Krossræða milli tauga- og glialfrumna í oxunaráverka og taugavörn 3. hluti

4. Microglia

4.1. Microglia í heilanum

Microglia, sem hafa fjölmarga fína og hreyfanlega ferla sem skoða parenchymal umhverfið, eru um það bil 10% af miðtaugakerfisfrumum. Hver örverufruma hefur sitt yfirráðasvæði, sem er um það bil 50 µm í þvermál [66].

Microglia eru tegund taugafrumna sem gegna mikilvægu hlutverki í heila okkar. Þeir fjarlægja úrgangsefni frá taugafrumum, viðhalda heilsu taugafrumna og auðvelda samskipti milli taugafrumna, sem allt er nauðsynlegt til að viðhalda minni.

Meðal örvera er tegund fruma sem kallast „astrocyt“, sem hefur sérstaka lögun og virkni. Þeir fylgjast með og stjórna tengingum milli taugafrumna og hjálpa heilanum okkar að vinna úr upplýsingum á skilvirkari hátt. Þetta er svipað og umsjónarmaður tölvuherbergis sem fylgist stöðugt með tengingarstöðu netkapla og snúra til að tryggja hnökralaust flæði alls netsins.

Rannsóknir sýna að microglia taka einnig þátt í ferli náms og minni. Þeir losa taugaboðefni, auðvelda samskipti milli taugafrumna og auka minnisstyrkingu og endurheimt. Á sama tíma getur microglia einnig stuðlað að myndun nýrra tenginga milli taugafrumna og þar með bætt minnisgetu.

Þess vegna er lykillinn að því að viðhalda minni að viðhalda heilsu og fjölda örvera í heilanum. Við getum stuðlað að myndun og viðhaldi microglia með því að huga að mataræði, hreyfa sig á viðeigandi hátt og viðhalda góðu hugarfari. Aðeins með því að viðhalda góðri virkni örvera getur heilinn okkar verið ungur, heilbrigður og sterkur. Minni mun náttúrulega batna. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola getur líka stjórnað jafnvægi taugaboðefna eins og aukið magn asetýlkólíns og vaxtarþætti. Þessi efni eru mjög mikilvæg fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche deserticola einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái nægileg næringarefni og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á vita bætiefni til að bæta minni

Microglia, nefnd átfrumur í miðtaugakerfi, eru langlífar og sjálfendurnýjanlegar frumur. Í heilbrigðum heila hafa örverur afbrigðilega formgerð og eru í „róandi“ eða „hvíld“ ástandi [67].

Microglial ferli gangast undir samfellda hringrás framlengingar og afturköllunar, skanna umhverfi sitt fyrir truflun á heilajafnvægi og kerfisbundið taugamót til að fylgjast með og stjórna taugavirkni með sérstöku merkjakerfi [68,69]. Microglia breyta formgerð sinni úr hvíldarástandi í viðbragðsástand ameboid meðan á meinafræðilegu heilaástandi stendur.

Reactive microglia, sem þróast í phagocytic eða amoeboid microglia, hafa aukna frumulíkamsstærð, færri ferli, minni ferli lengd og greiningu og aukinn fjölda og fjölgun, sem gefur til kynna náin tengsl milli formfræði og virkni [70-73] (Mynd 2).

Microglia eru mjög næm fyrir umhverfismerkjum og bregðast við að viðhalda homeostatic svipgerð sinni á sjúkdómssértækan og heilasvæðissértækan hátt. Hvít- og gráefnis örglíur sýna mismunandi ónæmisstjórnun; heilaberki tengdir örverur gegna hlutverki í taugahrörnun og hvít-efnistengdar örverur gegna hlutverki í af-/remylínering [74].

Venjulega hamlar virkjun taugaboðefnaviðtaka bólguvirkjun örveru og hamlar framleiðslu óeðlilegra sameinda og óeðlilegrar styrks lífeðlisfræðilegra sameinda.

Þegar örverur hafa virkjað við heilaskaða eða sýkingu hefja örverur ónæmissvörun og framleiða nokkur frumulyf, efnafræði og vaxtarþætti, og stjórna tjáningu frumuyfirborðsviðtaka, svo sem toll-like viðtaka (TLR), átfrumuviðtaka, hreinsunarviðtaka og ýmsir viðbótarþættir [ 75,76]. Microglia tjá nokkra taugaboðefnaviðtaka, þar á meðal GABA, glútamat, dópamín og noradrenalín [66,77].

