astrosit adalah salah satu dari empat jenis sel glial yang berfungsi untuk dukungan fisik dan metabolisme sel-sel saraf, oleh karena itu, merupakan bagian dari sistem saraf pusat manusia dan hewan lainnya vertebrata .
Bersama dengan oligodendrosit, sel mikroglia, dan sel ependimal, astrosit membentuk apa yang dikenal sebagai “neuroglia”. Sel-sel neuroglia biasanya ditemukan dalam jumlah yang jauh lebih banyak daripada neuron, tetapi mereka tidak berpartisipasi dalam reaksi dan/atau propagasi impuls saraf.
Mikroskop imunofluoresensi astrosit (Sumber: GerryShaw [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Istilah “neuroglia” dan “astrosit” diusulkan pada tahun 1895 oleh Mihaly von Lenhossek untuk mengidentifikasi kelompok sel yang mendukung neuron dan kelas khusus sel-sel ini, yang dicirikan oleh bentuk bintangnya.
Astrosit telah terbukti meningkatkan jumlah sinapsis saraf fungsional di neuron sistem saraf pusat, yang berarti bahwa mereka diperlukan untuk transmisi rangsangan saraf.
Diagram dari berbagai jenis sel yang membentuk glia di sistem saraf pusat. Sel ependymal, oligodendrosit, astrosit, dan sel mikroglia diamati (Sumber: BruceBlaus. Saat menggunakan gambar ini di sumber eksternal, dapat dikutip sebagai: staf Blausen.com (2014). “Galeri Medis Blausen Medical 2014”. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Sel-sel ini terdiri antara 20 dan 25% (dan kadang-kadang sampai 50%) dari volume di banyak area otak dan diketahui memiliki peran khusus dalam menanggapi cedera, meskipun baru-baru ini telah diusulkan bahwa mereka terlibat dalam banyak penyakit otak. sistem saraf pusat
Indeks artikel
Histologi
Astrosit adalah sel “bintang” atau berbentuk bintang, karena mereka memiliki proyeksi sitosol dengan ukuran berbeda yang membuatnya mirip dengan gambar anak-anak tentang bintang luar angkasa.
Sel-sel ini didistribusikan ke seluruh otak dan di seluruh sumsum tulang belakang dan merupakan lebih dari 50% dari semua sel glial.
Ketika dilihat di bawah mikroskop cahaya setelah pewarnaan rutin, astrosit (tergantung pada jenisnya) memiliki inti oval atau lobulated yang besar dengan sedikit kandungan sitosol.
Fitur proyeksi sitosolik astrosit dikenal sebagai “fibril glial” dan sebagian besar terdiri dari protein glial-fibrillary acid (GFAP, dari English Glial Fibrillary Acidic Protein ) khusus untuk sistem saraf pusat astrosit dan umumnya digunakan sebagai protein penanda.
Astrosit dari kultur sel. Warnanya adalah produk pewarnaan asam glial-fibrillar protein (GFAP) (Sumber: Pengunggah asli adalah GrzegorzWicher di Wikipedia bahasa Polandia. [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)] melalui Wikimedia Commons )
Serat glial astrosit terkait erat dengan badan sel dan akson neuron, mereka mengelilingi situs sinapsis saraf dan juga nodul Ranvier yang terkenal, hadir dalam akson yang ditutupi oleh selubung mielin.
Meskipun mereka bukan sel yang dapat dirangsang, astrosit mengekspresikan saluran natrium dan kalium spesifik yang sangat penting untuk fungsinya dalam mempertahankan homeostasis dalam sistem saraf.
Spesialisasi membran
Astrosit memiliki dua jenis spesialisasi dalam membrannya yang dikenal sebagai gap junction dan orthogonal assemblies.
Gap junction terdiri dari protein transmembran yang disebut connexon, yang bergabung dengan protein homolog di sel terdekat untuk membentuk saluran hidrofobik di mana molekul kecil dapat bertukar antar sel.
Ada banyak gap junction antara astrosit dan astrosit dan antara astrosit dan oligodendrosit. Di antara molekul yang dipertukarkan melalui ikatan ini adalah ion kecil, oligosakarida, dan faktor trofik tertentu.
