamat alımı ve geri dönüşümü, K+ tamponlaması, enerji substratlarının sağlanması, pH tamponlaması ve oksidatif strese karşı savunma yoluyla hücre dışı homeostazın korunmasıdır [28].

3.2. Oksidatif Hasarda Astrositler

Astrositler, Şekil 2'de gösterildiği gibi beyinde dinlenme veya reaktif durumda bulunur. Reaktif astrositler, TNF ve ROS dahil inflamatuar sitokinleri serbest bırakır ve akson rejenerasyonunu ve nörit büyümesini engelleyen glialskarlar oluşturur [34-36].

Aktifleştirilmiş astrositler, yaralanma sonrasında beyin fonksiyonunun iyileşmesine yardımcı olur ancak nörotoksik olabilir. Reaktif astrositler hücre dışı boşluğa nitrik oksit (NO) salar; bu, lipid peroksidasyonunu artırarak, mitokondriyal bozulmayı artırarak ve DNA iplikçiklerinde kırılmalara neden olarak nöronal hasara ve ölüme yol açabilir [37].

Astrositik antioksidan sistem, CNS tarafından oksijen metabolizması sırasında doğal olarak üretilen ROS'u (süperoksitler, hidroksilradikaller ve nitrik monoksit) dengeler [38]. Reaktif astrositlerdeki oksidatif stres, astrositler ve nöronlar arasındaki etkileşimleri etkileyen konneksinler, glutamat taşıyıcıları ve enzimler dahil olmak üzere spesifik proteinler üzerinde uzun vadeli etkilere yol açar [39].

Bir astrosit tarafından glutamat alımı yüksek düzeyde enerji gerektirir ve bir glutamat alımı için birden fazla ATP molekülüne ihtiyaç vardır. Ancak ATP eksikliği, astrositlerde ROS kaynaklı glutamat alım blokajının mekanizmalarıyla ilişkilidir [40,41]. Astrosit glutamat taşıyıcılarının bloke edilmesi, nöronal uyarılabilirliği ve uyarıcı nörotransmisyonu güçlendirerek nörotoksisiteyi arttırır [42].

Astrositler tarafından oluşturulan oksidatif stres, esas olarak mitokondriden türetilen oksidatif stres, NADPH'den türetilen oksidatif stres ve RNS üretimi yoluyla meydana gelir. Mitokondri, hücre gövdesinde ve astrositlerin ince ve uzun uzantılarında dağılır [43]. Mitokondriyal fonksiyonun bozulması ve astrositlerde ROS'un artması astrogliosise yol açar. NADPH'den türeyen oksidatif stres, astrositlerin fizyolojik fonksiyonunu önemli ölçüde etkiler.

NOX ailesi arasında NOX2 ve NOX4, CNS'de en çok eksprese edilen NOX izoformlarıdır [43]. Astrositlerde NOX4 eksprese edilirken NOX2 eksprese edilmez ve NOX4'ün düşük ekspresyonu bile astrositlerdeki oksidatif stresi düzenler [44,45].

Astrositik RNS üretimi aynı zamanda astrosit kaynaklı oksidatif stresi de etkiler. Ca2+/kalmodulin'e bağımlı nöronal NOS, endotelyal NOS ve Ca2+-bağımsız indüklenebilir NOS dahil ana NOS izoformları astrositlerde gözlenir [5,46]. Astrositik NO, astrosit kaynaklı nöronal dejenerasyona ve astrositlerde Cu-Zn süperoksit dismutaz (SOD1) agregasyonuna yol açar, bu da iskemik/reperfüzyon CNS hasarını indükleyebilir [47,48].

3.3. Astrosit İlaçlı Antioksidan Savunma

Astrositler, uyarıcı amino asitleri düzenleyerek oksidatif stres dengesini dolaylı olarak etkileyen glutamat homeostazisini koruyan ana hücrelerdir. Astrositler ayrıca nöronal hayatta kalmayı destekleyen glial hücre hattından türetilen nörotrofik faktör (GDNF) ve sinir büyüme faktörü (NGF) gibi nörotrofik faktörleri serbest bırakarak eksitotoksisiteyi önler [39,49].

