Астроциты: звездные клетки мозга и их функции.

Введение

Тип клеток мозга

Астроциты (от древнегреческого ἄστρον, "звезда" и κυτος, "ёмкость", "клетка"), также известные как астроглия, – это характерные звездообразные глиальные клетки мозга и спинного мозга. Они выполняют множество функций, включая биохимический контроль эндотелиальных клеток, формирующих гематоэнцефалический барьер, обеспечение нервной ткани питательными веществами, поддержание внеклеточного ионного баланса, регуляцию мозгового кровотока, а также участие в процессах восстановления и образования рубцовой ткани в мозге и спинном мозге после инфекций и травматических повреждений. Пропорция астроцитов в мозге точно не установлена; в зависимости от метода подсчёта, исследования показывают, что их доля варьируется в разных областях мозга и составляет от 20% до примерно 40% от всех глиальных клеток. Другое исследование сообщает, что астроциты являются наиболее многочисленным типом клеток в мозге. Аполипопротеин Е транспортирует холестерин из астроцитов в нейроны и другие глиальные клетки, регулируя клеточную сигнализацию в мозге. Данные указывают на то, что астроциты также передают сигналы нейронам посредством Ca2+ зависимого высвобождения глутамата. Эти открытия сделали астроциты важным направлением исследований в нейронауке.

Структура

Астроциты – это подтип глиальных клеток в центральной нервной системе, также известные как астроцитарные глиальные клетки. Имеющие звездчатую форму, они многочисленными отростками окружают синапсы, образованные нейронами. У человека одна астроцитарная клетка может взаимодействовать до 2 миллионов синапсов одновременно. Астроциты классически идентифицируются при гистологическом анализе; многие из этих клеток экспрессируют промежуточный филамент глиально-фибриллярного кислотного белка (GFAP). В центральной нервной системе существует несколько форм астроцитов, включая волокнистые (в белом веществе), протоплазматические (в сером веществе) и радиальные. Волокнистые астроциты обычно локализуются в белом веществе, содержат относительно мало органелл и характеризуются длинными неразветвленными клеточными отростками. Этот тип часто имеет астроцитарные концевые отростки, которые физически соединяют клетки с внешней стороной стенок капилляров при их близости. Протоплазматические астроциты – наиболее распространенная форма, встречающаяся в тканях серого вещества, обладающая большим количеством органелл и короткими, сильно разветвленными третичными отростками. Радиальные глиальные клетки располагаются в плоскостях, перпендикулярных оси желудочков. Один из их отростков прилегает к пиа-матери, а другой глубоко погружен в серое вещество. Радиальные глии присутствуют преимущественно в период развития, играя роль в миграции нейронов. Исключение составляют клетки Мюллера сетчатки и клетки глии Бергмана коры мозжечка, которые сохраняются и во взрослом возрасте. При близости к пиа-матери все три формы астроцитов отправляют отростки для формирования пиа-глиальной мембраны. Первые оценки энергопотребления в сигнализации серого вещества указывали на то, что 95% приходится на нейроны и 5% – на астроциты. Однако, после обнаружения большей эффективности потенциалов действия, энергетический баланс был скорректирован: 70% для дендритов, 15% для аксонов и 7% для астроцитов. Ранее считалось, что астроциты захватывают синаптический K⁺ исключительно через каналы Kir4.1. Однако сейчас известно, что они также используют Na⁺/K⁺ АТФазу. Учитывая этот активный буферный механизм, энергетические потребности астроцитов возрастают более чем на 200%. Это подтверждается 3D-реконструкциями нейропиля, указывающими на схожую плотность митохондрий в обоих типах клеток, а также данными клеточно-специфичной транскриптомики и протеомики, и скоростью цикла трикарбоновых кислот. Таким образом, "грам на грамм астроциты оказываются столь же энергозатратными, как и нейроны". Подобно спецификации нейронных клеток, канонические сигнальные факторы, такие как сонический ёж (SHH), фактор роста фибробластов (FGF), WNT и костные морфогенетические белки (BMP), предоставляют позиционную информацию развивающимся макроглиальным клеткам посредством морфогенных градиентов вдоль дорсально-вентральной, передне-задней и медиально-латеральной осей. В результате формирующегося паттерна вдоль нейрооси происходит сегментация нейроэпителия на домены-предшественники (p0, p1, p2, p3 и pMN) для различных типов нейронов в развивающемся спинном мозге. На основании ряда исследований, сейчас считается, что эта модель применима и к спецификации макроглиальных клеток. Исследования, проведенные Хохстимом и его коллегами, показали, что три различные популяции астроцитов происходят из доменов p1, p2 и p3. Эти подтипы астроцитов можно идентифицировать на основе экспрессии различных факторов транскрипции (PAX6, NKX6.1) и клеточных поверхностных маркеров (реэлин и SLIT1). Три идентифицированные популяции подтипов астроцитов: 1) дорсально расположенные астроциты VA1, происходящие из домена p1, экспрессирующие PAX6 и реэлин; 2) вентрально расположенные астроциты VA3, происходящие из p3, экспрессирующие NKX6.1 и SLIT1; и 3) промежуточные астроциты VA2, расположенные в белом веществе, происходящие из домена p2, экспрессирующие PAX6, NKX6.1, реэлин и SLIT1. После завершения спецификации астроцитов в развивающейся ЦНС, считается, что предшественники астроцитов мигрируют к своим окончательным позициям в нервной системе, прежде чем начнется процесс терминальной дифференцировки.

