Mitocondria Astrocyte mewn Anafiadau Mater Gwyn Rhan 2

Mae swyddogaethau ffisiolegol amrywiol astrocytes a'u cysylltiadau helaeth ag astrocytes eraill a mathau eraill o gelloedd, pan ddaw astrocytes yn adweithiol ar ôl sarhad, a sut mae eu rhyngweithio â chelloedd ymennydd eraill yn newid yn datgan pwysigrwydd y celloedd hyn o ran iechyd ac afiechyd.

Mae astrocytes yn gelloedd nad ydynt yn niwronau yn yr ymennydd y mae eu prif swyddogaethau'n cynnwys darparu cefnogaeth, cynnal iechyd a swyddogaeth niwronau, cymryd rhan mewn cyfnewid sylweddau, a rheoleiddio signalau nerfol. Mewn astudiaethau diweddar, mae gwyddonwyr wedi darganfod bod astrocytes hefyd yn perthyn yn agos i'r cof.

Mae ymchwil yn dangos y gall astrocytes secretu sylwedd o'r enw ffactor niwrotroffig, a all hyrwyddo twf a chysylltiad niwronau, gan wella cof a galluoedd dysgu. Yn ogystal, gall astrocytes hefyd dynnu cynhyrchion gwastraff o'r ymennydd, gan gynnwys niwrodrosglwyddyddion gormodol, a thrwy hynny sicrhau gweithrediad arferol niwronau a gwella cof.

Yn ogystal, mae astrocytes hefyd yn cymryd rhan yn y gwaith o reoleiddio ymateb imiwn yr ymennydd a niwro-lid, gan amddiffyn niwronau rhag difrod, cynnal iechyd a bywiogrwydd yr ymennydd, a gwella galluoedd cof a dysgu ymhellach.

I grynhoi, mae astrocytes yn perthyn yn agos i'r cof. Maent yn amddiffyn iechyd yr ymennydd ac yn gwella cof pobl trwy hyrwyddo twf a chysylltiad niwronau, cael gwared ar wastraff, a rheoleiddio ymateb imiwn a llid. Felly, dylem dalu mwy o sylw i rôl astrocytes, cynnal ffordd iach o fyw, cynnal agwedd gadarnhaol, a pherfformio ymarferion ymennydd yn brydlon i hyrwyddo gweithrediad arferol astrocytes, gwella cof, a chaniatáu inni gael gwell iach, egnïol, a bywyd hapus. Gellir gweld bod angen i ni wella'r cof, a gall Cistanche deserticola wella'r cof yn sylweddol, oherwydd mae gan Cistanche deserticola effeithiau gwrthocsidiol, gwrthlidiol a gwrth-heneiddio, a all helpu i leihau ocsidiad ac adweithiau llidiol yn yr ymennydd, a thrwy hynny amddiffyn y iechyd y system nerfol. Yn ogystal, gall Cistanche deserticola hefyd hyrwyddo twf ac atgyweirio celloedd nerfol, gan wella cysylltedd a swyddogaeth rhwydweithiau niwral. Gall yr effeithiau hyn helpu i wella cof, gallu dysgu, a chyflymder meddwl, a gallant hefyd atal datblygiad camweithrediad gwybyddol a chlefydau niwroddirywiol.

Cliciwch Gwybod i wella cof tymor byr

Yn wir, mae eu mynegiant genynnau a thrawsgrifiadau yn dangos lleoliad gofodol-, math o anaf-, clefyd-, rhyw, ac oedran-benodol newidiadau [73], a elwir gyda'i gilydd fel "adweithedd astrocyte" (Ffig. 2). Adweithedd astrocyte yw cyfanswm yr agwedd o newidiadau mewn mynegiant moleciwlaidd, swyddogaeth, hypertroffedd, ac amlhau mewn ymateb i anaf i'r CNS. Mae astrocytes adweithiol yn wahanol yn forffolegol i restingastrocytes ac yn cael eu nodweddu gan ganghennau hirach, mwy o faint [74-77].

Gall y newidiadau swyddogaeth instrocyte fod yn golled-swyddogaeth neu ennill-swyddogaeth, a all fod yn fuddiol neu'n niweidiol i feinwe'r ymennydd, er nad yw'r newidiadau hyn yn ymateb cyfan neu ddim [78, 79]. Mwy o rywogaethau ocsigen adweithiol ( ROS) a chynhyrchu chemokine [80-83], ynghyd â Ca2+ [84], glwtamad [85-87], a homeostasis synaptig [88-90], yn arwain at amrywiaeth o ganlyniadau clinigol, yn amrywio o glefydau niwroddirywiol , epilepsi, strôc, a dirywiad gwybyddol [91].

