Microglia
Microglia képviseli az endogén agyvédelem és az immunrendszer, amely felelős a központi idegrendszer elleni védelem különböző típusú patogén tényezők. A mikrogliális sejtek olyan progenitorokból származnak, amelyek a perifériáról vándoroltak, és mezodermális/ mesenchimális eredetűek. A születés utáni fejlődés során gyakran vándorolnak az agyba, egészen a születés utáni 10. napig rágcsálókban., Miután betörtek a CNS, microglial prekurzorok terjesztése viszonylag homogén egész neurális szövet megszerezni egy adott fenotípus, amely egyértelműen megkülönbözteti őket a prekurzorok, a vér-alapú monociták.
a nyugvó mikroglia az agy leggyorsabban mozgó sejtjei
fiziológiai körülmények között a központi idegrendszerben a mikroglia a ramifikált vagy általában “nyugalmi” állapotnak nevezett állapotban létezik. A nyugvó mikrogliális sejtet egy kissejtes test és sok kidolgozott vékony folyamat jellemzi, amelyek több ágat küldenek, és minden irányban kiterjednek., Az asztrocitákhoz hasonlóan minden mikrogliális sejtnek saját területe van, körülbelül 15-30 µm széles; nagyon kevés átfedés van a szomszédos területek között. A nyugalmi mikrogliális sejtek folyamata folyamatosan mozog a területén; ez egy viszonylag gyors mozgás, körülbelül 1,5 µm/perc sebességgel, így a mikrogliális folyamatok képviselik az agy leggyorsabban mozgó struktúráit. Ugyanakkor a mikrogliális folyamatok is folyamatosan kis kiemelkedéseket bocsátanak ki és vonnak vissza, amelyek 2-3 µm/perc sebességgel növekedhetnek és zsugorodhatnak. Úgy tűnik, hogy a mikroglia véletlenszerűen szkenneli a domainjeiket., A legújabb tanulmányok azonban kimutatták, hogy ezek a folyamatok percek alatt pihennek a szinaptikus kapcsolatok helyén. Figyelembe véve ennek a mozgásnak a sebességét, az agy parenchyma néhány óránként teljesen beolvasható mikrogliális folyamatokkal. A folyamatok mozgékonyságát nem befolyásolja a neuronális égetés, de érzékeny az aktivátorokra (ATP és analógjai), valamint a purinoceptorok inhibitoraira., A fokális neuronális károsodás számos mikrogliális folyamat gyors és összehangolt mozgását indukálja a lézió helye felé, és kevesebb mint egy órán belül az utóbbit teljesen körül lehet venni ezekkel a folyamatokkal. Ez a sérülés okozta mozgékonysága is vonatkozik, legalább részben, aktiválásával purinoceptors; ez is érzékeny a gátlás a szakadék csomópontok, amelyek jelen vannak a asztrocitákban, de nem a microglia; gátlása gap csomópontokban is hatással van fiziológiai motilitás astroglial folyamatok., Ezért úgy tűnik, hogy az asztrociták jelzik a mikrogliát azáltal, hogy ATP-t (esetleg más molekulákat) bocsátanak ki a connexin hemichannels segítségével. Mindent összevetve, a mikrogliális folyamatok nagyon kifinomult és gyors szkennelési rendszerként működnek. Ez a rendszer a mikrogliális sejt plazmalemmában található receptorok révén azonnal felismeri a sérülést, és megindítja az aktív válasz folyamatát, ami végül kiváltja a teljes mikrogliális aktivációt.,
Aktiválás microglia
Ha egy agy sértés által észlelt microglial sejtek, akkor indítson egy speciális program, amely eredményeit a fokozatos átalakulás pihen, ramified microglia egy ameboid formája; ez a folyamat általában a továbbiakban microglial aktiválás’ s bevétel keresztül több lépésben. Az első szakaszban a mikrogliális aktiválás nyugvó mikroglia visszahúzódik a folyamatok, amelyek egyre kevésbé vastagabb, növeli a méret a sejt testük, változtatni a kifejezés a különböző enzimek és receptorok, és elkezd termelni immunválasz molekulák., Néhány mikrogliális sejt proliferatív módba tér vissza, és a lézió helyén lévő mikrogliális számok elkezdenek szaporodni. A mikrogliális sejtek mozgékonyvá válnak, amoeboidszerű mozgásokkal pedig a sértés helyén gyűlnek össze. Ha a károsodás továbbra is fennáll, és a központi idegrendszeri sejtek elkezdenek meghalni, a mikrogliális sejtek további átalakuláson mennek keresztül, és fagocitákká válnak. Ez természetesen meglehetősen vázlatos beszámoló a mikroglialis sejtekben bekövetkező komplex és erősen koordinált változásokról;az aktiválási folyamat fokozatos, és valószínűleg sok alállapot létezik a pihenéstől a fagocitikus mikrogliáig., Ezenkívül az aktivált mikrogliális sejtek meglehetősen heterogén tulajdonságokat mutathatnak különböző típusú patológiákban, valamint az agy különböző részein.
