Gliotransmitter - Gliotransmitter

Gliotransmitterlar bor kimyoviy moddalar ozod qilingan glial hujayralar neyronlar va boshqa glial hujayralar o'rtasidagi neyronal aloqani osonlashtiradigan. Ular odatda Ca dan indüklenir2+ signal berish,[1] so'nggi tadqiqotlar Ca ning rolini shubha ostiga qo'ygan bo'lsa-da2+ gliotransmitterlarda va umuman neyronal signalizatsiyadagi gliotransmitterlarning dolzarbligini qayta ko'rib chiqishni talab qilishi mumkin.[2]

Gliotransmitterlar har qanday glial hujayradan chiqarilishi mumkin, shu jumladan oligodendrotsitlar, astrotsitlar va mikrogliya, ular asosan astrositlardan ajralib chiqadi. Astrotsitlar ishonadi bo'shliqqa o'tish joylari birikish uchun va yulduzga o'xshash shaklga ega, bu ularga miyaning turli mintaqalarida ko'plab boshqa sinapslar bilan aloqa qilish imkonini beradi. Ularning tuzilishi, shuningdek, ularni ikki tomonlama signal berishga qodir. Taxminlarga ko'ra, astrotsitlar 100000 dan ortiq sinaps bilan aloqa qilishlari mumkin, bu ularga sinaptik uzatishda muhim rol o'ynaydi.[1] Glyotransmisyon birinchi navbatda astrotsitlar va neyronlar o'rtasida sodir bo'lsa, gliotransmisyon bu ikki hujayra turi bilan chegaralanmaydi.[3] Markaziy asab tizimidan tashqari, gliotransmisyon motor nerv terminallari va Shvann hujayralari periferik asab tizimida. Glyotranslyatsiyaning yana bir paydo bo'lishi retinada joylashgan glial hujayralar o'rtasida sodir bo'ladi Myuller hujayralari va retinal neyronlar.[3]

Funktsiya

"Glia" so'zi olimlar orasida ushbu hujayralar asab signalizatsiyasida passiv rol o'ynaydi, faqat miya ichidagi neyronlarning tuzilishi va qo'llab-quvvatlashi uchun javobgardir degan asl e'tiqodni aks ettiradi.[4] Glial hujayralar harakat potentsialini vujudga keltira olmaydi va shuning uchun markaziy asab tizimida muhim va faol kommunikativ rol o'ynaydi deb gumon qilinmagan, chunki neyronlar orasidagi sinaptik uzatish harakat potentsiali bilan boshlanadi. Ammo, tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bu hujayralar Ca ning hujayra ichidagi konsentratsiyasining o'zgarishi bilan qo'zg'aluvchanlikni namoyon qiladi2+. Gliotranslyatsiya glial hujayralar Ca ning o'zgarishi bilan qo'zg'aluvchanlikni keltirib chiqarishi tufayli yuzaga keladi2+ konsentratsiyalar. Ca konsentratsiyasining o'zgarishi2+ ventrobazal (VB) talamusning qo'shni neyronlarida o'lchanadigan NMDA retseptorlari vositachiligidagi neyronlarning oqimlari bilan bog'liq.[3] Glial hujayralar miyadagi neyronlardan ustun bo'lib, markaziy asab tizimidagi barcha hujayralarning 70% dan ortig'ini tashkil qilganligi sababli, astrotsitlar tomonidan chiqarilgan gliotransmitterlar markaziy asab tizimida va boshqa asab tizimlarida juda ta'sirli va muhim ahamiyatga ega. tanada.[5] Ushbu hujayralar nafaqat strukturaviy qo'llab-quvvatlash funktsiyalarini bajaradilar, balki kirishlarni qabul qilish, ma'lumotlarni tartibga solish va kimyoviy signallarni yuborish orqali neyronlar, mikrogliyalar va boshqa astrotsitlar bilan hujayradan hujayraga aloqada qatnashishlari mumkin.[5] Ca2+ astrositadan olingan signal miyada qon aylanishini boshqarishda ham ishtirok etishi mumkin.[3]

Glyotransmitterlarning sinaps rivojlanishini boshqarishi va sinaptik funktsiyani tartibga solishi isbotlangan va ularning tarqalishi astrotsitlarda parakrin ta'sirlarga hamda neyrotranslyasiyani boshqarilishiga olib kelishi mumkin.[1] Glyotransmitterning ta'rifi nafaqat glial hujayralardagi mavjudligi bilan belgilanadi, balki boshqa omillar, shu jumladan metabolizm yo'li bilan ham belgilanadi.[6] Shuningdek, gliotransmitterlarning vazifasi ularning turiga qarab turlicha bo'ladi va har bir gliotransmitterning o'ziga xos nishon retseptorlari va harakatlari mavjud.