4.2. Microglia í oxunaráverka

Meðan á oxunarálagi stendur framleiðir virkjaðar örverur nokkra bólgumiðla, þar á meðal NO og súperoxíð, sem fara frjálslega yfir frumuhimnuna og virka sem merkjasameindir.

NO og súperoxíð geta myndað peroxýnítrít, sem veldur DNA sundrun og lípíðoxun og veldur taugadauða [78,79]. Í ræktuðum microglia er súperoxíðframleiðsla, sem er hvötuð af nítrötum/nítrítum (NOx), framkölluð af phorbol ester, og NO framleiðsla er örvuð með örvun iNOS við meðferð með bakteríulípópólýsykru (LPS) og interferóni (IFN) [80,81 ].

Tjáning iNOS eftir inntrahippocampal meðferð með LPS var framkölluð hraðar í microglia en inastrocytes, og lægri styrkur LPS var krafist fyrir iNOS örvun í microgliathan í stjörnufrumum [82,83].

Að auki er arginín vel þekkt lífeðlisfræðilegt hvarfefni NOS. Virkjað microglia með ófullnægjandi magni af arginíni leiðir til iNOS-miðlaðrar framleiðslu á NO og súperoxíði, sem mynda eitrað peroxýnítrít [84]. Framleiðslu iNOS eða virkjun NOx ein og sér veldur ekki verulegum skaða á microglia, en samtímis framleiðsla á súperoxíði og NO með NOx og iNOS hefur möguleika á að skaða microglia [85,86].

Í virkjuðum míkróglíum sem mynda súperoxíð við virkjun NOx, verða súrefnis- og H2O2-gildi fljótt í ójafnvægi og geta haft áhrif á virkni míkrógljáa. ROS auðveldar átfrumnafrumur af amöbóttum míkróglíafrumum og eykur blöðrumyndun, sem sást við meðferð á míkróglafrumum með H2O2 [87]. Microglia-afleidd ROS getur skemmt aðliggjandi heilafrumur.

Þess vegna eru míkróglíumfjölgun og ROS framleiðsla hugsanleg lækningaleg markmið sem geta verndað heilann gegn oxunarskemmdum og taugahrörnunarsjúkdómi [88].

4.3. Microglia-miðlað andoxunarefni vörn

Til að koma í veg fyrir oxunarálag af völdum ROS, innihalda microglia háan frumuþéttni GSH og tjá og stjórna fjölbreyttum andoxunarensímum, þar á meðal SOD, GPx, GR og katalasa.

Heilafrumuræktanir merktar með flúrljómun sýndu að microglia tjá hærra magn af GSH en aðrar frumugerðir í rottuheilanum [89]. Þessi hái styrkur GSH innanfrumu í microglia stuðlar að andoxunarvarnarkerfi þess gegn róttækum og peroxíðmiðluðum skemmdum. Örvökvaræktir örvaðar með TNF sýndu tvisvar sinnum meira GSH en óörvaðar örvökvaræktanir [90].

Hins vegar var frumu-GSH innihaldið lægra í microglia meðhöndluð með LPS/IFN, sem veldur iNOS framleiðslu, en GSH-innihald hvatbera var óbreytt [91]. Þannig sýnir örglía-GSH innihald tvíundaráhrifa, þar sem það eykst við endurbætur á myndun GSH og minnkar við hraðari GSH-neyslu, allt eftir tegund örvunar.

SOD, annað andoxunarensím, sást með ónæmisfrumnaefnafræðilegri litun í virkjaðri örveru eftir meðferð með kínólínsýru en fannst ekki í örveru við grunnskilyrði [92,93]. Sértæk virkni MnSOD er ​​20 og 4 sinnum meiri í ræktuðum örfrumum en í ræktuðum stjarnfrumum og fáfrumum, í sömu röð [94]. Í örmeðhöndlun með LPS/IFN eða TNF til að framkalla oxunarálag, var tjáning MnSOD í hvatberum uppstýrt, sem bætti getu frumna til að brjóta niður hvatbera ofuroxíð [90,95].