Astrocytes are a sub type of glial cells in the central nervous system. They are also known as astrocytic glial cells. Star shaped, their many processes envelop synapses made by neurons. In humans, a single astrocyte cell can interact with up to 2 million synapses at a time. Astrocytes are classically identified using histological analysis; many of these cells express the intermediate filament glial fibrillary acidic protein (GFAP). Several forms of astrocytes exist in the central nervous system including fibrous (in white matter), protoplasmic (in grey matter), and radial. The fibrous glia are usually located within white matter, have relatively few organelles, and exhibit long unbranched cellular processes. This type often has astrocytic endfoot processes that physically connect the cells to the outside of capillary walls when they are in proximity to them. The protoplasmic glia are the most prevalent and are found in grey matter tissue, possess a larger quantity of organelles, and exhibit short and highly branched tertiary processes. The radial glial cells are disposed in planes perpendicular to the axes of ventricles. One of their processes abuts the pia mater, while the other is deeply buried in gray matter. Radial glia are mostly present during development, playing a role in neuron migration. Müller cells of the retina and Bergmann glia cells of the cerebellar cortex represent an exception, being present still during adulthood. When in proximity to the pia mater, all three forms of astrocytes send out processes to form the pia glial membrane. Early assessments of energy use in gray matter signaling suggested that 95% was attributed to neurons and 5% to astrocytes. However, after discovering that action potentials were more efficient than initially believed, the energy budget was adjusted: 70% for dendrites, 15% for axons, and 7% for astrocytes. Previous accounts assumed that astrocytes captured synaptic K⁺ solely via Kir4.1 channels. However, it's now understood they also utilize Na⁺/K⁺ ATPase. Factoring in this active buffering, astrocytic energy demand increases by >200%. This is supported by 3D neuropil reconstructions indicating similar mitochondrial densities in both cell types, as well as cell specific transcriptomic and proteomic data, and tricarboxylic acid cycle rates. Therefore "Gram per gram, astrocytes turn out to be as expensive as neurons". Just as with neuronal cell specification, canonical signaling factors like sonic hedgehog (SHH), fibroblast growth factor (FGFs), WNTs and bone morphogenetic proteins (BMPs), provide positional information to developing macroglial cells through morphogen gradients along the dorsal–ventral, anterior–posterior and medial–lateral axes. The resultant patterning along the neuraxis leads to segmentation of the neuroepithelium into progenitor domains (p0, p1 p2, p3 and pMN) for distinct neuron types in the developing spinal cord. On the basis of several studies it is now believed that this model also applies to macroglial cell specification. Studies carried out by Hochstim and colleagues have demonstrated that three distinct populations of astrocytes arise from the p1, p2 and p3 domains. These subtypes of astrocytes can be identified on the basis of their expression of different transcription factors (PAX6, NKX6.1) and cell surface markers (reelin and SLIT1). The three populations of astrocyte subtypes which have been identified are: 1) dorsally located VA1 astrocytes, derived from p1 domain, express PAX6 and reelin; 2) ventrally located VA3 astrocytes, derived from p3, express NKX6.1 and SLIT1; and 3) intermediate white matter located VA2 astrocyte, derived from the p2 domain, which express PAX6, NKX6.1, reelin and SLIT1. After astrocyte specification has occurred in the developing CNS, it is believed that astrocyte precursors migrate to their final positions within the nervous system before the process of terminal differentiation occurs.