Glial hujayralar markaziy asab tizimidagi gormonal va neyroendokrin funktsiyalarda muhim ahamiyatga ega va uxlash, bilish, sinaptik funktsiya va plastisitda faol rol o'ynaydi va shikastlangan asab to'qimalarining remielinatsiyasi va tiklanishiga yordam beradi.[4] Boshqa funktsiyalarga neyrosekretor neyronlarning regulyatsiyasi va gormonlar chiqarilishi kiradi.

Gliotransmitterlarning turlari

Astrotsitlardan chiqarilgan gliotransmitterlarning asosiy turlariga kiradi glutamat va ATP. Glutamat - bu markaziy asab tizimidagi asosiy qo'zg'atuvchi nörotransmitter bo'lib, uni sitozol Ca ni oshirish qobiliyati tufayli gliotransmitter sifatida ham aniqlash mumkin.2+ astrotsitlardagi konsentratsiyalar.[7][8] Uning asosiy maqsad retseptorlari tarkibiga Kainat retseptorlari, metabotropik glutamat retseptorlari (mGluRs) va ayniqsa N-metil D-aspartat retseptorlari (NMDAR) kiradi.[1][9] NMDARlar glutamaterjik retseptorlari bo'lib, ular sinaptik plastisiyada muhim rol o'ynaydi.[1] Ushbu gliotransmitterning boshqa funktsiyalari orasida sinxron depolarizatsiya, postsinaptik oqimlarning chastotasini oshirish, shuningdek, AMPA retseptorlariga bog'liq bo'lgan postsinaptik oqimlarning tarqalishi va chastotasini oshirish kiradi.[1] NMDARlar magniy tomonidan to'sib qo'yilgan voltajli kanal retseptorlari tomonidan boshqariladi.[7] Magnezium blokini olib tashlaydigan hujayraning depolarizatsiyasi va shu sababli ushbu retseptorlarni faollashtirishi tufayli kaltsiy NMDAR kanallari orqali kirishi mumkin.[7]

ATP astrotsitlardan ajralib chiqadigan va neyronlarning faoliyatini to'xtatadigan gliotransmitterdir. ATP P2X retseptorlari, P2Y va A1 retseptorlarini nishonga oladi.[1] ATP gliotransmitter sifatida bir qancha funktsiyalarga ega, jumladan postsinaptik terminalga AMPA retseptorlarini kiritish, astrotsitlarda kaltsiy to'lqinlari orqali parakrin faolligi va sinaptik uzatishni bostirish.[1] Neyronlarning faolligi retinada molekulaning ATP dan adenozinga o'tish orqali neyronni giperpolarizatsiya qilish qobiliyati bilan boshqariladi.[8] ATP gliotransmitterlar ishlab chiqarishni ko'paytiradigan purinergik retseptorlarni faollashtirish uchun shikastlanganda hujayradan tashqaridagi bo'shliqqa kirib, neyroinflamatsiyani va remielinatsiyani engillashtiruvchi rol o'ynaydi.[10] Astrotsitlardan ATP ajralib chiqish mexanizmi yaxshi tushunilmagan. ATP vositachiligidagi gliotransmisyonning kaltsiyga bog'liqligi yoki yo'qligi noma'lum bo'lsa-da, ATP chiqishi qisman Ca ga bog'liq deb ishoniladi.2+ va SNARE oqsillar va bir nechta yo'llarni o'z ichiga oladi, ekzotsitoz esa ozod qilishning tavsiya etilgan usuli hisoblanadi.[5][8]

Boshqa kamroq tarqalgan gliotransmitterlarga quyidagilar kiradi:

Uyali aloqadan uyali aloqa

Nörotransmisyon neyronlar o'rtasida ma'lumot almashinuvi deb ta'riflangan bo'lsa, gliotransmisyon nafaqat astrotsitlar orasida, balki astrotsitlar, neyronlar va mikrogliyalar o'rtasida ham sodir bo'ladi.[5] Astrotsitlar o'rtasida "Ca[2+] to'lqin ”faoliyatini ular bir-biri bilan aloqada bo'lmagan taqdirda ham boshlash mumkin, bu esa gliotransmitterlarning chiqarilishini rag'batlantiradi.[5]

Glyotransmission ikki turdagi glial hujayralar orasida ham sodir bo'lishi mumkin: astrotsitlar va mikrogliyalar.[5] Astrositning hujayra ichidagi matritsasi ichidagi kaltsiy to'lqinlari hujayradan tashqari matritsada ATP borligi bilan mikrogliyada javobni keltirib chiqarishi mumkin. Bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, mexanik stimulyatsiya tufayli astrotsitlar ATPni chiqarib yubordi va bu o'z navbatida mikrogliyadagi kechiktirilgan kaltsiy reaktsiyasini keltirib chiqardi, bu esa astrotsitlar-mikrogliyalar aloqasi ATP vositachiligida bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi.[5]

Astrotsitlar va neyronlar o'rtasidagi aloqa neyronlarning ishlashida juda muhimdir.[5] "Uch tomonlama sinaps" bu astrotsitlar va neyronlar o'rtasidagi hujayralararo aloqaning eng keng tarqalgan namunasidir va ikkita neyron va bitta astrotsitning pre-va postsinaptik terminallarini o'z ichiga oladi. Astrotsitlar neyronlarning ba'zi presinaptik funktsiyalarini inhibe qilganligini ko'rsatadigan, odatda, neyronlarga qo'zg'atuvchi ta'sir ko'rsatadigan glutamat yoki xususan chiqarilgan gliotransmitter turiga qarab sinaptik uzatishni hayajonli yoki inhibe qiluvchi sinaptik uzatishni modulyatsiya qilish qobiliyatiga ega.[5]

Uch tomonlama sinaps

Asosiy maqola: Uch tomonlama sinaps

Glyotransmitterlarning kaltsiyning ko'tarilishi orqali chiqarilishi sinaptik uzatishni keltirib chiqarishi "uch tomonlama sinaps" g'oyasiga olib keladi.[12] Uch tomonlama sinaps astrotsitlar va sinapslarning lokalizatsiyasini o'z ichiga oladi va bu sinapsning fiziologiyasining kontseptsiyasi bo'lib, unda sinapsning uch qismi mavjud: presinaptik terminal, postsinaptik terminal va ular orasidagi astrosit.[3] Uch tomonlama sinapsning bitta modelida astrosit postsinaptik terminalga o'ralgan presinaptik va postsinaptik terminallar bir-biriga qo'shni holda joylashganligi ko'rsatilgan.[1] Shu bilan birga, uch tomonlama sinapsning uchta elementining lokalizatsiyasi va fazoviy tarqalishi miyaning turli mintaqalarida turlicha. Astrosit va presinaptik terminal o'rtasidagi kaliy kanallari K + ionlarini chiqarishga va neyronal faollikdan so'ng to'planishdan saqlanishga imkon beradi. Shuningdek, neyrotransmitterlarning presinaptik pufakchalardan chiqarilishi astrositdagi metabotropik retseptorlarni faollashtiradi, bu esa hujayradan glositransmitterlarning astrositlarning ajralishini keltirib chiqaradi.[1]

Astrosit ikki tomonlama, ya'ni oldindan va postsinaptik elementlar bilan aloqa o'rnatishi va ma'lumot almashishi mumkinligini anglatadi. Aloqa asosan Ca ning o'zgarishi bilan boshqariladi2+ kontsentratsiyasi, astrosit ichidagi qo'zg'aluvchanlikni keltirib chiqaradi.[3] Insonning tashqi va ichki muhitdagi o'zgarishlarga javob berish qobiliyati uch tomonlama sinapsning gormonal regulyatsiyasi tufayli ortadi.[4]

