الحديث المتبادل بين الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في الإصابة التأكسدية وحماية الأعصاب الجزء 2
Mar 22, 2024
3. الخلايا النجمية
3.1. الخلايا النجمية في الدماغ
الخلايا النجمية هي خلايا الدماغ البشرية الأكثر ديناميكية ووفرة والمسؤولة عن الحفاظ على توازن الدماغ. تسمى الخلايا النجمية بالخلايا الإقليمية ولها عدة عمليات ممتدة تتواصل مع الخلايا المجاورة؛ وبالتالي، فإنهم يشكلون مجالات تشريحية منظمة مع المخلوي الوظيفي المرتبط [26].
الخلايا النجمية هي نوع أساسي من الخلايا في الدماغ. هذه الخلايا مسؤولة عن حماية ودعم الخلايا العصبية والحفاظ على الأداء الطبيعي للجهاز العصبي بأكمله. في السنوات الأخيرة، أظهرت المزيد والمزيد من الدراسات أن الخلايا النجمية ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بتكوين الذاكرة البشرية والحفاظ عليها.
وجدت الأبحاث أن الخلايا النجمية يمكن أن تؤثر على الوصلات المتشابكة بين الخلايا العصبية، وبالتالي تؤثر على تكوين الذكريات وتخزينها. يمكن لهذه الخلايا الدبقية أيضًا إزالة النفايات والمواد الضارة الأخرى من الخلايا العصبية. ومع الحفاظ على صحة الجهاز العصبي، فإنها تساعد أيضًا في تحسين ذاكرتنا.
بالإضافة إلى ذلك، اكتشف العلماء أن الخلايا النجمية تنتج جزيئًا يسمى FGF2، والذي يلعب دورًا مهمًا في تحسين التعلم والذاكرة. لقد وجدت التجارب أن زيادة محتوى FGF2 في الخلايا النجمية يمكن أن يحسن بشكل كبير القدرة على التعلم والذاكرة لدى الفئران.
والأكثر إثارة هو أن بعض الدراسات أظهرت أن الحفاظ على نمط حياة صحي يمكن أن يعزز نمو الخلايا النجمية ووظيفتها. على سبيل المثال، ممارسة التمارين الرياضية بانتظام، واتباع نظام غذائي صحي، والنوم الكافي يمكن أن تعزز نمو ووظيفة الخلايا النجمية، والتي يمكن أن تساعد في تحسين ذاكرتنا.
لذلك، على الرغم من أن بعض العوامل الضارة في الحياة، مثل الإفراط في شرب الخمر أو استخدام بعض الأدوية، ستؤثر على نمو الخلايا النجمية ووظيفتها، إلا أنه لا يزال هناك العديد من التدابير التي يمكننا اتخاذها لتحسين وظيفتها. وطالما أننا نحافظ على موقف إيجابي ونعيش بصحة جيدة قدر الإمكان، فمن المحتمل أن يكون لدينا ذكريات أقوى وصحة عصبية أفضل. يمكن أن نرى أننا بحاجة إلى تحسين الذاكرة، ويمكن أن تحسن Cistanche deserticola الذاكرة بشكل كبير، لأن Cistanche deserticola لها تأثيرات مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات ومضادة للشيخوخة، والتي يمكن أن تساعد في تقليل الأكسدة والتفاعلات الالتهابية في الدماغ، وبالتالي حماية البشرة. صحة الجهاز العصبي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ Cistanche deserticola أيضًا تعزيز نمو وإصلاح الخلايا العصبية، وبالتالي تعزيز اتصال الشبكات العصبية ووظيفتها. يمكن أن تساعد هذه التأثيرات في تحسين الذاكرة والتعلم وسرعة التفكير، وقد تمنع أيضًا تطور الخلل المعرفي والأمراض التنكسية العصبية.
انقر فوق "معرفة" لتحسين الذاكرة قصيرة المدى
تقوم الخلايا النجمية بإسقاط عمليات الأوعية الدموية (أقدام الخلايا النجمية) على الأوعية الدموية داخل المتني وتغليف أسطح الأوعية الدموية للتحكم في حركة الجزيئات والخلايا بين حجرة الأوعية الدموية والدماغ [27].