Oksidatif stres sırasında nöroproteksiyon için astrositler, GSH, askorbat ve E vitamini dahil olmak üzere çeşitli antioksidan moleküller üretir ve nöronal sağkalımı iyileştirmek için GSH S-transferaz, GSH peroksidaz, tioredoksin redüktaz ve katalaz gibi ROS detoksifiye edici enzimleri aktive eder. 50,51]. Ayrıca astrositler, redoks aktif metaller tarafından serbest radikallerin üretilmesini önlemek için beyindeki metal tutulmasına katılırlar. Astrositler, metal bağlama ve iyon trafiğinde rol oynayan metalotiyoneinleri ve serüloplazmini yüksek seviyelerde eksprese eder [52].

Astrositler, GSH tripeptitini glutamat sistein ligaz ve GSH sentetaz ile sentezleyebilir. Astrositler GSH'yi hücre dışı boşluğa salarlar ve nöronlar GSH'yi doğrudan alır veya glisin ve sistein oluşturmak için hücre dışı nöronal aminopeptidaz N'yi kullanır [53].

Nöronlarda GSH sentezi için substratın sınırlanmasıyla, GSH'si tükenmiş astrositlerde oksidatif hasara karşı nöronal korumanın azaldığı gözlenmiştir [54]. Astrositler, sistein alma kapasitesini artırarak GSH sentezleme kapasitesini arttırır, böylece astrositlerin oksidatif strese karşı nöroprotektif etkisini arttırır [5]. Astrositlerin diğer bir antioksidan savunma mekanizması, ROS'u doğrudan temizleyen ve kofaktör görevi gören askorbatın geri dönüşümüdür. oksitlenmiş E vitamini ve GSH'nin geri dönüşümü [2].

Bu geri dönüştürülmüş askorbat, astrositlerde hücre içi olarak kullanılır ve/veya nöronların antioksidan savunma mekanizmaları için kullanmaları için hücre dışı boşluğa salınır. Askorbik asit nöronlara girdiğinde glikoz tüketimini engeller ve laktat taşınmasını uyarır. Askorbik asit, astrosit-nöron laktat mekiklerini düzenler [55] ve nöronlar, glutamaterjik sinaptik aktivite sırasında astrositlerden askorbik asit salınımını uyaran glutamat üretir [56,57].

CNS'de önemli bir endojen antioksidan sistem olan Nrf2-Keap1-ARE yolunda, ROS ile indüklenebilir transkripsiyon faktörü nükleer faktör eritroid 2-ilişkili faktör 2 (Nrf2), GSH sistemini düzenler, tioredoksin sistemi ve SOD [58]. Nrf2, bazal koşullar altında Kelch benzeri ECH ile ilişkili protein 1'e (Keap1) bağlanarak bozunma için üretilir ve her yerde bulunur [59].

Bununla birlikte, Keap1'in Nrf2'ye bağlanması, artan oksidatif stres koşulları tarafından inhibe edilir ve bu, Nrf2'nin bozunmadan kaçmasına ve gen promotörlerindeki antioksidan yanıt elemanları (ARE'ler) ile etkileşime girmesine izin verir [60,61].

Astrositler, nöronlara göre Nrf2 tarafından daha yüksek bazal ve uyarılmış ARE bağlanması seviyeleri göstermektedir [62]. Ek olarak, tersiyer butilhidrokinon (tBHQ), astrositlerde Nrf2 ve onun indirgenmiş koenzim/kinon oksidoredüktaz1 (NQO1) gibi aşağı yöndeki antioksidan enzimlerini aktive eder, ancak nöronlarda aktive etmez [63].

Astrositik Nrf2, Nrf2-/- astrositlerin daha ciddi inflamatuar yanıtlara sahip olduğu gözlemiyle belirlendiği gibi oksidatif homeostazinin ana düzenleyicisidir. Ayrıca astrositik dopamin D2 reseptörü, in vivo Nrf2 işlemi yoluyla GSH sentezini düzenler [64,65].

For more information:1950477648nn@gmail.com