Mae astrocytes buddiol yn rhyddhau cyfoeth o ffactorau i addasu synapsau yn ddatblygiadol, eu hatgyweirio a'u hailweirio ar ôl anaf, cynorthwyo microglia i glirio malurion cellog, rheoleiddio storfeydd glycogen i gynnal ffurfio cof, a chynorthwyo goroesiad niwronaidd yn ystod glycemia [92-95].

Mae rôl fwy dadleuol o astrocytes yn dod i'r amlwg o'u rôl mewn ffurfio craith, lle maent yn cyfyngu ar ffiniau anafiadau ac yn cysgodi rhanbarth penumbra [96-98] fel celloedd amddiffynnol, tra gallant ddod yn niweidiol trwy ffurfio rhwystr ac atal aildyfiant acsonaidd ar draws yr ardal anafiadau fel wel [99–102].

Oherwydd bod ymateb astrocytes i anaf yn rheoleiddio gweithrediad yr ymennydd yn agos, yn siapio maint anaf, ac yn hyrwyddo neu'n rhwystro atgyweirio, mae'r egni i gynnal astrocytes yn hanfodol ar gyfer eu perfformiad. Mae astrocytes yn dibynnu'n helaeth ar glycolysis i gael egni; fodd bynnag, maent yn defnyddio ~20% o ocsigen yr ymennydd yn ystod ffosfforyleiddiad ocsideiddiol i gynhyrchu adenosin triffosffad (ATP) [103] o fewn mitocondria astrocytig.

Er bod niwronau mitocondriain wedi'u hastudio'n helaeth, mae rolau penodol swyddogaeth astrocyte mitocondria instroglial ac ymateb i anaf yn dechrau cael eu hymchwilio. Mae rhan o'r oedi hwn wrth werthfawrogi rôl mitocondria astrocyte wedi'i briodoli i gamganfyddiad bod prosesau astrocyte yn rhy fach i mitocondria harbwr.

Mae astrocytes yn meddu ar bron cymaint omitochondria â niwronau [104] ac mae astudiaethau diweddar wedi darparu tystiolaeth gronnus in vivo ac invitro bod mitocondria i'w cael hyd yn oed mewn prosesau astrocyte distal, gan sbarduno diddordeb pellach mewn swyddogaeth mitocondriaidd astrocyte [105-111]. Mae rheswm arall dros y cynnydd hwn mewn diddordeb yn seiliedig ar astudiaethau rhagarweiniol sydd wedi dangos bod mitocondriamay astrocyte yn chwarae rolau unigryw mewn ymateb i isgemia.

Dangoswyd yn gyson bod astrocytes yn gallu gwrthsefyll isgemia ac mae dosbarthiad a thasgau penodol astrocyte mitocondriamay wrth wraidd y gallu i addasu i amgylchedd heb ocsigen na glwcos. Yn gyntaf bydd yr adolygiad hwn yn cyflwyno strwythur a swyddogaeth amrywiol astrocytes i ddisgrifio'r amlochredd bio-ynni sydd ei angen ar astrocytes sydd wedi'u lleoli mewn gwahanol leoliadau.

Yn ail, byddwn yn disgrifio parth rhynggellog mitocondria astrocyte i ddiffinio eu rolau wrth gefnogi a rheoleiddio rhyngweithiadau fasgwlaidd astrocyte-niwron ac astrocyt-cerebral a goroesiad yn erbyn isgemia.

Yn olaf, byddwn yn adolygu llenyddiaeth sy'n dogfennu heterogenedd mitocondria astrocyte a sut mae isboblogaethau mitocondria astrocyte yn addasu i ryngweithio â glia eraill a rheoleiddio swyddogaeth axon mewn mater gwyn. Yn gyffredinol, bydd yr adolygiad hwn yn asesu gwerth mitocondria astrocyte fel targed therapiwtig i liniaru anafiadau acíwt a chronig yn y CNS.

Deinameg Mitocondriaidd Astrocyte

Disgwylir i faint o agweddau strwythurol a swyddogaethol amrywiol ar astrocytes effeithio ar leoliad, maint a nifer y mitocondria mewn astrocytes. Felly, mae mitocondria wedi'u gwasgaru'n strategol o fewn astrocytes i synhwyro defnydd o ynni a signalau Ca2+.

Er enghraifft, mae mwy o weithgarwch synaptig yn arwain mitocondria i'r meysydd cangen terfynol [112] ac yn eu hatal rhag symud i siapio tonnau Ca a rheoleiddio amrywiadau Ca2+ i reoleiddio trawsyrru glio [72, 110] . Mae tystiolaeth yn awgrymu bod mitocondria astrocytig yn dod yn ansymudol ger cludwyr glwtamad a synapsau mewn ymateb i gymeriant glwtamad [108] ac yn bennaf oherwydd cynnydd mewn Ca2+ trwy wrthdroi'r cyfnewidydd Na+/Ca[114–116].