Aukin SOD virkni í virkjaðri örveru dregur úr hættu á frumuskemmdum af völdum ofuroxíðafleiddra hýdroxýlradíkala og peroxýnítríts. Uppstjórnun GSH peroxidasa (GPx) í microglia er einnig mikilvægur búnaður gegn oxunarálagi. Sérstök virkni GPx og GSH redúktasa (GR) er marktækt meiri í microglia en í taugafrumum [96-98].

Hins vegar var sértæk virkni katalasa svipuð og/eða aðeins lægri í microglia en í öðrum tegundum heilafrumna, þar á meðal taugafrumum, stjarnfrumur og oligodendrocytum [97,99]. Þrátt fyrir að microglial GSH disulfide (GSSG) aukist í næstum 30% af heildar frumu GSH eftir útsetningu fyrir H2O2, er microglial GSSG varla greinanlegt við grunnskilyrði [98.100].

5. Neuron-Glia Crosstalk í andoxunarvarnarbúnaðinum

Taugafrumur eru háðar stöðugu framboði glúkósa og súrefnis utan frá heilablóðflæði heilans, jafnvel þó að þær komist ekki beint í snertingu við öræðar. Hins vegar eru 99% af háræðayfirborði heilans þakið ferli enda-fóta stjarnanna, sem gefur til kynna að taugafrumur verði að hafa samskipti við stjarnfrumur til að taka á móti nauðsynlegum efnum frá heilarásinni [101].

Krosstal milli stjarnfrumna og taugafrumna er nauðsynlegt fyrir taugavarnarvörn gegn ROS. Virkjaðar stjörnufrumur sýna tvíhliða eiginleika eins og A1 og A2 stjörnufrumur. A1 stjarnfrumur leiða til taps á taugafrumum með því að stuðla að bólgu í gegnum NF-kB pathway, sem missir getu til að vernda taugafrumur og stjórna taugamyndun [102,103].

A2 stjarnfrumur stuðla að lifun taugafrumna í gegnum Janus kínasa/merkjaskynjarann ​​og virkja umritunar 3 (JAK-STAT3) merkjaferilsins með því að hækka taugakerfisþætti [104]. Taugafrumur framleiða glútamat, sem örvar losun askorbats frá stjarnfrumum við glutamatergic taugamótavirkni og síðan inn í taugamótavirkni. taugafrumur hindra neyslu glúkósa og örva flutning laktats.

Andoxunar- og efnaskiptasamspili taugafrumna og stjarnfrumna er lýst á mynd 3. Stjörnufrumur bera ábyrgð á viðhaldi og stuðningi taugafrumna með því að stjórna oxunarálagi með GSH framleiðslu og umbreytingu glúkósa í laktat, sem tryggir orkulegan stuðning taugafrumna [105]. Innra andoxunarefni GSH , sem er framleitt í bæði taugafrumum og stjarnfrumum, virkar sem óháður ROS-hreinsiefni og sem hvarfefni fyrir andoxunarefni. Taugafrumur eru háðar GSH sem er aflað af stjarnfrumum, til dæmis eru taugafrumur háðar því að forvera GSH sé skutlað frá stjarnfrumum til taugafrumna. Cystein er hraðatakmarkandi hvarfefnið fyrir GSH nýmyndun og utanfrumu cystein er auðveldlega sjálfvirkt oxað í cystín [53].
Upptaka cystíns á sér stað með thecystín/glútamatskipta flutningsefni í stjarnfrumur, og síðan minnka stjarnfrumur cystínbak í cystein fyrir GSH nýmyndun. GSH hvarfast beint við ROS eða virkar sem hvarfefni fyrir GSH S-transferasa eða GSH peroxidasa [50]. Fyrir skilvirka notkun utanfrumu cystíneas, forvera cysteins, eru taugafrumur háðar stjarnfrumur til að útvega cystein, jafnvel þó taugafrumur geti myndað GSH [54,106].

