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Astrozyten sind die am häufigsten vorkommende Art von Gliazellen im Gehirn und unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, dem Zentralnervensystem mehrere Schutzfunktionen zu bieten. Die Anordnung der Astrozyten hängt mit den chemischen und physikalischen Wechselwirkungen mit anderen Gehirnzellen zusammen.Astrozyten tragen zur Produktion und Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke bei. Die Blut-Hirn-Schranke ist eine semipermeable Membran, die das Gehirnblut von der extrazellulären Flüssigkeit des kollektiven Zentralnervensystems einschließlich des Gehirns und des Rückenmarks trennt.
Astrozyten, auch Astroglia oder Astrogliazellen genannt, wurden vom Wissenschaftler Karl Bergmann entdeckt und ursprünglich aufgrund ihrer Einstufung als Schutz- und Isolierzelle Bergmann-Glia genannt. Diese Zellen wurden später wegen ihrer sternförmigen Form Astrozyten genannt.
Anatomie
Astrozyten sind sternförmige Zellen im Gehirn. Ähnlich wie bei anderen neuronalen Zellen bestehen Astrozyten aus Synapsen oder Zellenden, die eine chemische und elektrische Kommunikation zwischen Zellen ermöglichen. Astrozyten bestehen auch aus Dendriten, die die Übertragung von Kommunikationen von anderen Zellen innerhalb des Zellkörpers des Astrozyten ermöglichen.
Es gibt zwei Haupttypen von Astrozyten, die als protoplasmatisch oder faserig bezeichnet werden und anhand ihrer strukturellen Unterschiede und Positionen klassifiziert werden. Protoplasmatische Astrozyten befinden sich in der gesamten grauen Substanz des Gehirns, wo sich die meisten Neuronen befinden. Die graue Substanz im Gehirn steuert Funktionen wie Muskelkontrolle und sensorische Wahrnehmung, einschließlich Sprache, Geschmack, Geruchssinn, Gedächtnis, Urteilsvermögen und mehr. Faserastrozyten befinden sich in der gesamten weißen Substanz des Gehirns, wo isolierte Nervenfasern vorhanden sind.
Während es keine für Astrozyten spezifischen anatomischen Variationen gibt, haben erkrankte Astrozyten einen großen Einfluss auf das Vorhandensein und die Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen. Es ist allgemeiner Konsens unter Forschern, dass Astrozyten zu neurodegenerativen Erkrankungen beitragen, wenn sie ihre Fähigkeit verlieren, Gehirnzellen auszugleichen und zu entgiften.
Funktion
Astrozyten haben eine Vielzahl von Funktionen im Gehirn und im Zentralnervensystem insgesamt. Astrozyten versorgen Neuronen mit Nährstoffen und halten gleichzeitig das Gleichgewicht zwischen zellulären Ionen wie Natriumchlorid, Kalium und Phosphat aufrecht. Diese Ionen spielen eine wesentliche Rolle bei der Funktion jedes Neurons, indem sie Zellen mit Elektrolyten und Energie versorgen. Astrozyten helfen auch bei der Reparatur von Schäden im Gehirn und im Zentralnervensystem durch einen Prozess namens Astrogliose. Astrozyten bilden und erhalten die Struktur der Blut-Hirn-Schranke, einer semipermeablen Membran, die Hirnblut von der extrazellulären Flüssigkeit des Rückenmarks trennt. Semipermeabel bezieht sich auf die Fähigkeit der Blut-Hirn-Schranke, unnötige und schädliche Produkte aus dem Gehirn fernzuhalten und gleichzeitig nützliche und integrale zelluläre Produkte in das Gehirn gelangen zu lassen. Daher ist die Funktion der Blut-Hirn-Schranke für die Gesundheit des Gehirns und damit für die allgemeine Gesundheit jedes Einzelnen von entscheidender Bedeutung.
Astrozyten verbessern auch die Kommunikation zwischen Gehirnzellen und regulieren die Stoffwechselprozesse im Gehirn. Zu den Stoffwechselprozessen im Gehirn gehören die Entfernung von Abfallprodukten und die Verarbeitung von Substanzen, die für die zelluläre Energie verwendet werden.
Während Astrozyten eine wesentliche Rolle bei der Reparatur von Hirnschäden spielen, verleihen ihre Struktur und Funktion ihnen auch einen weniger hilfreichen Zweck. Astrozyten können eine Rolle beim Fortschreiten bestimmter Hirntumoren spielen. Ihre Mechanismen können dazu führen, dass sie Tumorzellen vor Chemotherapie schützen, indem sie zusätzliches Kalzium hinzufügen, um die Tumorzelle zu stärken. Diese Funktion ist Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten, da sie sich für Personen mit verschiedenen Krebsarten als schädlich erweist.
Zugehörige Bedingungen
Neben der Unterstützung des Fortschreitens von Hirntumoren unter bestimmten Umständen wurde auch festgestellt, dass Astrozyten als Hauptursache für neurodegenerative Störungen des Zentralnervensystems beitragen oder dienen. Zu diesen Erkrankungen gehören Demenz und Alzheimer. Diese Funktionsstörung der Astrozyten wird als Astrozytopathie bezeichnet.
Eine andere Art der Astrozytopathie ist eine als Autoimmun-Glia-Fibrillen-Säure-Protein-Astrozytopathie (GFAP) bezeichnete Erkrankung. Diese Erkrankung bewirkt, dass das Immunsystem eines Individuums Proteinfasern bindet, die Teil des Gliazellen-Netzwerks sind, was zu einer Vielzahl von Symptomen führt, einschließlich hohem Fieber , Migräne, Gehirnschwellung (auch als Enzephalopathie bekannt), sich wiederholende und unwillkürliche Bewegungen und Sehstörungen.
Neuere Studien zeigen auch, dass die Funktionsstörung von Astrozyten eine Rolle bei der Entwicklung von neurologischen Entwicklungsstörungen wie dem Rett-Syndrom, fragilem X und anderen schweren geistigen Behinderungen spielt. Die Funktionsstörung von Astrozyten ist in diesen Fällen häufig auf spezifische Variationen in den Zellmustern zurückzuführen, zu denen Astrozyten führen erfüllen während der frühen Entwicklung verschiedene Funktionen.
Rehabilitation
Derzeit wird viel geforscht, um den Grund für die Entwicklung und den Fortschritt von Astrozytopathien zu ermitteln. Die Behandlung neuer Fälle von GFAP-Astrozytopathie besteht aus hohen Dosen von Kortikosteroiden und Immunglobulin, einer Formel von Proteinen, die das Immunsystem stärken. In diesem Fall wird Immunglobulin intravenös oder durch Infusion durch den Arm bereitgestellt.
Die meisten von GFAP-Astrozytopathie betroffenen Personen erhalten auch einen Plasmaaustausch, bei dem ein Teil ihres Blutes, Plasma genannt, durch Ersatzplasma ersetzt wird, um das Blut zu reinigen. Die langfristige Aufrechterhaltung von GFAP-Astrozytopathien besteht aus fortgesetzten oralen Steroiden und anderen Medikamenten, die das Immunsystem unterdrücken, sogenannte Immunsuppressiva. Diese Immunsuppressiva tragen dazu bei, die Immunantwort des Körpers zu verringern und die Astrozytopathie von der Quelle aus zu bekämpfen.