a kezdeti jel pontos jellege, amely kiváltja a mikrogliális aktiválás folyamatát, nem teljesen ismert; ez összefügghet a normál központi idegrendszeri aktivitás során felszabaduló egyes molekulák (az “off-signal”) visszavonásával, vagy abnormális molekulák megjelenésével vagy az egyébként fiziológiailag jelen lévő molekulák abnormális koncentrációival (on-signal)., Mindkét jelátviteli típus releváns információkat nyújthat a mikroglia számára az agyi parenchyma állapotáról területi tartományukon belül.
a neurális hálózatok romlását jelző “off-jelek” még nem teljesen jellemzőek. Az ilyen típusú kommunikáció jó példája a neurotranszmitterek. A mikrogliális sejtek számos klasszikus neurotranszmitter receptort fejeznek ki, mint például a GABA, a glutamát, a dopamin, a noradreanline receptorai., A legtöbb esetben a receptorok aktiválása ellensúlyozza a mikrogliális sejtek aktiválódását a pro-gyulladásos fenotípus megszerzése szempontjából. Azt gondolhatnánk, hogy a neuronális aktivitás depressziója befolyásolhatja a szomszédos mikrogliát, “riasztottá” alakítva őket. Valójában ezek az “off-jelek” lehetővé teszik a mikroglia számára, hogy érzékelje a zavarokat, még akkor is, ha a károsító tényező természetét nem lehet azonosítani.
az “on-signaling” – et molekulák széles skálája közvetíti, akár sejtkárosodással, akár az agyba behatoló idegen anyaggal., Különösen a sérült neuronok nagy mennyiségű ATP-t, citokint, neuropeptideket, növekedési faktorokat szabadíthatnak fel. Ezen tényezők közül sokat mikroglia és trigger aktiválás érzékel. Lehet, hogy különböző molekulák aktiválhatják ennek a rutinnak a különböző alprogramjait, ezáltal szabályozva a mikrogliális aktiválás sebességét és mértékét. Ezeknek a molekuláknak egy része képes mind “off”, mind ” on ” jeleket hordozni: például az alacsony ATP-koncentráció normál, folyamatos szinaptikus aktivitásra utalhat, míg a magas koncentrációk jelzik a sejtek károsodását., Microglia is képes érzékelési zavarokat az agy anyagcsere: például felhalmozási ammónia, amely a következőképpen sír metabolikus hibák (pl. során hepatikus encephalopathia) lehet aktiválni microglial sejtek vagy közvetlenül a via intermedierek mint például a NEM, vagy ATP.