Функция

Астроциты помогают формировать физическую структуру мозга и, как считается, выполняют ряд активных функций, включая секрецию или поглощение нейротрансмиттеров и поддержание гематоэнцефалического барьера. Предложена концепция трипартного синапса, отражающая тесную взаимосвязь на синапсах между пресинаптическим, постсинаптическим и глиальным элементами. Структурные функции: они участвуют в формировании физической структуры мозга. Астроциты получили свое название из-за своей «звездообразной» формы. Это наиболее распространенные глиальные клетки мозга, тесно связанные с нейронными синапсами. Они регулируют передачу электрических импульсов в мозге. Буфер запаса гликогена: астроциты содержат гликоген и способны к глюконеогенезу. Астроциты, расположенные рядом с нейронами во фронтальной коре и гиппокампе, запасают и высвобождают глюкозу. Таким образом, астроциты могут обеспечивать нейроны глюкозой в периоды высокой скорости потребления глюкозы и ее дефицита. Недавние исследования на крысах предполагают связь между этой активностью и физическими упражнениями. Метаболическая поддержка: они снабжают нейроны питательными веществами, такими как лактат. Определение уровня глюкозы: обычно ассоциированное с нейронами, определение уровня глюкозы в интерстициальной жидкости мозга также контролируется астроцитами. Астроциты in vitro активируются при низком уровне глюкозы, а in vivo эта активация усиливает опорожнение желудка для ускорения пищеварения. Гематоэнцефалический барьер: считалось, что концевые ножки астроцитов, окружающие эндотелиальные клетки, способствуют поддержанию гематоэнцефалического барьера, и недавние исследования подтверждают их существенную роль наряду с плотными соединениями и базальной мембраной. Однако недавно было показано, что активность астроцитов связана с мозговым кровотоком, и именно это измеряется при фМРТ. Поглощение и высвобождение трансмиттеров: астроциты экспрессируют мембранные транспортеры, такие как глутаматные транспортеры, для нескольких нейротрансмиттеров, включая глутамат, АТФ и ГАМК. В последнее время было показано, что астроциты высвобождают глутамат или АТФ везикулярным способом, зависящим от Ca2+. (Это оспаривается для астроцитов гиппокампа.) Регулирование концентрации ионов во внеклеточном пространстве: астроциты экспрессируют калиевые каналы в высокой плотности. Когда нейроны активны, они высвобождают калий, увеличивая локальную внеклеточную концентрацию. Поскольку астроциты высокопроницаемы для калия, они быстро удаляют избыток его накопления во внеклеточном пространстве. При нарушении этой функции внеклеточная концентрация калия повышается, что приводит к деполяризации нейронов согласно уравнению Гольдмана. Известно, что аномальное накопление внеклеточного калия приводит к эпилептической нейронной активности. Модуляция синаптической передачи: в супраоптическом ядре гипоталамуса было показано, что быстрые изменения в морфологии астроцитов влияют на гетеросинаптическую передачу между нейронами. В гиппокампе астроциты подавляют синаптическую передачу, высвобождая АТФ, который гидролизуется эктонуклеотидазами с образованием аденозина. Аденозин воздействует на нейронные аденозиновые рецепторы, ингибируя синаптическую передачу, тем самым увеличивая динамический диапазон, доступный для долговременной потенциации (LTP). Вазомодуляция: астроциты могут служить посредниками в нейронной регуляции кровотока. Стимулирование миелинизирующей активности олигодендроцитов: электрическая активность в нейронах вызывает высвобождение АТФ, который служит важным стимулом для формирования миелина. Однако АТФ не действует непосредственно на олигодендроциты. Вместо этого он вызывает секрецию астроцитами цитокинового ингибитора лейкемии (LIF), регуляторного белка, который способствует миелинизирующей активности олигодендроцитов. Это говорит о том, что астроциты играют координирующую роль в мозге. Ремонт нервной системы: при повреждении нервных клеток в центральной нервной системе астроциты заполняют пространство, образуя глиальный шрам, и могут способствовать восстановлению нервной системы. Однако роль астроцитов в регенерации ЦНС после травмы до конца не изучена. Глиальный шрам традиционно описывается как непроницаемый барьер для регенерации, что указывает на его негативную роль в регенерации аксонов. Однако недавно было обнаружено, в ходе исследований генетической абляции, что астроциты фактически необходимы для регенерации. Более того, авторы обнаружили, что глиальный шрам необходим для роста стимулированных аксонов (аксонов, рост которых был вызван добавлением нейротрофических факторов) через поврежденный спинной мозг. Экспрессия (определение которой все еще обсуждается) может быть токсичной для нейронов, высвобождая сигналы, которые могут убивать нейроны. Однако предстоит проделать большую работу, чтобы выяснить их роль в травмах нервной системы. Долговременная потенциация: ученые спорят о том, интегрируют ли астроциты процессы обучения и памяти в гиппокампе. Недавно было показано, что трансплантация человеческих глиальных предшественников в развивающийся мозг мышей приводит к дифференцировке этих клеток в астроциты. После дифференцировки эти клетки увеличивают LTP и улучшают память у мышей. Циркадные часы: астроциты сами по себе достаточны для поддержания молекулярных колебаний в супрахиазматическом ядре (SCN) и циркадного поведения у мышей, и, следовательно, могут автономно инициировать и поддерживать сложное поведение млекопитающих. Переключатель нервной системы: на основании приведенных ниже доказательств, недавно было предположено, что макроглия (и особенно астроциты) действуют как емкостный накопитель нейротрансмиттеров с потерями и как логический переключатель нервной системы. То есть, макроглия либо блокирует, либо включает распространение сигнала по нервной системе, в зависимости от своего мембранного состояния и уровня сигнала. + Доказательства, подтверждающие роль макроглии как переключателя и емкости с потерями, предложенные в электрофизиологических исследованиях: при пересечении порогового уровня сигнала появляется отрицательная волна. Форма электрофизиологического ответа отличается и имеет противоположную полярность по сравнению с характерным нейронным ответом, что указывает на участие клеток, отличных от нейронов. Психофизиологические доказательства: отрицательный электрофизиологический ответ сопровождается действиями типа «все или ничего». Умеренный отрицательный электрофизиологический ответ появляется при сознательных логических решениях, таких как задачи восприятия. Интенсивная резкая отрицательная волна появляется при эпилептических припадках и во время рефлексов. Астроциты связаны щелевыми контактами, создавая электрически соединенный (функциональный) синцитий. Благодаря этой способности астроцитов общаться со своими соседями, изменения в активности одного астроцита могут оказывать влияние на активность других, находящихся на значительном расстоянии от исходного астроцита. Приток ионов Ca2+ в астроциты является существенным изменением, которое в конечном итоге генерирует кальциевые волны. Поскольку этот приток напрямую вызван увеличением мозгового кровотока, кальциевые волны считаются своего рода функцией гемодинамического ответа. Увеличение внутриклеточной концентрации кальция может распространяться наружу через этот функциональный синцитий. Механизмы распространения кальциевых волн включают диффузию ионов кальция и IP3 через щелевые контакты, а также сигналинг через внеклеточный АТФ. Повышение уровня кальция является основным известным механизмом активации астроцитов и необходимо и достаточно для некоторых типов астроцитарного высвобождения глутамата. Учитывая важность кальциевой сигнализации в астроцитах, были разработаны строгие механизмы регуляции пространственно-временной кальциевой сигнализации. Математический анализ показал, что локальный приток ионов Ca2+ приводит к локальному повышению концентрации Ca2+ в цитозоле. Кроме того, накопление цитозольного Ca2+ не зависит от любого внутриклеточного кальциевого потока и зависит от обмена Ca2+ через мембрану, диффузии цитозольного кальция, геометрии клетки, внеклеточного кальция...

