گفتگوی متقابل بین سلول های عصبی و گلیال در آسیب اکسیداتیو و محافظت عصبی قسمت 2

3. آستروسیت ها

3.1. آستروسیت ها در مغز

آستروسیت ها پویاترین و فراوان ترین سلول های مغز انسان هستند که مسئول حفظ هموستاز مغز هستند. آستروسیت ها سلول های سرزمینی نامیده می شوند و دارای چندین فرآیند گسترده هستند که با سلول های مجاور ارتباط برقرار می کنند. بنابراین، آنها حوزه های تشریحی را با سینسیتیای عملکردی مرتبط تشکیل می دهند [26].

آستروسیت ها یک نوع سلول ضروری در مغز هستند. این سلول ها وظیفه محافظت و حمایت از نورون ها و حفظ عملکرد طبیعی کل سیستم عصبی را بر عهده دارند. در سال‌های اخیر، مطالعات بیشتر و بیشتری نشان داده‌اند که آستروسیت‌ها نیز ارتباط نزدیکی با شکل‌گیری و حفظ حافظه انسان دارند.

تحقیقات نشان داده است که آستروسیت ها می توانند بر ارتباطات سیناپسی بین نورون ها تأثیر بگذارند و در نتیجه بر شکل گیری و ذخیره خاطرات تأثیر بگذارند. این سلول های گلیال همچنین می توانند زباله ها و سایر مواد مضر را از نورون ها حذف کنند. آنها ضمن حفظ سلامت سیستم عصبی، به بهبود حافظه ما نیز کمک می کنند.

علاوه بر این، دانشمندان کشف کرده اند که آستروسیت ها مولکولی به نام FGF2 تولید می کنند که نقش مهمی در بهبود یادگیری و حافظه دارد. آزمایش ها نشان داده اند که افزایش محتوای FGF2 در آستروسیت ها می تواند به طور قابل توجهی توانایی یادگیری و حافظه موش ها را بهبود بخشد.

حتی هیجان انگیزتر، برخی از مطالعات نشان داده اند که حفظ یک سبک زندگی سالم می تواند رشد و عملکرد آستروسیت ها را افزایش دهد. به عنوان مثال، ورزش منظم، رژیم غذایی سالم و خواب کافی می‌تواند رشد و عملکرد آستروسیت‌ها را تقویت کند که می‌تواند به بهبود حافظه ما کمک کند.

بنابراین، اگرچه برخی از عوامل نامطلوب در زندگی، مانند نوشیدن زیاد الکل یا استفاده از برخی داروها، بر رشد و عملکرد آستروسیت‌ها تأثیر می‌گذارد، اما هنوز اقدامات زیادی برای بهبود عملکرد آنها وجود دارد. تا زمانی که نگرش مثبت داشته باشیم و تا حد امکان سالم زندگی کنیم، به طور بالقوه می‌توانیم خاطرات قوی‌تر و سلامت عصبی بهتری داشته باشیم. مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانش دسرتیکولا می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد، زیرا گیاه سیستانچ دسرتیکولا دارای اثرات آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و ضد پیری است که می تواند به کاهش اکسیداسیون و واکنش های التهابی در مغز کمک کند و در نتیجه از مغز محافظت کند. سلامت سیستم عصبی علاوه بر این، Cistanche deserticola همچنین می تواند رشد و ترمیم سلول های عصبی را تقویت کند، بنابراین اتصال و عملکرد شبکه های عصبی را افزایش می دهد. این اثرات می تواند به بهبود حافظه، یادگیری و سرعت تفکر کمک کند و همچنین ممکن است از ایجاد اختلالات شناختی و بیماری های عصبی جلوگیری کند.

برای بهبود حافظه کوتاه مدت، روی دانستن کلیک کنید

آستروسیت‌ها فرآیندهای عروقی (پایان انتهایی آستروسیتی) را روی رگ‌های خونی داخل پارانشیمی قرار می‌دهند و سطوح رگ را می‌پوشانند تا حرکت مولکول‌ها و سلول‌ها را بین بخش عروقی و مغز کنترل کنند [27].