A migráció és a motilitás
A Mikrogliális migráció számos patofiziológiai folyamathoz elengedhetetlen, beleértve az immunvédelmet és a sebgyógyulást., A mikrogliális sejtek kétféle mozgási aktivitást mutatnak: a ramifikált (“pihenő”) formában aktívan mozgatják folyamataikat a sejttest transzlokációja nélkül, amint azt a fentiekben már leírtuk. Az amoeboid formában a mikrogliális sejtek nem csak a folyamataikat mozgatják,hanem az egész sejt az agyszöveten keresztül vándorolhat. A mikrogliális migráció a fejlődésben fordul elő, amikor a monociták behatolása az agyon keresztül terjed., Egy másik típusú migrációt patológiai sértés vált ki, amikor a ramifikált mikroglia aktiválódik, átalakul az amoeboid formává, majd a sérülés helyére vándorol. Számos olyan jelölt molekula létezik, amelyek patológiai jelekként szolgálhatnak, mikrogliális migrációt kezdeményezhetnek, és kemoatraktáns molekulákként működhetnek. Ezek a molekulák közé tartozik az ATP, a kannabinoidok, a kemokinek, a lizofoszfatidinsav és a bradikinin. A mikrogliális sejtek tényleges mozgása magában foglalja a só és a víz újraelosztását, valamint a folyamat szempontjából fontos különböző ioncsatornákat és transzportereket., Különösen a K+csatornák, a Cl – csatornák, a Na+/H+hőcserélő, a Cl-/HCO3 – hőcserélő és a Na + /HCO3 – cotransporter hozzájárulnak a mikrogliális motilitáshoz és a migrációhoz.
fagocitózis
A Mikrogliális sejtek a központi idegrendszer szövetének professzionális veleszületett fagocitái. Ez a funkció fontos a normális agy számára, az agy fejlődése során, valamint a patológiában és a regenerációban. A központi idegrendszer fejlődésében a mikrogliális fagocitózis fontos szerepet játszik az apoptotikus sejtek eltávolításában, és részt vehet a szinapszis eltávolításában a fejlődés során, valamint potenciálisan a születés utáni agy szinapszisainak metszésében., A mikrogliális fagocitózis számos neurológiai betegségben szorosan részt vesz. A sérülésre válaszul a mikrogliális sejtek felhalmozódnak a sérült helyen, eltávolítják a celluláris törmeléket vagy akár a sérült sejtek részeit. Keresztül fagocitózis microglialis sejtek is felhalmozódnak a különböző kóros tényezők, mint például a béta-amiloid az Alzheimer-kór vagy mielin fragmensek demielinizáló betegségek. A fagocitikus aktivitást több tényező, receptor és jelátviteli kaszkád szabályozhatja., Különösen a mikrogliális fagocitózist purinoceptorok szabályozzák; a metabotróp P2Y6 receptorok stimulálják, míg az ionotróp P2X7 receptorok gátolják a fagocitotikus aktivitást. A mikrogliális fagocitózist gliális eredetű neurotróf faktor, ciliáris neurotróf faktor, TOLL receptorok, prosztanoid receptor stb.
antigén prezentáció
A Mikrogliális sejtek a központi idegrendszer domináns antigén-megjelenítő sejtjei., Nyugalmi körülmények között az antigén, a fő hisztokompatibilitási komplex II (MHCII) és a társstimuláló molekulák, például a CD80, CD86 és CD40 kimutatása alatt van. Sérülés esetén a molekulák nagymértékben szabályozottak, és ennek a komplexnek a kifejeződése elengedhetetlen a T-limfocitákkal való kölcsönhatáshoz. Ezt az upregulációt számos patológiában leírták, és jól tanulmányozták a Sclerosis multiplexben. Mikrogliális sejtek fagocitóz mielint, lebontják, és antigénként jelenítik meg a mielinfehérjék peptidjeit., A citokinek, például a CCl2 mikrogliális sejtek felszabadításával fontosak a leukociták központi idegrendszerbe történő felvételéhez. A mikroglia kölcsönhatásba lép az infiltráló T-limfocitákkal, ezáltal közvetíti az agy immunválaszát. Képesek stimulálni mind a TH1 -, mind a TH2-CD4 pozitív T-sejtek proliferációját.
adaptálva: Kettenmann H.; Verkhratsky A. (2011) Neuroglia – Living Nerve Glue, Fortschritte der Neurologie und Psychiatrie 79: 588-597