Sog'liqni saqlash va kasallikdagi rollar

Glyotranslyatsiyaning ko'payishi epilepsiya, pasayish esa shizofreniya kasalligiga sabab bo'lishi mumkin deb ishoniladi.[1] Bundan tashqari, astrotsitlar sonini hisoblash foydali ekanligi isbotlandi; depressiyaga chalingan bemorlarda astrosit hujayralari soni pastligi ko'rsatilgan. Glyotranslyatsiya va nevrologik kasalliklar o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni yanada o'rganish va tushunish miyada terapevtik davolanish uchun yangi maqsadlarga olib kelishi mumkin.[1] Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, astrotsitlar tomonidan boshqariladigan NMDAR stimulyatsiyasining kuchaygan va kamayganligi turli neyrodejenerativ kasalliklarda rol o'ynaydi. Bularga Altsgeymer, Parkinson va Xantington kasalliklari hamda shizofreniya, qon tomir va epilepsiya kiradi.[6]

Ba'zi buzilishlar, xususan, shizofreniya va epilepsiya qisman gliotransmisyon va kaltsiyning qo'zg'aluvchanligi darajalariga bog'liq bo'lishi mumkin deb ishoniladi.[1] Shizofreniya glutamat gipotezasi deb ataladigan bir nazariya shuni ko'rsatadiki, presinaptik terminalda NMDARlarning disfunktsiyasiga olib keladigan glutamat etishmovchiligi shizofreniya alomatlarini keltirib chiqaradi. Tadqiqot natijalariga ko'ra, NMDARlarning ushbu gipofunktsionalligi D-serin tomonidan osonlashtirilgan gliotransmisyonning past miqdori tufayli yuzaga kelgan. Yaqinda D-serin va serin rasemaza deyarli faqat neyronlarda uchraydi, bu esa D-serinning gliotransmitter rolini qo'llab-quvvatlamaydi. NMDARning bog'lanish joyi uchun agonist rolini o'ynaydigan sikloserinning shizofreniya bilan og'rigan bemorlarni davolashda ishlatilishi glutamat gipotezasini yanada qo'llab-quvvatlaydi. Epilepsiya holatida glutamat sinxron depolarizatsiyada rol o'ynashi ma'lum.[1] Bu tadqiqotchilarga epileptik ajralmalarning qo'zg'alishi glutamat vositachiligidagi gliotransmisyon sabab bo'lishi mumkin degan fikrga olib keldi. Ba'zi tadkikotlar shuni ko'rsatadiki, gliotransmissatsiya natijasida yuzaga kelgan barcha qo'zg'alishlar epileptik ajralishga olib keladi, ammo bu epileptiform faollik uzunligini kuchaytirishi mumkin.[1]