يتم تصنيف الخلايا النجمية البشرية عادةً إلى أربعة أقسام فرعية بناءً على التشريح العصبي الخاص بها [28]. أولاً، تحتوي الخلايا النجمية بين الصفائح على جسم خلوي مستدير ونواتئ قصيرة وتقع في الطبقة الأولى من القشرة. ثانيًا، توجد الخلايا البروتوبلازمية في المادة الرمادية وتقع في الطبقات من الثاني إلى السادس من القشرة. إنها الخلايا النجمية الأكثر وفرة ولها عمليات عديدة وتشكل كثيف.
ثالثًا، تقع الخلايا النجمية المسقطة للدوالي في الطبقات من الخامس إلى السادس ولها عمليات شوكية قصيرة بها من واحدة إلى خمس عمليات أطول قد تعمل في الاتصالات لمسافات طويلة داخل القشرة. رابعًا، توجد الخلايا النجمية الليفية في المادة البيضاء، وهي خلايا أكبر تحتوي على عدد أقل من العمليات. ترسل عمليات الخلايا النجمية الليفية العديد من الامتدادات للاتصال بالخلايا الدبقية قليلة التغصن التي تغلف المحاور المايلينية [29].
يتم تصنيف الخلايا النجمية أيضًا إلى الأنواع من الأول إلى الثالث وفقًا لخصائصها المورفولوجية، مثل حجم جسم الخلية، وعدد العمليات، وسمك العمليات، واتجاه العمليات، وطول العمليات.
يتميز النوع Iastrcyts بجسم خلية صغير والعديد من العمليات القصيرة. تتميز الخلايا النجمية من النوع الثاني بشكل ثنائي القطب وعمليات طويلة. تتميز الخلايا النجمية من النوع الثالث بشكل نجمي وعمليات طويلة [30،31].
وظيفة الخلايا النجمية هي مساعدة الخلايا العصبية من خلال لعب أدوار داعمة في الوظيفة التشابكية وتعديل النقل العصبي. تغلف عمليات الخلايا النجمية المشابك العصبية وتحتوي على مجموعة متنوعة من المستقبلات للناقلات العصبية والسيتوكينات وعوامل النمو والقنوات الأيونية.
تتأثر الخلايا النجمية بإطلاق Ca2+ داخل الخلايا بواسطة الغلوتامات خارج الخلية، وتحافظ على التوازن الأيوني للمشابك العصبية عن طريق زيادة مستويات Ca2+ داخل الخلايا بعد إفراز العديد من الناقلات الدبقية، مثل الغلوتامات، والبيورينات، وGABA، وD-serine [ 32،33] الخلايا العصبية حساسة للغاية للتغيرات الصغيرة في البيئة الدقيقة للدماغ، على الرغم من أن استهلاكها الأيضي مرتفع.
يتمثل دور الخلايا النجمية في الدماغ الطبيعي في الحفاظ على التوازن خارج الخلية من خلال امتصاص الغلوتامات وإعادة تدويرها، وتخزين K+، وتوفير ركائز الطاقة، وتخزين درجة الحموضة، والدفاع ضد الإجهاد التأكسدي [28].
3.2. الخلايا النجمية في الإصابة التأكسدية
توجد الخلايا النجمية في حالة راحة أو تفاعل في الدماغ، كما هو موضح في الشكل 2. تطلق الخلايا النجمية التفاعلية السيتوكينات الالتهابية بما في ذلك TNF وROS، وتشكل دبقية سكارية تعيق تجديد محور عصبي ونمو الخلايا العصبية [34-36].
تساعد الخلايا النجمية المنشطة على استعادة وظائف المخ بعد الإصابة ولكنها قد تكون سامة للأعصاب. تطلق الخلايا النجمية التفاعلية أكسيد النيتريك (NO) في الفضاء خارج الخلية؛ وهذا يمكن أن يؤدي إلى إصابة الخلايا العصبية والموت عن طريق زيادة بيروكسيد الدهون، وضعف الميتوكوندريا، والتسبب في كسر الحمض النووي [37].