Astrocytes help form the physical structure of the brain, and are thought to play a number of active roles, including the secretion or absorption of neural transmitters and maintenance of the blood–brain barrier. The concept of a tripartite synapse has been proposed, referring to the tight relationship occurring at synapses among a presynaptic element, a postsynaptic element and a glial element. Structural: They are involved in the physical structuring of the brain. Astrocytes get their name because they are "star shaped". They are the most abundant glial cells in the brain that are closely associated with neuronal synapses. They regulate the transmission of electrical impulses within the brain. Glycogen fuel reserve buffer: Astrocytes contain glycogen and are capable of gluconeogenesis. The astrocytes next to neurons in the frontal cortex and hippocampus store and release glucose. Thus, astrocytes can fuel neurons with glucose during periods of high rate of glucose consumption and glucose shortage. A recent research on rats suggests there may be a connection between this activity and physical exercise. Metabolic support: They provide neurons with nutrients such as lactate. Glucose sensing: normally associated with neurons, the detection of interstitial glucose levels within the brain is also controlled by astrocytes. Astrocytes in vitro become activated by low glucose and are in vivo this activation increases gastric emptying to increase digestion. Blood–brain barrier: The astrocyte end feet encircling endothelial cells were thought to aid in the maintenance of the blood–brain barrier, and recent research indicates that they do play a substantial role, along with the tight junctions and basal lamina. However, it has recently been shown that astrocyte activity is linked to blood flow in the brain, and that this is what is actually being measured in fMRI. Transmitter uptake and release: Astrocytes express plasma membrane transporters such as glutamate transporters for several neurotransmitters, including glutamate, ATP, and GABA. More recently, astrocytes were shown to release glutamate or ATP in a vesicular, Ca2+ dependent manner. (This has been disputed for hippocampal astrocytes.) Regulation of ion concentration in the extracellular space: Astrocytes express potassium channels at a high density. When neurons are active, they release potassium, increasing the local extracellular concentration. Because astrocytes are highly permeable to potassium, they rapidly clear the excess accumulation in the extracellular space. If this function is interfered with, the extracellular concentration of potassium will rise, leading to neuronal depolarization by the Goldman equation. Abnormal accumulation of extracellular potassium is well known to result in epileptic neuronal activity. Modulation of synaptic transmission: In the supraoptic nucleus of the hypothalamus, rapid changes in astrocyte morphology have been shown to affect heterosynaptic transmission between neurons. In the hippocampus, astrocytes suppress synaptic transmission by releasing ATP, which is hydrolyzed by ectonucleotidases to yield adenosine. Adenosine acts on neuronal adenosine receptors to inhibit synaptic transmission, thereby increasing the dynamic range available for LTP. Vasomodulation: Astrocytes may serve as intermediaries in neuronal regulation of blood flow. Promotion of the myelinating activity of oligodendrocytes: Electrical activity in neurons causes them to release ATP, which serves as an important stimulus for myelin to form. However, the ATP does not act directly on oligodendrocytes. Instead, it causes astrocytes to secrete cytokine leukemia inhibitory factor (LIF), a regulatory protein that promotes the myelinating activity of oligodendrocytes. This suggests that astrocytes have an executive coordinating role in the brain. Nervous system repair: Upon injury to nerve cells within the central nervous system, astrocytes fill up the space to form a glial scar, and may contribute to neural repair. The role of astrocytes in CNS regeneration following injury is not well understood though. The glial scar has traditionally been described as an impermeable barrier to regeneration, thus implicating a negative role in axon regeneration. However, recently, it was found through genetic ablation studies that astrocytes are actually required for regeneration to occur. More importantly, the authors found that the astrocyte scar is actually essential for stimulated axons (that axons that have been coaxed to grow via neurotrophic supplementation) to extend through the injured spinal cord. expression, a definition still under debate) may actually be toxic to neurons, releasing signals that can kill neurons. Much work, however, remains to elucidate their role in nervous system injury. Long term potentiation: Scientists debate whether astrocytes integrate learning and memory in the hippocampus. Recently it has been shown that engrafting human glial progenitor cell in the nascent mice brains will cause the cells to differentiate into astrocytes. After differentiation these cells increase LTP and improve memory performance in the mice. Circadian clock: Astrocytes alone are sufficient to drive the molecular oscillations in the SCN and circadian behavior in mice, and thus can autonomously initiate and sustain complex mammalian behavior. The switch of the nervous system: Based on the evidence listed below, it has been recently conjectured in, that macro glia (and astrocytes in particular) act both as a lossy neurotransmitter capacitor and as the logical switch of the nervous system. I. e., macroglia either block or enable the propagation of the stimulus along the nervous system, depending on their membrane state and the level of the stimulus. + Evidence supporting the switch and lossy capacitor role of glia as suggested in Electrophysiological evidence A negative wave appears when the stimulus level crosses a certain threshold. The shape of the electrophysiological response is different and has the opposite polarity compared to the characteristic neural response, suggesting that cells other than neurons might be involved. Psychophysical evidence The negative electrophysiological response is accompanied with all or none actions. A moderate negative electrophysiological response appears in conscious logical decisions such as perception tasks. An intense sharp negative wave appear in epileptic seizures and during reflexes. Astrocytes are linked by gap junctions, creating an electrically coupled (functional) syncytium. Because of this ability of astrocytes to communicate with their neighbors, changes in the activity of one astrocyte can have repercussions on the activities of others that are quite distant from the original astrocyte. An influx of Ca2+ ions into astrocytes is the essential change that ultimately generates calcium waves. Because this influx is directly caused by an increase in blood flow to the brain, calcium waves are said to be a kind of hemodynamic response function. An increase in intracellular calcium concentration can propagate outwards through this functional syncytium. Mechanisms of calcium wave propagation include diffusion of calcium ions and IP3 through gap junctions and extracellular ATP signalling. Calcium elevations are the primary known axis of activation in astrocytes, and are necessary and sufficient for some types of astrocytic glutamate release. Given the importance of calcium signaling in astrocytes, tight regulatory mechanisms for the progression of the spatio temporal calcium signaling have been developed. Via mathematical analysis it has been shown that localized inflow of Ca2+ ions yields a localized raise in the cytosolic concentration of Ca2+ ions. Moreover, cytosolic Ca2+ accumulation is independent of every intracellular calcium flux and depends on the Ca2+ exchange across the
membrane, cytosolic calcium diffusion, geometry of the cell, extracellular calcium perturbation, and initial concentrations. and, upon activation, release a multitude of neuroactive molecules such as glutamate, ATP, nitric oxide (NO), and prostaglandins (PG), which in turn influences neuronal excitability. The close association between astrocytes and presynaptic and postsynaptic terminals as well as their ability to integrate synaptic activity and release neuromodulators has been termed the tripartite synapse.