آستروسیت‌های انسانی معمولاً بر اساس نوروآناتومی به چهار زیربخش طبقه‌بندی می‌شوند [28]. اول، آستروسیت های بین لایه ای دارای بدنه سلولی گرد و فرآیندهای کوتاه هستند و در لایه I قشر قرار دارند. دوم، پروتوپلاسماستروسیت ها در ماده خاکستری یافت می شوند و در لایه های II-VI قشر قرار دارند. آنها فراوان ترین آستروسیت ها هستند و دارای فرآیندهای متعدد و مورفولوژی بوته ای هستند.

سوم، آستروسیت‌های برآمدگی واریسی در لایه‌های V-VI قرار دارند و دارای فرآیندهای خاردار کوتاه با یک تا پنج فرآیند طولانی‌تر هستند که ممکن است در ارتباطات از راه دور در داخل قشر مغز عمل کنند. چهارم، آستروسیت های فیبری در ماده سفید قرار دارند و سلول های بزرگتری هستند که دارای فرآیندهای کمتری هستند. فرآیندهای آستروسیت فیبری، پسوندهای متعددی را برای تماس با الیگودندروگلیا ارسال می کنند که آکسون های میلین دار را می پوشاند [29].

آستروسیت ها همچنین بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی آنها، مانند اندازه بدن سلولی، تعداد فرآیندها، ضخامت فرآیندها، جهت فرآیندها و طول فرآیندها به انواع I-III طبقه بندی می شوند.

نوع ایاستروسیت ها با یک جسم سلولی کوچک و فرآیندهای کوتاه متعدد مشخص می شوند. آستروسیت های نوع II با شکل دوقطبی و فرآیندهای طولانی مشخص می شوند. آستروسیت های نوع III با شکل ستاره و فرآیندهای طولانی مشخص می شوند [30،31].

عملکرد آستروسیتز برای کمک به نورون ها با ایفای نقش های حمایتی در عملکرد سیناپسی و تعدیل انتقال عصبی. فرآیندهای آستروسیت ها سیناپس ها را می پوشانند و شامل گیرنده های مختلفی برای انتقال دهنده های عصبی، سیتوکین ها، فاکتورهای رشد و کانال های یونی هستند.

آستروسیت‌ها تحت تأثیر انتشار کلسیم داخل سلولی توسط گلوتامات خارج سلولی قرار می‌گیرند و با افزایش سطوح کلسیم داخل سلولی به دنبال ترشح چندین گلیوترانسمیتر مانند گلوتامات، پورین‌ها، GABA و D-سرین، تعادل یونی سیناپس‌ها را حفظ می‌کنند. 32،33] نورون ها به تغییرات کوچک در ریزمحیط مغز بسیار حساس هستند، حتی فکر می کنند مصرف متابولیک آنها زیاد است.

نقش آستروسیت ها در مغز طبیعی حفظ هموستاز خارج سلولی از طریق جذب و بازیافت گلوتامات، بافر K+، تامین انرژی بستر، بافر pH و دفاع در برابر استرس اکسیداتیو است [28].

3.2. آستروسیت ها در آسیب اکسیداتیو

آستروسیت ها در حالت استراحت یا واکنشی در مغز وجود دارند، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. آستروسیت های واکنشی سیتوکین های التهابی از جمله TNF و ROS را آزاد می کنند و گلیال اسکار را تشکیل می دهند که مانع از بازسازی آکسون و رشد نوریت می شود [34-36].

آستروسیت فعال در بازیابی عملکرد مغز پس از آسیب کمک می کند، اما می تواند عصبی باشد. آستروسیت‌های فعال، اکسید نیتریک (NO) را به فضای خارج سلولی آزاد می‌کنند. این می تواند با افزایش پراکسیداسیون لیپیدی، اختلال در میتوکندری و القای شکستن رشته DNA منجر به آسیب عصبی و مرگ شود [37].