Rakitan ortogonal, di sisi lain, adalah pengaturan “parakristalin” yang terdiri dari partikel 7-nm. Mereka banyak di bagian yang lebih distal dari proyeksi sitosol, terutama di daerah yang menghadap pembuluh darah.
Struktur ini berpartisipasi dalam adhesi sel dan dalam pengangkutan zat antara astrosit dan antara astrosit dan cairan serebrospinal.
Jenis
Ada dua jenis astrosit yang terdefinisi dengan baik yang berbeda dalam morfologi dan lokasi anatomisnya. Ini adalah astrosit protoplasma dan astrosit fibrosa.
Namun, banyak peneliti menganggap bahwa mereka adalah jenis sel yang sama yang memperoleh fungsi berbeda tergantung pada lingkungan di mana mereka berada.
Dokumen bibliografi lainnya, bagaimanapun, menetapkan keberadaan jenis astrosit ketiga, yang ditandai dengan badan selnya yang memanjang dan umumnya dikenal sebagai sel glial Bergmann di otak kecil dan sel Müller di retina mata.
Hanya astrosit yang ada di otak dan sumsum tulang belakang yang akan dijelaskan di sini.
Astrosit protoplasma
Keberadaan sel-sel tersebut ditunjukkan dengan teknik pewarnaan perak. Ini adalah tipikal materi abu – abu otak dan merupakan sel dengan penampilan bintang (mirip dengan bintang).
Mereka memiliki sitosol yang melimpah di mana nukleus besar ditemukan dan mereka berbeda dari astrosit berserat karena mereka memiliki proses yang pendek.
Ujung dari beberapa proyeksi sitosol terdiri dari “kaki vaskular” atau pedikel yang berinteraksi dengan pembuluh darah yang berdekatan.
Beberapa astrosit protoplasma ditemukan dekat dengan badan sel beberapa neuron, seolah-olah mereka adalah sel “satelit”.
Astrosit berserat
Astrosit berserat adalah sel dengan sedikit organel internal, kaya akan ribosom bebas dan molekul penyimpanan seperti glikogen. Mereka memiliki proyeksi atau proyeksi sitosolik yang lebih panjang daripada astrosit protoplasma, itulah sebabnya mereka dikenal sebagai astrosit “berserat”.
Sel-sel ini berhubungan dengan materi putih otak dan prosesnya juga terhubung dengan pembuluh darah, tetapi dipisahkan oleh lamina basal mereka sendiri.
Fitur
Sebagai sel neuroglial, astrosit memainkan peran penting dalam dukungan fisik dan dukungan metabolisme neuron di sistem saraf pusat pada hewan vertebrata.
Selain itu, sel-sel ini bertanggung jawab untuk menghilangkan ion dan zat limbah lainnya dari metabolisme neuron yang khas dari lingkungan mikro neuron, terutama wilayah aksonal, seperti, misalnya:
– Ion Kalium (K+)
– Sisa glutamat dan
– Jejak asam gamma aminobutyric (GABA)
Bertanggung jawab atas, antara lain, metabolisme energi korteks serebral, saat mereka melepaskan glukosa dari molekul glikogen yang disimpan dalam sitosol mereka.
Pelepasan ini terjadi hanya ketika astrosit dirangsang oleh neurotransmiter seperti norepinefrin dan peptida usus vasoaktif atau peptida VIP, yang dilepaskan oleh neuron terdekat.
Astrosit juga berpartisipasi dalam perkembangan saraf dan dalam pengangkutan dan pelepasan faktor neurotropik, itulah sebabnya beberapa penulis menganggapnya sebagai sel yang mempertahankan homeostasis di sistem saraf pusat.
Sel-sel ini juga dapat memainkan peran penting dalam penyembuhan area otak yang rusak. Mereka mengontrol pH otak dan mengatur beberapa fungsi saraf dengan mempertahankan lingkungan mikro yang relatif konstan.
Implikasi pada sawar darah-otak
Beberapa astrosit berpartisipasi dalam pembentukan dan pemeliharaan penghalang darah-otak, karena mereka memiliki kemampuan untuk membentuk lapisan kontinu pada pembuluh darah di pinggiran sistem saraf pusat.
