Microglia
Microglia representerer den endogene hjernen forsvars-og immunsystem, som er ansvarlig for CNS beskyttelse mot ulike typer sykdomsfremkallende faktorer. Microglial celler stammer fra forfedre som har migrert fra periferien og er fra mesodermal/ mesenchymal opprinnelse. I løpet av postnatal utvikling de kommer til hjernen ofte til postnatal dag 10 i gnagere., Etter invaderende CNS, microglial forløpere spre relativt homogeneously hele det nevrale vev og tilegne seg en bestemt fenotypen, som klart skiller dem fra deres forløpere, blod-avledet monocytter.
hviler microglia er den raskeste flytte celler i hjernen
Under fysiologiske forhold microglia i CNS finnes i ramified eller hva som vanligvis ble kalt ‘hvile’ stat. Den hviler microglial celle er preget av en liten celle kroppen og mye utarbeidet tynn prosesser, som sender flere grener og strekker seg i alle retninger., Lik astrocyttene, hver microglial celle har sitt eget territorium, ca 15 – 30 mikrometer bredt), og det er svært lite overlapp mellom nærliggende områder. Prosessene hvile microglial celler er i konstant bevegelse gjennom sitt territorium; dette er en relativt rask bevegelse med en hastighet på ca 1,5 mikrometer/min og dermed microglial prosesser som representerer den raskeste bevegelige strukturer i hjernen. På samme tid microglial prosesser også hele tiden sende ut og trekker lite fremspring, som kan vokse og krympe med 2-3 µm/min. Den microglia synes å være tilfeldig skanne gjennom sine domener., Nyere studier har imidlertid vist at disse prosessene hvile i perioder av minutter på områder av synaptisk kontakter. Vurderer hastigheten av denne bevegelsen, hjernen parenchyma kan være helt skannet av microglial prosesser hvert flere timer. Motilitet av prosesser er ikke påvirket av neuronal å skyte, men den er følsom for utløsere (ATP og dets analoger) og hemmere av purinoceptors., Focal neuronal skade induserer en rask og samordnet bevegelse av mange microglial prosesser mot siden av lesjon, og i løpet av mindre enn en time sistnevnte kan være fullstendig omgitt av disse prosessene. Denne skaden-indusert motilitet styres også, i hvert fall delvis, ved aktivering av purinoceptors; det er også følsomme for hemming av gapet veikryss, som er til stede i astrocyttene, men ikke i microglia; hemming av gapet veikryss også påvirker fysiologiske motilitet av astroglial prosesser., Derfor ser det ut til at astrocyttene signal til microglia ved å slippe ATP (og muligens noen andre molekyler) gjennom connexin hemichannels. Alt i alt, microglial prosesser fungere som en svært sofistikert og rask skanning av systemet. Dette systemet kan, i kraft av reseptorer som er bosatt i microglial celle plasmalemma, umiddelbart oppdage skader og starte prosessen med aktiv respons, som til slutt utløser full blåst microglial aktivering.,
Aktivering av microglia
Når en hjerne fornærmelse er oppdaget av microglial celler, de lansere et bestemt program som resulterer i en gradvis transformasjon av hvile, ramified microglia i en ameboid form; denne prosessen er vanligvis referert til som «microglial aktivering» og går gjennom flere trinn. Under den første fasen av microglial aktivering hviler microglia trekke sine prosesser, som blir færre og mye tykkere, kan du øke størrelsen av deres cellen organer, endre uttrykket av ulike enzymer og reseptorer, og begynner å produsere immunrespons molekyler., Noen microglial cellene tilbake til en proliferativ-modus, og microglial tallene rundt lesjon nettstedet begynner å formere seg. Microglial cellene blir motile, og ved hjelp av amoeboid-lignende bevegelser de samler seg rundt områder av fornærmelse. Hvis skaden vedvarer og CNS cellene begynner å dø, microglial celler gjennomgå ytterligere transformasjon og bli phagocytes. Dette er, naturlig nok, en ganske sketchy hensyn til det komplekse og svært koordinerte endringer som oppstår i microglial celler; prosessen med aktivering skjer gradvis, og mest sannsynlig mange sub-stater eksisterer på vei fra hvile til phagocytic microglia., Videre er aktivert microglial celler kan vise ganske heterogene egenskaper i ulike typer patologi og i forskjellige deler av hjernen.
med Den nøyaktige naturen av de første signaler som utløser prosessen med microglial aktivering er ikke fullt ut forstått, kan det være forbundet med uttak av enkelte molekyler (de ‘off-signal’) utgitt under normal CNS aktivitet, eller ved utseendet av unormal molekyler eller unormal konsentrasjoner av annen fysiologisk presentere molekyler (på-signal)., Begge typer signaler kan gi microglia med relevant informasjon om status for hjernen parenchyma innenfor sine geografiske domene.
‘off-signaler som kan indikere en forverring i nevrale nettverk er ennå ikke fullt preget. Et godt eksempel på denne typen kommunikasjon er nevrotransmittere. Microglial celler uttrykker en rekke av de klassiske nevrotransmitter reseptorer som reseptorer for GABA, glutamat, dopamin, noradreanline., I de fleste tilfeller, aktivering av reseptorer motvirker aktivering av microglial celler med hensyn til å skaffe seg et pro-inflammatorisk fenotypen. Man kan spekulere i at depresjon av nevronal aktivitet kan påvirke nærliggende microglia, gjøre dem til et «varslet» tilstand. Faktisk er disse ‘off-signaler tillate microglia å forstand forstyrrelse, selv om arten av den skadelige faktoren kan ikke identifiseres.