سیستم آنتی اکسیدانی آستروسیتی ROS (سوپراکسیدها، هیدروکسیل رادیکال‌ها و مونوکسید نیتریک) را که به طور طبیعی در طی متابولیسم اکسیژن توسط CNS تولید می‌شوند، متعادل می‌کند [38]. استرس اکسیداتیو در آستروسیت‌های فعال منجر به اثرات طولانی‌مدت بر پروتئین‌های خاص، از جمله کانکسین‌ها، ناقل‌های گلوتامات و آنزیم‌ها می‌شود که بر تعاملات بین آستروسیت‌ها و نورون‌ها تأثیر می‌گذارند [39].

جذب گلوتامات توسط astrocyter به سطح بالایی از انرژی نیاز دارد و برای یک بار جذب گلوتامات به بیش از یک مولکول ATP نیاز دارد. با این حال، فقدان ATP به مکانیسم های مسدود کردن گلوتامات جذب ناشی از ROS در آستروسیت ها مرتبط است [40،41]. مسدود کردن ناقلان گلوتامات آستروسیت، سمیت عصبی را با تقویت تحریک پذیری عصبی و انتقال عصبی تحریکی افزایش می دهد [42].

استرس اکسیداتیو تولید شده توسط آستروسیت ها عمدتاً از طریق استرس اکسیداتیو مشتق شده از میتوکندری، استرس اکسیداتیو ناشی از NADPH و تولید RNS رخ می دهد. میتوکندری ها در بدن سلولی و فرآیندهای نازک و طولانی آستروسیت ها توزیع می شوند [43]. اختلال در عملکرد میتوکندری و افزایش ROS در آستروسیت ها منجر به آستروسیت می شود. استرس اکسیداتیو ناشی از NADPH به طور قابل توجهی بر عملکرد فیزیولوژیکی آستروسیت ها تأثیر می گذارد.

در میان خانواده NOX، NOX2 و NOX4 بیشترین فراوانی ایزوفرم های NOX را در CNS دارند [43]. NOX4، اما نه NOX2 در آستروسیت ها بیان می شود، و حتی بیان کم NOX4 استرس اکسیداتیو را در آستروسیت ها تنظیم می کند [44،45].

تولید RNS آستروسیتی همچنین بر استرس اکسیداتیو مشتق شده از آستروسیت تأثیر می گذارد. ایزوفرم های اصلی NOS، از جمله NOS عصبی وابسته به Ca{1}}/کالمودولین، NOS اندوتلیال و NOS مستقل القائی Ca{3}، در آستروسیت ها مشاهده می شوند [5،46]. NO آستروسیتی منجر به دژنراسیون عصبی ناشی از آستروسیت و تجمع سوپراکسید دیسموتاز Cu-Zn (SOD1) در آستروسیت ها می شود که ممکن است باعث آسیب ایسکمیک/پرفیوژن مجدد CNS شود [47،48].

3.3. دفاع آنتی اکسیدانی آستروسیتی

آستروسیت ها سلول های اصلی هستند که هموستاز گلوتامات را حفظ می کنند، که به طور غیرمستقیم بر تعادل استرس اکسیداتیو با تنظیم اسیدهای آمینه تحریکی تأثیر می گذارد. آستروسیت ها همچنین با آزاد کردن عوامل نوروتروفیک، مانند فاکتور نوروتروفیک مشتق از خط سلول گلیال (GDNF) و فاکتور رشد عصبی (NGF)، که از بقای عصبی حمایت می کنند، از سمیت تحریکی جلوگیری می کند [39،49].

برای محافظت عصبی در طول استرس اکسیداتیو، آستروسیت ها انواع مولکول های آنتی اکسیدانی از جمله GSH، آسکوربات و ویتامین E را تولید می کنند و آنزیم های سم زدایی ROS مانند GSH S-transferase، GSH پراکسیداز، تیوردوکسین ردوکتاز و کاتالاز را برای بهبود بقای عصبی فعال می کنند [26, 50،51]. علاوه بر این، آستروسیت ها در جداسازی فلزات در مغز شرکت می کنند تا از تولید رادیکال های آزاد توسط فلزات ردوکس-اکتیو جلوگیری کنند. آستروسیت ها سطوح بالایی از متالوتیونین ها و سرولوپلاسمین را بیان می کنند که در اتصال فلز و قاچاق یون نقش دارند [52].