5 ta birinchi aytib o'tilgan transmitterlar birinchi navbatda qo'zg'atuvchidir va shuning uchun ko'p miqdorda ifoda etilganda eksitotoksiklik orqali asabiy apoptozga olib kelishi mumkin.[1] Neyrodejenerativ kasalliklardan, hech bo'lmaganda Altsgeymer kasalligi uchun neyronlar sonining bir vaqtning o'zida pasayishiga olib keladigan glial faollashuv va miqdori (gliya va astrositlar) ko'payishiga ishora qiluvchi dalillar mavjud.[13] Altsgeymer kasalligida miya omurilik suyuqligida hujjatlashtirilgan gliotransmitter TNFning ortiqcha miqdori ushbu kasallikning patogenezida, ehtimol TNF tomonidan modulyatsiya qilingan sinaptik mexanizmlarni tartibga solishda muhim rol o'ynaydi deb taxmin qilinadi.[14]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d e f g h men j k l m n o p Halassa, M; Fellin, T; Xeyden, P (2006). "Uch tomonlama sinaps: sog'liq va kasallikdagi gliotransmisyon uchun rollar". Molekulyar tibbiyot tendentsiyalari. 13 (2): 54–63. doi:10.1016 / j.molmed.2006.12.005. PMID  17207662.
  2. ^ Agulxon, C .; Fiacco, T.A .; Makkarti, K.D. (2010). "Gipokampalning qisqa va uzoq muddatli plastisitatsiyasi astrosit Ca2 + signalizatsiyasi bilan modulyatsiya qilinmaydi". Ilm-fan. 327 (5970): 1250–4. doi:10.1126 / science.1184821. PMID  20203048. S2CID  14594882.
  3. ^ a b v d e f Parea, G.; Araque, A. (2005). "Astrositlar kaltsiy signalining sinaptik regulyatsiyasi". J asabiy transm. 112 (1): 127–135. doi:10.1007 / s00702-004-0170-7. hdl:10261/154081. PMID  15599611. S2CID  23182200.
  4. ^ a b v Garsiya-Segura, Luis M.; Makkarti, Margaret M. (2004). "Minireview: Gliyaning neyroendokrin funktsiyasidagi roli". Endokrinologiya. 145 (3): 1082–1086. doi:10.1210 / en.2003-1383. PMID  14670989.
  5. ^ a b v d e f g h men Koyzumi, S; Fujishita, K; Inoue, K (sentyabr 2005). "Astrositik ATP vositachiligida hujayradan hujayraga aloqani tartibga solish". Purinergik signal. 1 (3): 211–217. doi:10.1007 / s11302-005-6321-y. PMC  2096541. PMID  18404506.
  6. ^ a b Oliet, Stefan XR.; Mothet, Jan-Per (2006). "D-serin vositachiligidagi gliotransmisyon uchun molekulyar determinantlar: chiqarilishdan funktsiyagacha". Glia. Wiley InterScience. 54 (7): 726–737. doi:10.1002 / glia.20356. PMID  17006901.
  7. ^ a b v Martino, Magali; Boks, Jerar; Mothet, Jan-Per (2006). "Markaziy glutamaterjik sinapslarda gliotransmisyon: sahnada D-serin". Purinergik signalizatsiya. 1: 211–217.
  8. ^ a b v Chjan, Q .; Xaydon, P.G. (2005). "Asab tizimidagi gliotransmisyon uchun rollar". J asabiy transm. 112 (1): 121–125. doi:10.1007 / s00702-004-0119-x. PMID  15599610. S2CID  26667398.
  9. ^ D'Ascenzo, Marchello; Fellin, Tommaso; Terunuma, Miho; Revilla-Sanches, Rakel; Meaney, Devid F.; Oberson, Iv P.; Moss, Stiven J.; Xaydon, Filipp G. (2007). "mGluR5 akumbens yadrosidagi gliotransmissiyani rag'batlantiradi". Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (6): 1995–2000. doi:10.1073 / pnas.0609408104. PMC  1794302. PMID  17259307.
  10. ^ Uolter, Liza; Dinx, Tien; Stella, Nefi (2004). "ATP astrotsitlar tomonidan 2-araxidonoylgliserol ishlab chiqarishning tez va aniq oshishiga olib keladi, bu javob monoatsilgliserol lipazasi tomonidan cheklangan". Neuroscience jurnali. 24 (3): 8068–8074. doi:10.1523 / jneurosci.2419-04.2004. PMC  6729797. PMID  15371507.
  11. ^ 15
  12. ^ Araque, A; Parpura, V; Sanzgiri, RP; Xaydon, PG (1999). "Uch tomonlama sinapslar: glia, tan olinmagan sherik". Neurosci tendentsiyalari. 22 (5): 208–215. doi:10.1016 / s0166-2236 (98) 01349-6. PMID  10322493. S2CID  7067935.
  13. ^ Rivera, EJ; Goldin, A; Fulmer, N; Tavares, R; Wands, JR; de la Monte, SM (2005). "Altsgeymer kasalligining rivojlanishi bilan insulin va insulinga o'xshash o'sish omilining ifodasi va funktsiyasi yomonlashadi: atsetilxolinning miyadagi pasayishiga bog'liqlik". J Altsgeymerlar kasalligi. 8 (3): 247–268. doi:10.3233 / jad-2005-8304. PMID  16340083.
  14. ^ Tobinik, E.; Gross, H. (2008). "Altsgeymer kasalligida perispinal etanerseptdan keyin og'zaki ravonlik va afaziyaning tez yaxshilanishi". BMC Neurol. 8: 27. doi:10.1186/1471-2377-8-27. PMC  2500042. PMID  18644112.