Астроцитомы

Астроцитомы – первичные внутричерепные опухоли, развивающиеся из астроцитов. Также возможно, что глиальные предшественники или нейральные стволовые клетки могут давать начало астроцитомам. Эти опухоли могут возникать в различных отделах головного и/или спинного мозга. Астроцитомы подразделяются на две категории: низкой степени злокачественности (I и II) и высокой степени злокачественности (III и IV). Опухоли низкой степени злокачественности чаще встречаются у детей, а опухоли высокой степени злокачественности – у взрослых. Злокачественные астроцитомы более распространены среди мужчин, что негативно сказывается на выживаемости. Астроцитомы пилоцитарные – это опухоли I степени. Они считаются доброкачественными и медленно растущими опухолями. Пилоцитарные астроцитомы часто имеют кистозные участки, заполненные жидкостью, и узелок, представляющий собой солидную часть. Большинство из них локализуются в мозжечке. Поэтому большинство симптомов связано с нарушениями равновесия или координации. Фибриллярные астроцитомы – опухоли II степени. Они растут относительно медленно и обычно считаются доброкачественными, однако они инфильтрируют окружающие здоровые ткани и могут стать злокачественными. Фибриллярные астроцитомы обычно встречаются у молодых людей, у которых часто наблюдаются судороги.

