Astrocyten behoren tot de gliacellen van de centrale zenuwstelsel en voer belangrijke functies uit in de hersenen Ze fungeren niet alleen als ondersteunende cellen voor neuronen, maar nemen ook actief deel aan informatie-uitwisseling. Belangrijke pathologische processen in de hersenen invloed hebben op de activiteit van astrocyten.
Wat zijn astrocyten?
Astrocyten zijn stervormige cellen in het midden zenuwstelsel en zijn de grootste component van gliacellen. Tot voor kort werden gliacellen beschouwd als puur ondersteunende cellen om neuronen bij elkaar te houden in de zenuwstelsel Dit is waar de lettergreep "glia" van is afgeleid, wat lijm betekent. Astrocyten zien er stervormig of spinvormig uit, omdat ze stralende extensies hebben. Astrocyt is de afleiding van de Griekse term stervormige cel of stervormige cel. Hier mag echter geen verwarring bestaan met de echte sterrencellen, die op hun beurt niets met astrocyten te maken hebben. De echte stercellen zijn neuronale cellen (zenuwcellen) en bevinden zich in de cortex en cerebellum Naast neuronen, de hersenen bestaat voor meer dan 50 procent uit astrocyten. In tegenstelling tot neuronen (zenuwcellen) bleken ze geen andere functies te vervullen dan ondersteunende functies. Het beeld van gliacellen en met name astrocyten is de afgelopen jaren echter radicaal veranderd. Volgens de laatste bevindingen zijn astrocyten bijvoorbeeld niet alleen lijm of cement voor neuronen, maar spelen ze ook een prominente rol in communicatieprocessen door close interacties met neuronen.
Anatomie en structuur
Astrocyten in de hersenen zijn ster- of spinvormige vertakte cellen. Hun projecties vormen grensmembranen naar het hersenoppervlak en bloed schepen Er zijn twee soorten astrocyten in de hersenen. Protoplasmatische glia, ook wel astrocytus protoplasmaticus of korte stralen genoemd, zijn componenten van de grijze massa. Daarentegen zijn de vezelige glia (ook wel astrocytus fibrosus of lange stralen genoemd), die in de witte stof worden aangetroffen, rijk aan fibrillen. Ze bevatten ook veel microtubuli. De astrocyten van de hersenen hebben zich radiaal uitstrekkende celprocessen die zich uitstrekken synapsen, De koordringen van Ranvier en axonen van neuronale oppervlakken. Bovendien vormen de processen door aggregatie ook grensstructuren in het centrale zenuwstelsel. Hun celmembraan heeft receptoren voor neurotransmitters en spanningsafhankelijke ionenkanalen. Ze vormen onderling een hecht netwerk via gap junctions. Het dient voor de elektrische koppeling van de cellen. In andere delen van het centrale zenuwstelsel kunnen astrocyten ook een andere structuur hebben. Bijvoorbeeld de netvlies van het oog bevat de langwerpige of staafvormige Müller gliacellen, die ook astrocyten zijn.
Functie en taken
Astrocyten vervullen verschillende functies. Het is al lang bekend dat ze ondersteunende functies hebben in het CZS. Bovendien leveren ze voeding aan neuronen via hun contacten met bloed schepen door middel van hun projecties. Bovendien behouden ze het kalium evenwicht in de hersenen. In dit proces is het kalium ionen die vrijkomen tijdens excitatietransmissie worden opgenomen door de astrocyten en verspreid over het hele netwerk. Dit vormt een effectief buffersysteem dat ook de pH regelt evenwicht in de hersenen. Binding van glutamaat naar receptoren in het membraan beïnvloedt verder de ionische verschuiving. Er is een directe interactie tussen astrocyten en neuronen via neurotransmitters. Elektrische prikkels van de neuronen worden dus ook gedeeltelijk doorgegeven aan de astrocyten. Binnen de astrocyten vindt signaaloverdracht plaats in de onmiddellijke nabijheid van de corresponderende neuronen. Via een feedbackmechanisme hebben de astrocyten dan een modulerend effect op de signaaloverdracht tussen de neuronen. Er is dus een constante uitwisseling van informatie tussen de neuronen en de gliacellen. De astrocyten gedragen zich dus net als adviseurs om een passend antwoord te genereren. Een andere rol van astrocyten is om de bloed-hersenen barrière door vorming van de membrana limitans glialis perivascularis. Het doorsnijden van neuronaxonen zorgt ervoor dat astrocyten glialen vormen littekens die remmen axon hergroei. Voor patiënten met paraplegie, dit is een probleem. Volgens recente studies is ook gevonden dat sommige astrocyten in de hippocampus kunnen dienen als stamcellen voor neuronen.
Ziekten
Astrocyten spelen een belangrijke rol in de context van neurologische aandoeningen, epilepsie, Alzheimer ziekte, of ontsteking in zenuwweefsel. Het is aangetoond dat ontstekingsprocessen in zenuwweefsel leiden tot veranderingen in het metabolisme van astrocyten die hun overleving in het netwerk verzekeren. Zo hebben ze het vermogen om het proces van celdood te stoppen bij traumatische gebeurtenissen zoals hersenletsel of beroerte Er is echter nog niet veel bekend over de complexe relaties die ermee gemoeid zijn. Onderzoek suggereert echter dat astrocyten ook een belangrijke rol spelen bij pathologische processen in het zenuwstelsel. Zo werd gevonden dat bij patiënten met Alzheimer ziekte, worden astrocyten gestimuleerd door de verhoogde productie van ATP. Ze worden hyperactief en nemen meer op calcium. regelmatig calcium golven worden gevormd. Het is nog niet duidelijk of de hyperactiviteit van astrocyten een positieve afweerreactie is of dat het een negatief gevolg is van het ziekteproces dat de situatie verergert. Astrocyten kunnen pathologische betekenis krijgen door verhoogde celproliferatie. Ze kunnen dus het startpunt zijn voor goedaardig of zelfs kwaadaardig hersentumors Deze tumoren worden over het algemeen astrocytomen genoemd. In de meeste gevallen zijn astrocytomen goedaardig, maar nemen ze vaak veel ruimte in beslag. In sommige omstandigheden kunnen ze zich ontwikkelen tot glioblastomen, de meest voorkomende kwaadaardige hersentumors bij volwassenen.