Sýnt hefur verið fram á að magn GSH í taugafrumum er marktækt hærra þegar það er ræktað með stjarnfrumur [107]. Við oxunarstreitu af völdum H2O2-, verndar noradrenalínmeðferð taugafrumum með því að auka framboð GSH frá stjarnfrumum til taugafrumna með örvun á beta3-adrenviðtaka í stjarnfrumum [108]. Önnur víxlverkanir milli taugafrumna og stjarnfruma sem tengjast andoxunarvirkni eru ma stjarnfrumu-tauga-laktat skutla og endurvinnsla askorbats [55]. Stjörnufrumur gegna mikilvægu hlutverki við að tengja taugavirkni og upptöku glúkósa í heila í gegnum anastrocyte-tauga lactate shuttle [109].

Taugavirkni kallar á umbrot glúkósa inastrocytes; glúkósa er breytt í pýrúvat með glýkólýsu og breytt í laktat, sem losnar úr stjarnfrumum og tekið upp af taugafrumum til oxandi fosfórunar. Askorbat sem er einbeitt í heilanum er losað úr glial lónum inn í utanfrumurýmið og tekið upp af taugafrumum. Mjög virkjaðar taugafrumur mynda ROS, sem oxar askorbattódehýdróaskorbínsýru (DHA) og hreinsar ROS með því að taka upp askorbat [110,111].

Mynd 3. Þessi skýringarmynd sýnir víxlun taugafrumna og gljáa sem tekur þátt í taugavörn og varnarkerfi andoxunarefna. Stjörnufrumur-taugafrumur: Stjörnufrumur innihalda ýmsar andoxunarsameindir, þar á meðal glútaþíon (GSH), askorbat, E-vítamín (VE) og ROS-afeitrandi ensím , eins og GSH S-transferasa, GSH peroxidasi, thioredoxin redúktasa og katalasa.

Stjörnufrumur varpa endafótum á yfirborð heilaháræða þannig að stjarnfrumur stjórna hreyfingu sameinda og frumna milli æðahólfanna og heilans. Í laktatskutlunni styðja stjarnfrumur taugafrumum með því að stjórna umbreytingu glúkósa í laktat, sem tryggir orkulegan stuðning taugafrumna. Taugavirkni kveikir á umbrotum glúkósa í stjarnfrumum. Glúkósa breytist í pýrúvat með glýkólýsu og í laktat, sem losnar úr stjarnfrumum og tekið upp af taugafrumum (blá ör).

Stjörnufrumur geta myndað GSH með virkjun Nrf2 og geta skutlað GSH-forverum til taugafrumna fyrir GSH nýmyndun. Stjörnufrumur losa GSH út í utanfrumurýmið og taugafrumur taka upp GSH beint eða nota utanfrumu amínópeptidasa N til að mynda glýsín og cystein (svört ör). Við upptöku glútamats og endurvinnslu fer glútamat frá taugamótarýminu inn í stjarnfrumur í gegnum EAAT og breytist með glútamínsyntetasa (GS) í óvirkt glútamín. Eftir losun þess og innflutning í taugafrumum er hægt að breyta glútamíni aftur í glútamat (rauð ör).

Endurunnið askorbat getur beint hreinsað ROS og virkað sem samþáttur fyrir endurvinnslu á oxuðu vE og GSH. Stjörnufrumur taka upp dehýdróaskorbínsýru (DHA), oxunarafurð askorbats, úr utanfrumurýminu og endurvinna hana til baka toaskorbínsýru. Stjörnufrumur fanga og flytja umfram K+ utanfrumu til stjarnfrumusyncytium í gegnum Na+/K+ ATPase. Nrf2 örvun á glútamat cystein lígasa (GCL) eykur myndun GSH í stjörnufrumum og GSH er síðan flutt út í utanfrumumiðilinn.

Stjörnufrumur taka einnig þátt í málmbindingu í heilanum til að koma í veg fyrir myndun sindurefna með redoxvirkum málmum. Microglia-taugafrumur: Microglia innihalda háan frumu GSH styrk og tjá og stýra fjölbreyttum andoxunarensímum. Tjáningu klassískra andoxunarpróteina er stjórnað af Nrf2 inmicroglia. Heme súrefniasi-1 (HO-1), andoxunarensím sem stýrt er upp af Nrf2, hindrar virkjun NOX2.