Хроническая боль

В нормальных условиях передача болевых сигналов начинается с ноцицептивного стимула, за которым следует потенциал действия, переносимый ноцицептивными афферентными нейронами, вызывающими возбуждающие постсинаптические потенциалы (EPSP) в заднем роге спинного мозга. Этот сигнал затем передается в кору головного мозга, где эти EPSP интерпретируются как "боль". С момента открытия нейронной сигнализации астроцитов наше понимание передачи боли значительно усложнилось. Обработка боли больше не рассматривается как простое релейное соединение сигналов от тела к мозгу, а как сложная система, регуляция которой может усиливаться или ослабляться множеством различных факторов. Один из ключевых факторов, находящихся в центре внимания современных исследований, – это синапс, усиливающий боль, расположенный в заднем роге спинного мозга, и роль астроцитов в его инкапсуляции. Гаррисон и его коллеги первыми предположили о такой связи, обнаружив корреляцию между гипертрофией астроцитов в заднем роге спинного мозга и повышенной чувствительностью к боли после повреждения периферических нервов, что обычно рассматривается как признак глиальной активации после травмы. Астроциты обнаруживают нейронную активность и могут высвобождать химические медиаторы, которые, в свою очередь, контролируют синаптическую активность. Ранее считалось, что гипералгезия модулируется высвобождением субстанции P и возбуждающих аминокислот (EAA), таких как глутамат, из пресинаптических окончаний афферентных нервов в заднем роге спинного мозга. За этим следует активация AMPA (α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты), NMDA (N-метил-D-аспартата) и каинатных подтипов ионотропных глутаматных рецепторов. Именно активация этих рецепторов усиливает болевой сигнал, направляющийся вверх по спинному мозгу. Хотя эта идея верна, она является упрощением трансдукции боли. Множество других нейротрансмиттеров и нейромодуляторов, таких как пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), аденозинтрифосфат (ATP), нейротрофический фактор мозга (BDNF), соматостатин, вазоактивный кишечный пептид (VIP), галанин и вазопрессин, синтезируются и высвобождаются в ответ на ноцицептивные стимулы. Помимо этих регуляторных факторов, различные взаимодействия между болевыми нейронами и другими нейронами в заднем роге спинного мозга оказывают дополнительное влияние на болевые пути.

Under normal conditions, pain conduction begins with some noxious signal followed by an action potential carried by nociceptive (pain sensing) afferent neurons, which elicit excitatory postsynaptic potentials (EPSP) in the dorsal horn of the spinal cord. That message is then relayed to the cerebral cortex, where we translate those EPSPs into "pain". Since the discovery of astrocyte neuron signaling, our understanding of the conduction of pain has been dramatically complicated. Pain processing is no longer seen as a repetitive relay of signals from body to brain, but as a complex system that can be up and down regulated by a number of different factors. One factor at the forefront of recent research is in the pain potentiating synapse located in the dorsal horn of the spinal cord and the role of astrocytes in encapsulating these synapses. Garrison and co workers were the first to suggest association when they found a correlation between astrocyte hypertrophy in the dorsal horn of the spinal cord and hypersensitivity to pain after peripheral nerve injury, typically considered an indicator of glial activation after injury. Astrocytes detect neuronal activity and can release chemical transmitters, which in turn control synaptic activity. In the past, hyperalgesia was thought to be modulated by the release of substance P and excitatory amino acids (EAA), such as glutamate, from the presynaptic afferent nerve terminals in the spinal cord dorsal horn. Subsequent activation of AMPA (α amino 3 hydroxy 5 methyl 4 isoxazole propionic acid), NMDA (N methyl D aspartate) and kainate subtypes of ionotropic glutamate receptors follows. It is the activation of these receptors that potentiates the pain signal up the spinal cord. This idea, although true, is an oversimplification of pain transduction. A litany of other neurotransmitter and neuromodulators, such as calcitonin gene related peptide (CGRP), adenosine triphosphate (ATP), brain derived neurotrophic factor (BDNF), somatostatin, vasoactive intestinal peptide (VIP), galanin, and vasopressin are all synthesized and released in response to noxious stimuli. In addition to each of these regulatory factors, several other interactions between pain transmitting neurons and other neurons in the dorsal horn have added impact on pain pathways.

Два состояния постоянной боли

После стойкого повреждения периферических тканей происходит высвобождение ряда факторов как из поврежденной ткани, так и в спинномозговом роге. Эти факторы повышают чувствительность дорсальных роговых нейронов, проецирующих болевые сигналы, к последующим стимулам, что называется "спинальной сенсибилизацией", и тем самым усиливают болевой импульс, направляемый в мозг. Высвобождение глутамата, субстанции P и пептида, связанного с геном кальцитонина (CGRP), опосредует активацию NMDAR (первоначально "молчащих" из-за блокировки Mg2+), способствуя деполяризации постсинаптических болевых нейронов (PTN). Кроме того, активация IP3-сигналинга и MAP-киназ (митоген-активированных протеинкиназ), таких как ERK и JNK, приводит к увеличению синтеза воспалительных факторов, изменяющих функцию транспортеров глутамата. ERK также дополнительно активирует AMPAR и NMDAR в нейронах. Ноцицепция дополнительно сенсибилизируется за счет взаимодействия АТФ и субстанции P с их соответствующими рецепторами (P2X3) и нейрокинин-1 рецептором (NK1R), а также активации метаботропных глутаматных рецепторов и высвобождения BDNF. Постоянное присутствие глутамата в синапсе в конечном итоге приводит к нарушению регуляции GLT1 и GLAST – ключевых транспортеров глутамата в астроциты. Продолжающаяся возбудимость также может индуцировать активацию ERK и JNK, что приводит к высвобождению ряда воспалительных факторов. По мере поддержания ноцицептивной боли, спинальная сенсибилизация вызывает транскрипционные изменения в нейронах спинного рога, приводящие к изменению их функции на продолжительный период времени. Мобилизация Ca2+ из внутриклеточных запасов происходит в результате постоянной синаптической активности и приводит к высвобождению глутамата, АТФ, фактора некроза опухоли α (TNF α), интерлейкина 1β (IL 1β), IL 6, оксида азота (NO) и простагландина E2 (PGE2). Активированные астроциты также являются источником матричной металлопротеиназы 2 (MMP2), которая индуцирует расщепление про-IL 1β и поддерживает активацию астроцитов. В этом хроническом сигнальном пути p38 активируется в результате сигналинга IL 1β, и присутствуют хемокины, активирующие их рецепторы. В ответ на повреждение нерва высвобождаются белки теплового шока (HSP), которые могут связываться с соответствующими TLR, приводя к дальнейшей активации.