Sawar darah-otak adalah semacam “struktur” yang membatasi masuknya unsur darah yang berperedaran ke dalam sistem saraf pusat.
Hubungan sel-sel saraf ini dengan fungsi ini sedemikian rupa sehingga secara eksperimental telah ditunjukkan bahwa sel-sel epitel dapat menginduksi diferensiasi prekursor astrositik.
Fungsi kekebalan astrosit
Beberapa tinjauan literatur menyoroti astrosit sebagai sel imunokompeten dari sistem saraf pusat, karena mereka mampu mengekspresikan protein dari Major Histocompatibility Complex (MHC ), yang memiliki fungsi penting dalam presentasi antigen.
Sel-sel ini, kemudian, berpartisipasi dalam aktivasi sel T, tidak hanya dengan ekspresi protein penyaji antigen, tetapi juga oleh kemampuannya untuk mengekspresikan molekul kostimulatori yang penting untuk proses itu sendiri .
Namun, partisipasi astrosit dalam sistem kekebalan tidak terbatas pada penyajian antigen, tetapi juga telah ditunjukkan bahwa sel-sel ini dapat mengeluarkan berbagai macam sitokin dan kemokin, yang mungkin berarti bahwa mereka terlibat dalam proses inflamasi dan kekebalan tubuh. reaktivitas di otak.
Signifikansi klinis
Mengingat data eksperimental yang menunjukkan bahwa penekanan astrosit di sistem saraf pusat menyebabkan degenerasi saraf substansial pada orang dewasa, jelas bahwa sel-sel ini memiliki signifikansi klinis yang berharga.
Astrosit, di antara banyak fungsinya, telah dikaitkan dengan pemulihan jangka panjang pasien dengan cedera otak. Mereka juga terlibat dalam regenerasi neuron, terutama karena kemampuan mereka untuk mengekspresikan dan melepaskan faktor trofik.
Dengan kata lain, kelangsungan hidup neuron sangat tergantung pada hubungannya dengan astrosit, sehingga setiap kerusakan besar yang terjadi pada sel-sel ini akan secara langsung mempengaruhi fungsi otak normal.
Astrogliosis
Banyak penyakit neurodegeneratif dibedakan oleh proliferasi, perubahan morfologi, dan peningkatan ekspresi protein asam glial-fibrillar (GFAP) dalam astrosit; kondisi yang dikenal sebagai “astrogliosis”.
Proses ini, tergantung pada konteks tempat terjadinya, dapat bermanfaat atau merugikan, karena dapat berarti kelangsungan hidup neuron karena produksi faktor pertumbuhan atau pembentukan “luka glial”, masing-masing.
Astrogliosis bukanlah proses acak atau “semua atau tidak sama sekali”. Sebaliknya, ini adalah peristiwa yang sangat terkontrol yang bergantung pada banyak sinyal seluler dan konteks tertentu di mana sel tersebut ditemukan.
Referensi
- Chen, Y., & Swanson, RA (2003). Astrosit dan cedera otak. Jurnal Aliran Darah Otak dan Metabolisme , 23 (2), 137-149.
- Dong, Y., & Benveniste, EN (2001). Fungsi kekebalan astrosit. Glia , 36 (2), 180–190.
- Gartner, LP, & Hiatt, JL (2012). Atlas berwarna dan teks histologi . Lippincott Williams & Wilkins.
- Kimelberg, HK, & Nedergaard, M. (2010). Fungsi Astrosit dan Potensinya Sebagai Sasaran Terapi. Neuroterapi , 7 (4), 338–353.
- Montgomery, DL (1994). Astrosit: Bentuk, Fungsi, dan Perannya dalam Penyakit. Patologi Hewan , 31 (2), 145-167.
- Tebusan, B., Behar, T., & Nedergaard, M. (2003). Peran baru untuk astrosit (bintang pada akhirnya). Tren Ilmu Saraf , 26 (10), 520-522.
- Sofroniew, MV, & Vinters, HV (2010). Astrosit: Biologi dan patologi. Acta Neuropathologica , 119 (1), 7–35.