آستروسیت ها می توانند تری پپتید GSH را با گلوتامات سیستئین لیگاز و GSH سنتتاز سنتز کنند. آستروسیت ها GSH را در فضای خارج سلولی آزاد می کنند و نورون ها مستقیماً GSH را جذب می کنند یا از آمینوپپتیداز N عصبی خارج سلولی برای تشکیل گلیسین و سیستئین استفاده می کنند [53].

کاهش حفاظت عصبی در برابر آسیب اکسیداتیو در آستروسیت‌های فاقد GSH با محدود کردن بستر سنتز GSH در نورون‌ها مشاهده شد [54]. آستروسیت ها ظرفیت سنتز GSH را با افزایش ظرفیت جذب سیستئین افزایش می دهند، در نتیجه اثر محافظت عصبی آستروسیت ها در برابر استرس اکسیداتیو را افزایش می دهند [5]. یکی دیگر از مکانیسم های دفاعی آنتی اکسیدانی آستروسیت، بازیافت آسکوربات است که می تواند مستقیماً ROS را از بین ببرد و به عنوان یک عامل کوفاکتور عمل کند. بازیافت ویتامین اکسید شده E و GSH [2].

این آسکوربات بازیافت شده به صورت درون سلولی در آستروسیت ها استفاده می شود و/یا در فضای خارج سلولی برای نورون ها آزاد می شود تا برای مکانیسم دفاعی آنتی اکسیدانی خود استفاده کنند. وقتی اسید اسکوربیک وارد نورون ها می شود، مصرف گلوکز را مهار می کند و انتقال لاکتات را تحریک می کند. اسید اسکوربیک شاتل لاکتات آستروسیت-نرون را تنظیم می کند [55] و نورون ها گلوتامات تولید می کنند که آزاد شدن اسید اسکوربیک از آستروسیت ها را در طی فعالیت سیناپسی گلوتاماترژیک تحریک می کند [56،57].

در مسیر Nrf2-Keap1-ARE، یک سیستم آنتی‌اکسیدان درون‌زا مهم در CNS، فاکتور هسته‌ای فاکتور اریتروئید 2-مربوط به فاکتور 2 (Nrf2) القایی ROS، سیستم GSH را تنظیم می‌کند. سیستم تیوردوکسین و SOD [58]. Nrf2 برای تجزیه با اتصال به پروتئین کلچ مانند ECH 1 (Keap1) تحت شرایط پایه تولید و یوبیکوئیتین می شود [59].

با این حال، اتصال Keap1 به Nrf2 توسط افزایش شرایط استرس اکسیداتیو مهار می شود، و این به Nrf2 اجازه می دهد تا از تخریب فرار کند و با عناصر پاسخ آنتی اکسیدانی (AREs) در محرک های ژنی تعامل داشته باشد [60،61].

آستروسیت ها سطوح پایه و تحریک شده بالاتری از اتصال ARE توسط Nrf2 را نسبت به نورون ها نشان می دهند [62]. علاوه بر این، بوتیل هیدروکینون سوم (tBHQ) Nrf2 و آنزیم های آنتی اکسیدانی پایین دست آن، مانند کوآنزیم کاهش یافته/کینون اکسیدوردوکتاز 1 (NQO1) را در آستروسیت ها فعال می کند، اما در نورون ها نه [63].

Nrf2 آستروسیتی تنظیم کننده اصلی هموستاز اکسیداتیو است که با مشاهده اینکه آستروسیت های Nrf2-/- پاسخ های التهابی شدیدتری دارند تعیین می شود. علاوه بر این، گیرنده آستروسیتی دوپامین D2 سنتز GSH را از طریق فعال سازی Nrf2 در داخل بدن تنظیم می کند [64،65].

For more information:1950477648nn@gmail.com