After persistent peripheral tissue damage there is a release of several factors from the injured tissue as well as in the spinal dorsal horn. These factors increase the responsiveness of the dorsal horn pain projection neurons to ensuing stimuli, termed "spinal sensitization", thus amplifying the pain impulse to the brain. Release of glutamate, substance P, and calcitonin gene related peptide (CGRP) mediates NMDAR activation (originally silent because it is plugged by Mg2+), thus aiding in depolarization of the postsynaptic pain transmitting neurons (PTN). In addition, activation of IP3 signaling and MAPKs (mitogen activated protein kinases) such as ERK and JNK, bring about an increase in the synthesis of inflammatory factors that alter glutamate transporter function. ERK also further activates AMPARs and NMDARs in neurons. Nociception is further sensitized by the association of ATP and substance P with their respective receptors (P2X3) and neurokinin 1 receptor (NK1R), as well as activation of metabotropic glutamate receptors and release of BDNF. Persistent presence of glutamate in the synapse eventually results in dysregulation of GLT1 and GLAST, crucial transporters of glutamate into astrocytes. Ongoing excitation can also induce ERK and JNK activation, resulting in release of several inflammatory factors. As noxious pain is sustained, spinal sensitization creates transcriptional changes in the neurons of the dorsal horn that lead to altered function for extended periods. Mobilization of Ca2+ from internal stores results from persistent synaptic activity and leads to the release of glutamate, ATP, tumor necrosis factor α (TNF α), interleukin 1β (IL 1β), IL 6, nitric oxide (NO), and prostaglandin E2 (PGE2). Activated astrocytes are also a source of matrix metalloproteinase 2 (MMP2), which induces pro IL 1β cleavage and sustains astrocyte activation. In this chronic signaling pathway, p38 is activated as a result of IL 1β signaling, and there is a presence of chemokines that trigger their receptors to become active. In response to nerve damage, heat shock proteins (HSP) are released and can bind to their respective TLRs, leading to further activation.

Другие патологии

К другим клинически значимым патологиям, связанным с астроцитами, относятся астроглиоз и астроцитопатия. Примерами служат рассеянный склероз, анти-AQP4+ нейромиелит оптический, энцефалит Расмуссена, болезнь Александра и боковой амиотрофический склероз. Исследования показали, что астроциты могут играть роль в нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона, заикание и боковой амиотрофический склероз, а также при острых повреждениях мозга, таких как внутримозговое кровоизлияние и черепно-мозговая травма.

Астроциты с положительным геморитом и дисфункция мозга

В течение последних пятидесяти лет был описан тип астроцитов с патологией, связанной со старением. Астроциты этого подтипа характеризуются выраженными цитоплазматическими гранулами, которые интенсивно окрашиваются по Гомори – хромовым алюминиевым гематоксилином, и поэтому называются Гомори-положительными (GP) астроцитами. Они обнаруживаются по всему мозгу, но наиболее многочисленны в обонятельных луковицах, медиальной габенуле, зубчатой извилине гиппокампа, дугообразном ядре гипоталамуса и в дорсальном отделе продолговатого мозга, непосредственно под областью postrema. Гомори-положительные цитоплазматические гранулы происходят из поврежденных митохондрий, захваченных лизосомами. Цитоплазматические гранулы содержат непереваренные остатки митохондриальных структур, включая атомы меди и железа, связанные с гемом и оставшиеся от митохондриальных ферментов. Эти химические вещества обуславливают псевдопероксидазную активность Гомори-положительных гранул, которую можно использовать для их выявления при окрашивании. Считается, что окислительный стресс является причиной повреждения этих астроцитов, однако точная природа этого стресса остается неясной. Области мозга, богатые Гомори-положительными астроцитами, также содержат субпопуляцию специализированных астроцитов, синтезирующих белок, связывающий жирные кислоты 7 (FABP7). Действительно, астроциты гипоталамуса, синтезирующие FABP7, также содержат Гомори-положительные гранулы, что указывает на связь между этими двумя глиальными особенностями. Недавние данные показали, что астроциты, в отличие от нейронов, обладают митохондриальными ферментами, необходимыми для метаболизма жирных кислот, и что возникающий в результате окислительный стресс может повреждать митохондрии. Таким образом, повышенное поглощение и окисление жирных кислот в глиальных клетках, содержащих FABP7, вероятно, вызывает окислительный стресс и повреждение митохондрий. Кроме того, недавно было показано, что белки FABP взаимодействуют с белком синуклеином, вызывая повреждение митохондрий.