يوازن نظام مضادات الأكسدة النجمية بين ROS (الأكاسيد الفائقة وجذور الهيدروكسيل وأول أكسيد النيتريك) التي يتم إنتاجها بشكل طبيعي أثناء استقلاب الأكسجين بواسطة الجهاز العصبي المركزي [38]. يؤدي الإجهاد التأكسدي في الخلايا النجمية التفاعلية إلى تأثيرات طويلة المدى على بروتينات معينة، بما في ذلك الكونيكسينات وناقلات الغلوتامات والإنزيمات، مما يؤثر على التفاعلات بين الخلايا النجمية والخلايا العصبية [39].
يتطلب امتصاص الغلوتامات بواسطة الخلايا النجمية مستوى عالٍ من الطاقة، ويحتاج إلى أكثر من جزيء ATP واحد لامتصاص الغلوتامات مرة واحدة. ومع ذلك، فإن نقص ATP يرتبط بآليات حصار امتصاص الغلوتامات الناجم عن ROS في الخلايا النجمية [40،41]. يؤدي حظر ناقلات الغلوتامات النجمية إلى زيادة السمية العصبية عن طريق تحفيز استثارة الخلايا العصبية والنقل العصبي المثير [42].
يحدث الإجهاد التأكسدي الناتج عن الخلايا النجمية بشكل رئيسي من خلال الإجهاد التأكسدي المشتق من الميتوكوندريا، والإجهاد التأكسدي المشتق من NADPH، وإنتاج RNS. يتم توزيع الميتوكوندريا في جسم الخلية والعمليات الرقيقة والطويلة للخلايا النجمية [43]. يؤدي تعطيل وظيفة الميتوكوندريا وزيادة أنواع الأكسجين التفاعلية في الخلايا النجمية إلى داء النجميات. يؤثر الإجهاد التأكسدي المشتق من NADPH بشكل كبير على الوظيفة الفسيولوجية للخلايا النجمية.
من بين عائلة أكاسيد النيتروجين، يعد NOX2 وNOX4 أكثر أشكال أكاسيد النيتروجين التي يتم التعبير عنها بكثرة في الجهاز العصبي المركزي [43]. يتم التعبير عن NOX4، ولكن ليس NOX2 في الخلايا النجمية، وحتى التعبير البسيط عن NOX4 ينظم الإجهاد التأكسدي في الخلايا النجمية [44،45].
يؤثر إنتاج RNS النجمي أيضًا على الإجهاد التأكسدي المشتق من الخلايا النجمية. يتم ملاحظة الأشكال الإسوية الرئيسية لـ NOS، بما في ذلك Ca2+/ NOS العصبية المعتمدة على الموديولين، وNOS البطانية، وCa2+- NOS المستقلة القابلة للتحفيز، في الخلايا النجمية [5،46]. يؤدي NO Astrocytic إلى تنكس الخلايا العصبية الناجم عن الخلايا النجمية وتجمع ديسموتاز فوق أكسيد النحاس والزنك (SOD1) في الخلايا النجمية، مما قد يؤدي إلى إصابة الجهاز العصبي المركزي بنقص التروية/إعادة التروية [47،48].
3.3. الدفاع المضاد للأكسدة بالخلايا النجمية
الخلايا النجمية هي الخلايا الرئيسية التي تحافظ على توازن الغلوتامات، والذي يؤثر بشكل غير مباشر على توازن الإجهاد التأكسدي، عن طريق تنظيم الأحماض الأمينية المثيرة. تمنع الخلايا النجمية أيضًا السمية المثيرة عن طريق إطلاق عوامل التغذية العصبية، مثل عامل التغذية العصبية المشتق من خط الخلايا الدبقية (GDNF) وعامل نمو الأعصاب (NGF)، الذي يدعم بقاء الخلايا العصبية [39،49].
من أجل الحماية العصبية أثناء الإجهاد التأكسدي، تنتج الخلايا النجمية مجموعة متنوعة من جزيئات مضادات الأكسدة، بما في ذلك GSH، والأسكوربات، وفيتامين E، وتنشط إنزيمات إزالة السموم من ROS، مثل GSH S-transferase، وGSH بيروكسيداز، وثيوريدوكسين اختزال، والكاتلاز لتحسين بقاء الخلايا العصبية [26، 50,51]. علاوة على ذلك، تشارك الخلايا النجمية في عزل المعادن في الدماغ لمنع توليد الجذور الحرة بواسطة المعادن النشطة في الأكسدة والاختزال. تعبر الخلايا النجمية عن مستويات عالية من الميتالوثيونين والسيرولوبلازمين، والتي تشارك في ربط المعادن وتهريب الأيونات [52].