Fractalkine (FKN) er aðallega tjáð í taugafrumum, og microglia og taugafrumur tjá eingöngu fractalkine viðtakann (CX3CR1); þetta er áhugaverður merkjaás fyrir samskipti. Skammstafanir: ARE, andoxunarefnisviðbragðsþáttur;ASC, askorbat; ApoE, apólípóprótein E; xCT, cystein-glútamat skipti; Cys, systein; DHA, dehýdróaskorbínsýra;DMT1, tvígildur málmflutningsmaður; EAAT, örvandi amínósýruflutningsefni; mFKN, himnubundið fractalkine; sFKN,leysanlegt fractalkine; CX3CR1, fractalkine viðtaki; Glc, glúkósa; GLUT, glúkósaflutningstæki; Glu, glútamat; Gln, glútamín;GSH, glútaþíon; GCL, glútamat-cystein ligasi; GS, glútamín syntetasi; GLAST, glútamat aspartat flutningsefni;GLT1, glútamat flutningsefni 1; Glý, glýsín; HO-1, hem súrefnisasi-1; JNK, c-Jun amínóendakínasi; LRP, lípópróteinviðtakatengt prótein; MCT, mónókarboxýlat flutningsefni; Nrf2, kjarnarauðartengdur þáttur 2; Pyr, pyruvat; SVTC-2,natríumháður flutningsmaður; TRPC, skammvinn viðtakamöguleiki kanónískur.

Í taugaboðefnum veldur oförvun með glútamati örvunareitrun, sem tekur þátt í meingerð margra heilasjúkdóma. Stjörnufrumur nota tvo aðalflutningsaðila, örvandi amínósýruflutninga1 (EAAT1)/glútamat aspartat flutningsaðila (GLAST) og EAAT2/glútamat flutninga-1 (GLT1), til að taka upp glútamat og skila glútamat til taugafrumna í gegnum hið vel þekkta glútamat–glútamín. hringrás sem felur í sér stjarnfrumu-sértæka ensímið glútamínsyntetasa (GS), sem breytir glútamíni inn í toglútamat.

Ef ekki tekst að umbreyta glútamíni aftur í glútamat, myndu glútamatsafnið í presynaptic endingar fljótt tæmast og örvandi taugaboð raskast [112,113]. Ófullnægjandi framboð af glútamíni til GABAergic taugafrumna veldur GABAergic truflun [114,115]. Glútamín í stjarnfrumum er mikilvægt fyrir endurnýjun GABA með glútamat decarboxylasa, þekktur sem GABA-glútamín hringrás, í GABAergicneurons [116].

Taugavirkni og verkunarmöguleikar auka utanfrumu K+ í takmörkuðu rými og leiða til oförvunar himnugetu þegar þétt stjórnunarkerfi eru fjarverandi [117]. Stjörnufrumur hafa mikinn fjölda K+ rása í himnu og mikla K+ gegndræpi [118,119]. Stjörnufrumur fanga og flytja umfram K+ utanfrumu til stjarnfrumusyncytium í gegnum Na+/K+ ATPase.

Stjörnufrumur stjórna einnig Ca2+ styrk innan taugafrumna með kalsíumboðum stjarnfrumna og stjörnufrumu-taugavíxlun. Taugavirkjun, sem veldur lækkun á utanfrumu Ca2+, kallar fram tímabundnar breytingar í gegnum Ca2+ /Na+skipta í stjarnfrumur og myndar stjarnfrumu Ca2+ bylgju sem breiðist út frá umfrymi inn í utanfrumurýmið [120,121].

Stjörnufrumur eru einnig mjög vélnæmar og lækkun á Ca2+ utanfrumu vegna taugamótunarvirkni leiðir til losunar ATP úr stjarnfrumum um opnun á connexin 43 hálfrásum [122–124]. Taugavirkni getur framkallað efnaskiptabreytingar í stjarfrumum með tvöföldum Na+ og Ca2+ boð, sem koma af stað virkjun glúkósa og glýkólýsu til að styðja við starfsemi taugafrumna. Stjörnufrumuefnaskipti eru í samræmi við mikla efnaskiptaþörf frá taugafrumum [125,126].

For more information:1950477648nn@gmail.com