Astrosyytit: hermoratojen rakentajat
Astrosyytit kuuluvat gliasoluihin eli hermotukisoluihin. Aiemmin niiden merkitystä vähäteltiin, sillä kaikki huomio annettiin hermosoluille eli neuroneille. Sittemmin on kuitenkin osoitettu, että astrosyyteillä ei ole ainoastaan passiivista tehtävää, eli niiden tehtävänä ole vain tukea neuroneja.
Tämän tyyppiset gliasolut vastaavat hermoratojen rakentamisesta ja muista toiminnoista, kuten:
- Hermosolujen opastaminen migraation aikana.
- Aivoveriesteen muodostuminen.
- Hermosolujen aineenvaihdunnan tukeminen.
- Osallistuminen hermosolujen luomiseen.
Astrosyytteihin liittyy siis paljon sellaista, mikä kannattaa tietää. On esimerkiksi yllättävää, kuinka ne reagoivat hermosolujen toimintaan, korjaavat itsensä ja kommunikoivat keskenään. Tutustutaan aiheeseen tarkemmin.
Erilaiset astrosyytit
Astrosyytit ympäröivät kokonaan aivojen hiusverisuonia ja muodostavat fyysisen esteen veren ja hermosolujen välille. Astrosyyttejä on erilaisia:
- Protoplasmiset astrosyytit. Sijaitsevat harmaassa aineessa. Ne ovat pyöreitä ja niissä on haaroja, jotka ulottuvat muihin, epäsäännöllisiin ja mutkaisiin haaroihin. Haarojen loppupäät peittävät verisuonia, aivokalvojen pintaa ja synapseja.
- Säikeiset astrosyytit. Sijaitsevat valkeassa aineessa. Ne ovat pitkiä, ohuita ja haarattomia, muodoltaan säikeisiä. Niiden päät kietoutuvat aksonien Ranvier’n kuroumiin ja verisuoniin.
Mielenkiintoinen seikka on se, että nimitys astrosyytti on peräisin näiden solujen muodosta: se muistuttaa tähteä ulokkeineen, jotka peittävät viereisiä soluja.
Astrosyyttien sytoskeletonissa eli solun tukirangassa on proteiini nimeltään gliaalinen fibrillaarinen hapan proteiini. Tämä piirre on vain astrosyyteillä, mikä erottaa ne muista soluista.
Tehtävät
Astrosyytit rakentavat hermoratoja tiedon kuljetukseen aivoissa. Toimittamiensa hermosoluyhteyksien ansiosta niiden tehtävänä on auttaa ohjaamaan aksonien suuntaa molekyylien kautta, jotka vetävät puoleensa tai hylkivät.
Hyvinä rakentajina astrosyytit tietävät, mitä hermostossa milloinkin tapahtuu. Tästä syystä niiden tehtävänä on hermosolujen tasapainon ylläpito eli aivojen homeostaasi (tämän vuoksi niiden sanotaan toimivan aineenvaihdunnan tukena), mikä saavutetaan säilyttämällä hermosolujen ionitasapaino.
Lisäksi astrosyytit osallistuvat hermosolujen synapsien muodostumiseen ja ylläpitoon. Astrosyyttien välityksellä hermosolut saavat happea, ravinteita ja suojaavan eristeen.
Fagosytoosina tunnetun prosessin kautta nämä solut kykenevät hävittämään aivojen aineenvaihdunnan kuona-aineita. Tämä on hyödyllinen prosessi, sillä se mahdollistaa jätteen ja patogeenien hävittämisen, mikä tapahtuu kuljettamalla kuona-aineet verenkiertoon poistettavaksi. Vaurion sattuessa astrosyytit matkaavat vauriopaikalle hävittämään kuolleet hermosolut.
Ne ovat toisaalta osa myös hyvin tärkeää veri-aivoestettä, mikä tekee niistä verenkiertoelimistön ja hermosolujen välisiä viestijöitä suodatusmekanismina. Niiden tehtävänä on myös säädellä molekyylien kulkeutumista verestä aivoihin.
Astrosyytit ovat yhteydessä välittäjäaineisiin, sillä ne reagoivat niihin aktiivisesti ja niillä on välittäjäaineiden kanssa yhdistyviä reseptoreja. Tätä astrosyyttien todellista viestimistapaa täydentää toinen viestien lähettämistapa: synapsien eristäminen toisistaan ja hermosolujen välisten signaalien modulaattorina toimiminen.
Astrosyytit ja reaktiivinen glioosi
On olemassa patologinen prosessi, jossa astrosyytit lisääntyvät nopeasti ja kohtuuttomasti. Tämä prosessi ilmenee tulehdusilmiöiden ohessa ja sitä kutsutaan reaktiiviseksi glioosiksi.
Tutkijat ovat löytäneet kahden tyyppisiä astrosyyttejä, kun ne lisääntyvät tällä tavoin: A2, joilla on korjaavia tehtäviä, ja A1, jotka aiheuttavat hermokudoksen hajoamista.
Reaktiivinen glioosi tapahtuu, kun hermostossa on vaurio ja sitä seuraa astrosyyttien lisääntyminen vaurioalueella. Tämän ilmiön ovat osoittaneet monet tutkimukset.
Mitä hyötyä siitä on ja miksi se on toisaalta haitallinen?
Reaktiivinen glioosi on hyödyllinen ilmiö, koska se synnyttää neurotrofisten tekijöiden synteesin, jotka vastaavat hermosolujen eloonjäämisestä. Toisaalta se taas on haitallinen, koska se synnyttää gliaaliarven, joka estää aksonien kasvua.
Tämä ilmiö on erittäin tärkeä kliinisissä tutkimuksissa, sillä se antaa toivoa uusista hoitomuodoista. Asiantuntijat tutkivat esimerkiksi kantasolusiirtoja hyödyntäen neurotrofisia tekijöitä, jotka edistävät hermosolujen uusiutumista. Tutkimuksia tehdään parannuskeinojen löytämiseksi hermoston rappeumasairauksiin, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin tautiin.
Miksi astrosyytit ovat loistavia hermoston rakentajia?
Astrosyyttien tehtävänä on muodostaa viestintäyhteyksiä hermoston eri solujen välille. Ja koska niiden tehtävänä on myös eristää ja poistaa haitalliset aineet, aivovaurion sattuessa ne mahdollistavat näiden viestintäreittien uudelleenrakentamisen.
Astrosyytit kykenevät luomaan yhteyksiä eri alueiden ja anatomis-toiminnallisten elementtien välille. Näitä ovat muun muassa verenkiertojärjestelmä ja veri-aivoeste sekä neuronit keskenään ja aivojen välittäjäaineiden kanssa. Lisäksi niillä on poikkeuksellinen kyky ylläpitää hermoratoja, sillä niiden ansiosta hermoston sisäinen tasapainon säilyy.
Kaikkien näiden löydösten valossa toiveenamme on, että neurotiede jatkaa tukimustaan kyseisistä soluista ja niiden tuomista mahdollisuuksista tieteessä.
Kaikki lainatut lähteet tarkistettiin perusteellisesti tiimimme toimesta varmistaaksemme niiden laadun, luotettavuuden, ajantasaisuuden ja pätevyyden. Tämän artikkelin bibliografia katsottiin luotettavaksi ja akateemisesti tai tieteellisesti tarkaksi.
- Nedergaard, M., Ransom, B, & Goldman, S. (2003) New roles for astrocytes: Redefining the functional architecture of the brain. Trends in neurosciences, 26(10), 523-530.