Microglia
Mikroglia představují endogenní obranu mozku a imunitní systém, který je zodpovědný za ochranu CNS proti různým typům patogenních faktorů. Mikrogliální buňky pocházejí z progenitorů, kteří migrovali z periferie a pocházejí z mezodermálního/ mezenchymálního původu. Během postnatálního vývoje se běžně přistěhují do mozku až do postnatálního dne 10 u hlodavců., Po invazi CNS se mikrogliální prekurzory šíří relativně homogenně v celé nervové tkáni a získávají specifický fenotyp, který je jasně odlišuje od jejich prekurzorů, monocytů odvozených od krve.
klidové mikroglie jsou nejrychleji se pohybující buňky v mozku
Za fyziologických podmínek mikroglie v CNS existují v rozvětvená, nebo to, co bylo obecně nazývané ‚odpočinku‘ státu. Klidová microglial buňka se vyznačuje tím, malé buňky těla a mnohem zpracován tenké procesy, které odeslat více poboček a rozšířit ve všech směrech., Podobně jako astrocyty má každá mikrogliální buňka své vlastní území, široké asi 15 – 30 µm; mezi sousedními územími je velmi malý přesah. Procesy klidových mikrogliálních buněk se neustále pohybují přes jeho území; jedná se o relativně rychlý pohyb s rychlostí asi 1,5 µm/min, a tak mikrogliální procesy představují nejrychleji se pohybující struktury v mozku. Současně mikrogliální procesy také neustále vysílají a stahují malé výčnělky, které mohou růst a zmenšovat o 2-3 µm/min. Zdá se, že mikroglie náhodně skenují prostřednictvím svých domén., Nedávné studie však prokázaly, že tyto procesy spočívají po dobu několika minut na místech synaptických kontaktů. Vzhledem k rychlosti tohoto pohybu může být mozkový parenchym kompletně skenován mikrogliálními procesy každých několik hodin. Motilita procesů není ovlivněna neuronálním vypalováním, ale je citlivá na aktivátory (ATP a jeho analogy) a inhibitory purinoceptorů., Fokální poškození neuronů vyvolává rychlý a koordinovaný pohyb mnoha mikrogliálních procesů směrem k místu léze a během méně než jedné hodiny může být tyto procesy zcela obklopeny. Toto zranění vyvolané pohyblivost je také řídí, alespoň v části, aktivací purinoceptors; to je také citlivá na inhibici gap junctions, které jsou přítomny v astrocyty, ale ne v mikroglie; inhibice gap junctions také ovlivňuje fyziologickou motilitu astroglial procesů., Zdá se proto, že astrocyty signál mikroglie tím, že uvolňuje ATP (a možná některé další molekuly) přes connexin hemichannels. Celkově vzato, mikrogliální procesy fungují jako velmi sofistikovaný a rychlý skenovací systém. Tento systém může na základě receptorů umístěných v plazmalemmě mikrogliálních buněk okamžitě detekovat zranění a zahájit proces aktivní odpovědi, která nakonec spustí úplnou foukanou mikrogliální aktivaci.,
Aktivace mikroglie.
Když mozek urážka je detekován microglial buňky, které zahájí konkrétní program, který má za následek postupnou transformaci odpočinku, rozvětvený mikroglie do ameboid formě; tento proces je obecně odkazoval se na jako ‚microglial aktivace a pokračuje přes několik kroků. Během první fáze microglial aktivace klidové mikroglie odvolat své procesy, které se stávají méně a mnohem silnější, zvýšit velikost jejich buněk těla, měnit expresi různých enzymů a receptorů, a začnou produkovat imunitní reakce molekul., Některé mikrogliální buňky se vracejí do proliferativního režimu a mikrogliální čísla kolem místa léze se začínají množit. Mikrogliální buňky se stávají pohyblivými a pomocí pohybů podobných améboidům se shromažďují kolem míst urážky. Pokud poškození přetrvává a buňky CNS začnou umírat, mikrogliální buňky procházejí další transformací a stávají se fagocyty. To je, přirozeně, poněkud povrchní popis složitých a vysoce koordinovaných změn, ke kterým dochází v mikrogliálních buňkách; proces aktivace je postupný a s největší pravděpodobností existuje mnoho sub-stavů na cestě od odpočinku k fagocytárním mikrogliím., Navíc aktivované mikrogliální buňky mohou vykazovat poměrně heterogenní vlastnosti v různých typech patologií a v různých částech mozku.
přesná povaha počátečního signálu, který spouští proces mikrogliální Aktivace, není plně pochopena; může být spojena buď s odebráním některých molekul („off-signál“) uvolněných během normální aktivity CNS, nebo výskytem abnormálních molekul nebo abnormálními koncentracemi jinak fyziologicky přítomných molekul (on-signál)., Oba typy signalizace mohou poskytnout mikroglii relevantní informace o stavu mozkového parenchymu v jejich teritoriální oblasti.
„off-signály“, které mohou naznačovat zhoršení neuronových sítí, nejsou dosud plně charakterizovány. Dobrým příkladem pro tento typ komunikace jsou neurotransmitery. Mikrogliální buňky exprimují řadu klasických neurotransmiterových receptorů, jako jsou receptory pro GABA, glutamát, dopamin, noradreanlin., Ve většině případů aktivace receptorů působí proti aktivaci mikrogliálních buněk s ohledem na získání prozánětlivého fenotypu. Dalo by se spekulovat, že deprese neuronální aktivity by mohla ovlivnit sousední mikroglie a přeměnit je na „upozorněný“ stav. Ve skutečnosti tyto „off-signály“ umožňují mikroglii cítit poruchu, i když nelze identifikovat povahu škodlivého faktoru.