Cynigir docio mitocondria ger cludwyr glwtamad i hwyluso metaboledd glwtamad a chynhyrchu ATP i gwrdd â mwy o egni wrth glustogi newidiadau ïonig sy'n cael eu cyfryngu gan glutamad [117].

Yn ddisgwyliedig, mae diffyg cyfatebiaeth o ddosbarthiad mitochondrial o fewn astrocytes yn torri ar draws cydamseriad niwron-astrocyte a metaboliaeth, gan fygwth bywiogrwydd niwronaidd [118]. Mae bellach wedi'i hen sefydlu bod niferoedd astrocyte yn aros yn sefydlog ar ôl isgemia; felly, mae'n ymddangos bod diffyg cyfatebiaeth yn nosbarthiad a dynameg mitocondria astrocyte ar y gyffordd astrocyte-niwron yn achosi'r anaf na ellir ei wrthdroi.

Y syniad cyffredinol fu bod cwymp potensial pilen mitocondriaidd yn arwain at farwolaeth astrocyte [119]; fodd bynnag, mae astrocytes yn dangos gwytnwch i isgemia er gwaethaf dadbolariad pilen mitocondriaidd dwys.

Er enghraifft, cynhaliodd astrocytes eu potensial pilen mitocondriaidd am 2 awr ar ôl cymhwyso fflworocitrad (FC), atalydd mitocondriaidd rhannol gystadleuol [120, 121]. Hyd yn oed ar ôl ceisiadau hir o CC, a oedd yn y pen draw yn lleihau potensial mitochondrial, ychydig iawn o anaf astrocyte neu farwolaeth [120]. Yn yr un modd, roedd arbrofion in vitro gan ddefnyddio amddifadedd ocsigen-glwcos (OGD) yn dadbolaru potensial pilen astrocytemitochondrial heb farwolaeth celloedd dilynol [122].

Cadarnhaodd modelau in vivo sy'n defnyddio occlusion rhydweli ymennydd canol (MCAO) ymhellach fod astrocyte energymetabolism yn cael ei amharu ar ôl isgemia, ond nid oedd yn arwain at farwolaeth astrocyte neu ardal cnawdnychiant cydberthynol [123] (data heb ei gyhoeddi Baltan Ffig. 2).

Ar y llaw arall, mae niwronau'n dangos marwolaeth celloedd enfawr pan fyddant yn agored i OGD (60 mun) [124, 125] a phan fydd niwronau'n cael eu cyd-ddiwyllio ag astrocytes sy'n cael eu trin â CC, mae anaf deugyfeiriadol gwell yn cael ei sbarduno oherwydd camweithrediad mitocondriaidd astrocyte, y gwrthdroad dilynol o glwtamad. cludwyr, a'r excitotoxicity canlyniadol [126, 127].

Gwelir marwolaeth niwronol eang tebyg pan dargedir y gadwyn cludo electronau astrocyte yn benodol [128]. Mae hyn yn cyferbynnu ag arsylwadau confensiynol, pan fydd astrocytes (cyflyrau rheoli heb eu trin) yn cael eu cyd-ddiwyllio â niwronau, mae niwronau'n dod yn wydn oherwydd bod mitocondria astrocyte yn symud o fetaboledd aerobig i glycolysis i gychwyn y gwennol lactad astrocyte-niwron a danfon lactate i niwronau i wanhau colled niwronaidd [49, 93 122, 129].

Mae'r system gymorth hon wedi'i chyfyngu gan gynnwys storio glycogen astrocyte a gellir ei disbyddu os na chaiff glwcos ei gyflenwi'n amserol [9, 10, 93, 129]. Gyda'i gilydd, mae'r arsylwadau hyn yn dangos, yn gyntaf, bod cyplu metabolaidd y synaps tridarn yn dibynnu'n fawr ar berfformiad mitocondria astrocyte. Yn ail, maent yn awgrymu bod gwytnwch astrocyte i isgemia yn cael ei gefnogi'n rhannol gan gyflenwad ynni sy'n deillio o mitocondria.

Sylwch ei bod yn anodd allosod rhai canfyddiadau in vitro i amodau in vivo oherwydd gall astrocytes a'u inculture mitocondria ddangos swyddogaethau gwahanol oherwydd diffyg rhwydwaith aml-haenog heb synapsau tridarn a/neu addasiadau genynnau a mynegiant derbynyddion.

Mae astudiaethau diweddar wedi dangos nad yw mitocondria wedi'i gyfyngu i gyrff celloedd astrocyte ond maent hefyd yn bresennol yn y canghennau gorau a'r traed pen, a ystyriwyd yn draddodiadol yn rhy fach o galibr i gynnwys yr organynnau hyn (Ffig. 3). Gall mitocondria ffurfio rhwydwaith rhyng-gysylltiedig cymhleth o gynulliadau cyfanredol i wasgaru i un strwythur unigol [105, 109, 130, 131].