يمكن للخلايا النجمية تصنيع ثلاثي الببتيد GSH مع ليجاز الغلوتامات السيستين وإنزيم GSH. تطلق الخلايا النجمية هرمون GSH في الفضاء خارج الخلية وتمتص الخلايا العصبية هرمون GSH مباشرة أو تستخدم أمينوببتيداز N خارج الخلية لتكوين الجلايسين والسيستين [53].
وقد لوحظ انخفاض حماية الخلايا العصبية ضد الإصابة التأكسدية في الخلايا النجمية المستنفدة لـ GSH عن طريق الحد من الركيزة لتخليق GSH في الخلايا العصبية [54]. تزيد الخلايا النجمية من القدرة على تصنيع هرمون GSH عن طريق زيادة القدرة على امتصاص السيستين، وبالتالي تعزيز التأثير الوقائي العصبي للخلايا النجمية ضد الإجهاد التأكسدي [5]. هناك آلية دفاع أخرى مضادة للأكسدة للخلايا النجمية وهي إعادة تدوير الأسكوربات، والتي يمكن أن تتخلص بشكل مباشر من ROS وتعمل كعامل مساعد لـ إعادة تدوير فيتامين E و GSH المؤكسد [2].
يتم استخدام هذا الأسكوربات المعاد تدويره داخل الخلايا في الخلايا النجمية و/أو يتم إطلاقه في الفضاء خارج الخلية لتستخدمه الخلايا العصبية في آلية الدفاع المضادة للأكسدة. عندما يدخل حمض الأسكوربيك إلى الخلايا العصبية، فإنه يمنع استهلاك الجلوكوز ويحفز نقل اللاكتات. ينظم حمض الأسكوربيك مكوك اللاكتات بين الخلايا النجمية والخلايا العصبية [55]، وتنتج الخلايا العصبية الغلوتامات، مما يحفز إطلاق حمض الأسكوربيك من الخلايا النجمية أثناء النشاط التشابكي للجلوتامات [56،57].
في مسار Nrf2-Keap1-ARE، وهو نظام مضاد للأكسدة داخلي مهم في الجهاز العصبي المركزي، ينظم عامل النسخ المحفز لـ ROS العامل النووي للكريات الحمر 2-العامل 2 (Nrf2)، نظام GSH، نظام الثيوريدوكسين، وSOD [58]. يتم إنتاج Nrf2 ونشره في كل مكان للتحلل عن طريق الارتباط بالبروتين المرتبط بـ ECH الشبيه بـ Kelch 1 (Keap1) في ظل الظروف القاعدية [59].
ومع ذلك، يتم تثبيط ارتباط Keap1 بـ Nrf2 عن طريق زيادة ظروف الإجهاد التأكسدي، وهذا يسمح لـ Nrf2 بالهروب من التدهور والتفاعل مع عناصر الاستجابة المضادة للأكسدة (AREs) في المحفزات الجينية [60،61].
تظهر الخلايا النجمية مستويات قاعدية ومحفزة أعلى من الارتباط بواسطة Nrf2 مقارنة بالخلايا العصبية [62]. بالإضافة إلى ذلك، يقوم ثلاثي بوتيل هيدروكينون (tBHQ) بتنشيط Nrf2 وإنزيماته المضادة للأكسدة، مثل الإنزيم المساعد المختزل/كينون أوكسيدوريدوكتيز 1 (NQO1)، في الخلايا النجمية، ولكن ليس في الخلايا العصبية [63].
Astrocytic Nrf2 هو المنظم الرئيسي للتوازن التأكسدي كما هو محدد من خلال ملاحظة أن الخلايا النجمية Nrf2 - / - لديها استجابات التهابية أكثر شدة. علاوة على ذلك، ينظم مستقبل الدوبامين D2 النجمي تخليق GSH عبر معاملات Nrf2 في الجسم الحي [64،65].
For more information:1950477648nn@gmail.com