„on-signalizace“ je zprostředkována širokou škálou molekul, buď spojených s poškozením buněk, nebo s cizí hmotou napadající mozek., Zejména poškozené neurony mohou uvolňovat vysoké množství ATP, cytokinů, neuropeptidů, růstových faktorů. Mnoho z těchto faktorů může být vnímáno mikroglií a aktivací spouštění. Mohlo by se stát, že různé molekuly mohou aktivovat různé podprogramy této rutiny, čímž regulují rychlost a stupeň mikrogliální aktivace. Některé z těchto molekul mohou přenášet signály “ off “ I „on“: například nízké koncentrace ATP mohou naznačovat normální probíhající synaptickou aktivitu, zatímco vysoké koncentrace signalizují poškození buněk., Mikroglie jsou také schopny snímat poruchy metabolismu mozku: například akumulace amoniaku, která následuje po závažných metabolických poruchách (např. během jaterní encefalopatie), může aktivovat mikrogliální buňky buď přímo, nebo prostřednictvím meziproduktů, jako je NO nebo ATP.
migrace a pohyblivost
mikrogliální migrace je nezbytná pro mnoho patofyziologických procesů, včetně imunitní obrany a hojení ran., Mikrogliální buňky vykazují dva typy pohybové aktivity: v rozvětvené („klidové“) formě aktivně pohybují své procesy bez translokace buněčného těla, jak již bylo popsáno výše. V améboidní formě mikrogliální buňky nejen pohybují své procesy, ale navíc celá buňka může migrovat přes mozkovou tkáň. Mikrogliální migrace nastává ve vývoji, při invazi monocytů se šíří mozkem., Další typ migrace je vyvolán patologickou urážkou, když rozvětvená mikroglie prochází aktivací, transformuje se do améboidní formy a migruje na místo zranění. Existuje mnoho kandidátských molekul, které mohou sloužit jako patologické signály a iniciovat mikrogliální migraci a působit jako molekuly chemoattraktantu. Mezi tyto molekuly patří ATP, kanabinoidy, chemokiny, kyselina lysofosfatidová a bradykinin. Skutečný pohyb mikrogliálních buněk zahrnuje redistribuci soli a vody a různých iontových kanálů a transportérů důležitých pro tento proces., Zejména k + kanály, Cl kanály, na + / H + výměník, Cl – / HCO3-výměník, a na+/HCO3 – cotransporter přispět k mikrogliální pohyblivosti a migrace.
fagocytóza
mikrogliální buňky jsou profesionální vrozené fagocyty tkáně CNS. Tato funkce je důležitá pro normální mozek, během vývoje mozku a v patologii a regeneraci. Ve vývoji CNS je mikrogliální fagocytóza nápomocná při odstraňování apoptotických buněk a může se podílet na odstranění synapse během vývoje a potenciálně při prořezávání synapsí v postnatálním mozku., Mikrogliální fagocytóza se úzce podílí na mnoha neurologických onemocněních. V reakci na lézi se mikrogliální buňky hromadí v poškozeném místě a odstraňují buněčné nečistoty nebo dokonce části poškozených buněk. Prostřednictvím fagocytózy mohou mikrogliální buňky také hromadit různé patologické faktory, jako je například beta-amyloid u Alzheimerovy choroby nebo myelinové fragmenty při demyelinizačních onemocněních. Fagocytární aktivitu může regulovat více faktorů, receptorů a signalizačních kaskád., Zejména mikrogliální fagocytóza je řízena purinoceptory; metabotropní p2y6 receptory stimulují zatímco ionotropní P2X7 receptory inhibují fagocytotickou aktivitu. Mikrogliální fagocytóza je také řízena neurotrofním faktorem odvozeným od glialu, ciliárním neurotrofickým faktorem, mýtnými receptory, prostanoidním receptorem atd.
prezentace antigenu
mikrogliální buňky jsou dominantním antigenem prezentujícím buňky v centrálním nervovém systému., Za klidových podmínek je exprese molekulárního komplexu pro prezentaci antigenu, hlavní histokompatibilní komplex II (MHCII) a Ko-stimulující molekuly, jako jsou CD80, CD86 a CD40, nižší než detekce. Po poranění jsou molekuly vysoce upregulovány a exprese tohoto komplexu je nezbytná pro interakci s T lymfocyty. Tato upregulace byla popsána v řadě patologií a je dobře studována u roztroušené sklerózy. Mikrogliální buňky fagocytují myelin, degradují ho a prezentují peptidy myelinových proteinů jako antigeny., Uvolněním cytokinů, jako jsou mikrogliální buňky CCl2, jsou důležité pro nábor leukocytů do CNS. Mikroglie interagují s infiltračními T lymfocyty a zprostředkovávají tak imunitní odpověď v mozku. Mají schopnost stimulovat proliferaci jak TH1-tak TH2-CD4 pozitivních T buněk.
adaptováno z: Kettenmann h.; Verkhratsky a. (2011) Neuroglia – živé nervové lepidlo, Fortschritte der Neurologie und Psychiatrie 79: 588-597