Gan ddefnyddio amrywiaeth o lygod mito-fflworoleuol (CFP, GFP) gyda gohebydd anwythol, dangoswyd bod poblogaeth heterogenaidd o rwyllwaith rhyng-gysylltiedig mitochondrial yn meddiannu cyfran sylweddol o strwythurau pen arbenigol (Ffig. 1, 3). Er bod rhwyllwaith trwchus o mitocondria hirfaith yn nodweddiadol ar gyfer cyrff celloedd, mae mitocondria teneuach a byrrach yn amrywio o 0.2 i 0.6 μm o hyd yn poblogi'r canghennau distal a'r traed pen [106-108, 110, 132 ].

Oherwydd bod mitocondria yn organynnau deinamig iawn sydd â'r gallu i newid eu dynameg yn gyflym mewn ymateb i ofynion metabolaidd, maent yn mynd i mewn ac allan o'u gwaith rhwyll ac yn newid lleoliad rhwng y corff cell a changhennau o fewn astrocytes. Yn wir, mae cyfraddau ymholltiad ac ymasiad cymharol yn pennu siâp, maint a dosbarthiad mitocondria.

Proteinau siapio mitocondriaidd, megis Mitofusion-1, (MFN-1), mitofusion-2 (MFN-2), ac atroffi optig-1 (OPA{{5) }}) uno pilenni allanol a mewnol mitocondria yn ystod ymasiad, tra bod protein adweithiol dynamin-1(Drp-1) a phrotein ymholltiad-1 (Fis1) yn cyfryngu ymholltiad. Mae ymasiad ac ymholltiad yn galluogi cyfnewid cydrannau mitocondriaidd fel DNA mitocondriaidd (mtDNA), lipidau, a phroteinau.

Yn bensaernïol, mae ymholltiad yn caniatáu mynediad i safleoedd cyfyngedig o weithgarwch uchel fel canghennau mân distal o astrocytes. Mae mitocondria llai gyda chymarebau arwyneb-i-gyfaint uwch yn fwy effeithlon ac yn cynhyrchu mwy o ATP mewn ymateb i fwy o weithgarwch [133]. Yn gyson â'r cysyniad hwn, mae gweithgaredd niwronaidd yn rheoleiddio ymholltiad mitocondriaidd i wella ffurfiant mitocondria llai, y gellir ei gyfeirio at asgwrn cefn niwronaidd a ffilopodia.

O ganlyniad, mae disbyddu Drp-1 yn lleihau terfynellau ansynaptig dosbarthiad mitocondriaidd bach, gan amlygu pwysigrwydd y cydbwysedd rhwng ymholltiad ac ymasiad ar gyfer mitocondria i gymryd yr adeiledd cywir ar gyfer y lleoliad a'r swyddogaeth.

Yn naturiol, pan fydd yr union gydbwysedd hwn yn cael ei aflonyddu, gall diffyg presenoldeb mitocondriaidd mewn safleoedd o angen fod yn sail i ganlyniadau patholegol.

Ymhellach, mae mwy o weithgarwch Drp-1 sy'n arwain at ymholltiad helaeth yn arwain at ddadbolaru pilen mitocondriaidd, rhyddhau cytochrome c, a chynhyrchiad radical rhydd cynyddol gan achosi camweithrediad mitocondriaidd.

Mae masnachu mewn pobl mitocondriaidd yn agwedd arall ar ddeinameg mitocondriaidd a gefnogir yn bennaf gan Miro1/2 a TRAKs sy'n atodi mitocondria i kinesin anddynein yn wrthdroadwy i hwyluso symudedd anterograde ac ôl-radd, yn y drefn honno.

Yn debyg i'r hyn a adroddwyd mewn niwronau, mae tua 15-30% o mitocondria astrocyte yn symudol, tra bod y gweddill yn llonydd. Mae blocio gweithgaredd niwronaidd gyda tetrodotoxin yn cynyddu gweithgaredd mitocondriaidd, tra bod cymhwysiad trydanol neu glwtamad yn atal prosesau instrocyte symudiad mitocondriaidd sydd wedi'u cyfoethogi mewn cludwyr glwtamad a changhennau sy'n rhan o'r synaps tridarn.

Felly, mae astrocytes yn synhwyro ac yn ymateb i weithgaredd niwronaidd trwy addasu eu dynameg mitocondriaidd. Nid yw'n syndod felly bod deinameg mitocondriaidd astrocyte yn destun addasiadau mawr ac yn chwarae rhan hanfodol mewn amrywiol brosesau patholegol (gweler isod).

For more information:1950477648nn@gmail.com