‘på-signalering’ er formidlet av en lang rekke molekyler, enten knyttet til celle skade eller med fremmedlegemer invaderer hjernen., Særlig skadet neurones kan frigjøre store mengder ATP, cytokiner, neuropeptides, vekstfaktorer. Mange av disse faktorene kan sanses av microglia og utløse aktivering. Det kan godt være at ulike molekyler som kan aktivere ulike subprogrammes med denne rutinen, og regulerer derfor hastigheten og graden av microglial aktivering. Noen av disse molekylene kan bære både » av » og » på » – signaler, som for eksempel lave konsentrasjoner av ATP kan være en indikasjon på normal on-going synaptisk aktivitet, mens høye konsentrasjoner signal celle skade., Microglia er også i stand til å sanse forstyrrelser i hjernens metabolisme: for eksempel, akkumulasjon av ammoniakk, som følger grav metabolske problemer (f.eks. under hepatisk encefalopati) kan aktivere microglial celler, enten direkte eller via mellomprodukter som INGEN eller ATP.
Migrasjon og motilitet
Microglial migrasjon er viktig for mange pathophysiological prosesser, inkludert immun forsvar og sårtilheling., Microglial celler nummer to typer bevegelse aktivitet: i ramified («hvile») form, de jobber aktivt med å flytte sine prosesser uten translocation av cellen kroppen som allerede var beskrevet ovenfor. I amoeboid form, microglial celler som ikke bare flytte sine prosesser, men i tillegg hele cellen kan migrere gjennom hjernevev. Microglial utvandring skjer i utviklingen, når invaderende monocytter formidle gjennom hjernen., En annen type migrasjon er utløst av en patologisk fornærmelse når ramified microglia gjennomgår aktivering, forvandle amoeboid form og overfører til nettstedet for skader. Det er mange kandidat molekyler, som kan tjene som patologisk signaler og starte microglial migrasjon og fungere som chemoattractant molekyler. Disse molekylene inkluderer ATP, cannabinoider, chemokines, lysophosphatidic syre og bradykinin. Den faktiske bevegelsen av microglial celler innebærer omfordeling av salt og vann og ulike ion-tv og transportører viktig for denne prosessen., I særdeleshet, K+ – kanaler, Cl – tv, Na+/H+ varmeveksler, Cl-/HCO3 – varmeveksler, og Na+/HCO3 – cotransporter bidra til microglial motilitet og migrasjon.
Phagocytosis
Microglial celler er profesjonell medfødte phagocytes av CNS vev. Denne funksjonen er viktig for den normale hjernen, under hjernens utvikling, og i patologi og regenerering. I CNS utvikling microglial phagocytosis er instrumental i å fjerne apoptotic celler og kan være involvert i synapse fjerning under utvikling og som potensielt beskjæring synapser i postnatal hjernen., Microglial phagocytosis er intimt involvert i mange nevrologiske sykdommer. I respons til lesjon, microglial celler samle på det skadede området og fjerne cellular avfall eller til og med deler av skadede celler. Gjennom phagocytosis microglial celler kan også samle ulike patologiske faktorer som for eksempel beta-amyloid i Alzheimers sykdom eller myelin fragmenter i demyeliniserende sykdommer. Flere faktorer, reseptorer og melding kaskader kan regulere phagocytic aktivitet., Spesielt microglial phagocytosis er kontrollert av purinoceptors; den metabotropic P2Y6 reseptorer stimulere mens ionotropic P2X7 reseptorer hemme phagocytotic aktivitet. Microglial phagocytosis er også kontrollert av glial avledet neurotrophic factor, ved ciliary neurotrophic factor, av TOLL-reseptorer, ved prostanoid reseptor etc.
antigenpresentasjon
Microglial celler er den dominerende antigen presentere cellene i det sentrale nervesystemet., Under hvile forhold uttrykk for det komplekse molekylære for å presentere antigen, major histocompatibility complex II (MHCII) og co-stimulerende molekyler som CD80, CD86 og CD40 er under sporing. Ved skade molekylene er svært oppregulert og uttrykk av dette komplekset er viktig for å kommunisere med T-lymfocytter. Dette upregulation har blitt beskrevet i en rekke patologi og er godt studert i Flere Sklerose. Microglial celler phagocytose myelin, bryte ned det og presentere peptider av myelin protein som antigener., Ved å slippe cytokiner som CCl2 microglial celler er viktig for å rekruttere leucocytes i CNS. Microglia samhandle med å infiltrere T-lymfocytter, og dermed formidle immunforsvaret i hjernen. De har kapasitet til å stimulere til spredning av både TH1 – og TH2-CD4-positive T-celler.
Tilpasset fra: Kettenmann H.; Verkhratsky A. (2011) Neuroglia – Levende Nerve Lim, Fortschritte der Neurologie und Psychiatrie 79: 588-597