Возможные роли в патофизиологии

Астроциты способны переносить митохондрии в соседние нейроны для улучшения их функции. Следовательно, вполне вероятно, что повреждение митохондрий астроцитов, наблюдаемое у астроцитов GP, может влиять на активность нейронов. Ряд гипоталамусных функций демонстрирует снижение с возрастом, которое может быть связано с астроцитами GP. Например, астроциты GP находятся в тесном контакте с нейронами, продуцирующими нейротрансмиттер дофамин как в гипоталамусе крыс, так и человека. Дофамин, вырабатываемый этими нейронами, транспортируется в близлежащую гипофизарную железу для ингибирования высвобождения гормона пролактина. Активность дофаминергических нейронов снижается с возрастом, что приводит к повышению уровня пролактина в крови и может спровоцировать рак молочной железы. Изменение функции астроцитов, связанное со старением, может способствовать этому изменению дофаминергической активности. Астроциты FABP7+ находятся в тесном контакте с нейронами дугообразного ядра гипоталамуса, которые реагируют на гормон лептин, вырабатываемый жировыми клетками. Нейроны, чувствительные к лептину, регулируют аппетит и массу тела. Астроциты FABP7+ регулируют чувствительность этих нейронов к лептину. Таким образом, повреждение митохондрий в этих астроцитах может изменить функцию нейронов, чувствительных к лептину, и способствовать нарушению регуляции питания и массы тела, связанному со старением. Астроциты GP также могут участвовать в гипоталамусной регуляции общего метаболизма глюкозы. Недавние данные показывают, что астроциты функционируют как сенсоры глюкозы и оказывают существенное влияние на реактивность нейронов к изменениям внеклеточной глюкозы. Астроциты GP обладают высокоаффинными транспортерами глюкозы типа GLUT2 и, по-видимому, модулируют нейронные реакции на глюкозу. Гипоталамусные клетки контролируют уровень глюкозы в крови и влияют на уровень глюкозы в крови посредством изменения входящих сигналов в автономные цепи, иннервирующие клетки печени и мышц. Важность астроцитов при нарушениях метаболизма глюкозы, связанных со старением, была недавно продемонстрирована в исследованиях на диабетических животных. Однократное введение белка, называемого фактором роста фибробластов 1, в гипоталамус позволяет постоянно нормализовать уровень глюкозы в крови у диабетических грызунов. Это замечательное излечение сахарного диабета опосредовано астроцитами. Наиболее заметные гены, активируемые при лечении FGF 1, включают гены, ответственные за синтез FABP6 и FABP7 астроцитами. Эти данные подтверждают важность астроцитов FABP7+ для контроля уровня глюкозы в крови. Дисфункция FABP7+/астроцитов, положительных по Гомори, может способствовать развитию сахарного диабета, связанного со старением. Астроциты GP также присутствуют в зубчатой извилине гиппокампа как в мозге грызунов, так и в мозге человека. Гиппокамп претерпевает серьезные дегенеративные изменения во время старения при болезни Альцгеймера. Причины этих дегенеративных изменений в настоящее время активно обсуждаются. Недавнее исследование показало, что уровни глиальных белков, а не нейронных белков, наиболее аномальны при болезни Альцгеймера. Наиболее сильно пораженным глиальным белком является FABP5. Другое исследование показало, что 100% гиппокампальных астроцитов, содержащих FABP7, также содержат FABP5. Эти данные позволяют предположить, что астроциты FABP7+/положительные по Гомори могут играть роль в болезни Альцгеймера. Изменение глиальной функции в этой области может нарушить функцию нейронов зубчатой извилины, а также функцию аксонов, которые заканчиваются в зубчатой извилине. Многие из этих аксонов происходят из латеральной энторинальной коры, которая является первой областью мозга, проявляющей дегенерацию при болезни Альцгеймера. Таким образом, патология астроцитов в гиппокампе может вносить вклад в патологию болезни Альцгеймера.

Astrocytes can transfer mitochondria into adjacent neurons to improve neuronal function. It is therefore plausible that the damage to astrocyte mitochondria seen in GP astrocytes could affect the activity of neurons. A number of hypothalamic functions show declines in aging that may be related to GP astrocytes. For example, GP astrocytes are in close contact with neurons that make a neurotransmitter called dopamine in both the rat and human hypothalamus. The dopamine produced by these neurons is carried to the nearby pituitary gland to inhibit the release of a hormone called prolactin from the pituitary. The activity of dopaminergic neurons declines during aging, leading to elevations in blood levels of prolactin that can provoke breast cancer. An aging associated change in astrocyte function might contribute to this change in dopaminergic activity. FABP7+ astrocytes are in close contact with neurons in the arcuate nucleus of the hypothalamus that are responsive to a hormone called leptin that is produced by fat cells. Leptin sensitive neurons regulate appetite and body weight. FABP7+ astrocytes regulate the responsiveness of these neurons to leptin. Mitochondrial damage in these astrocytes could thus alter the function of leptin sensitive neurons and could contribute to an aging associated dysregulation of feeding and body weight. GP astrocytes may also be involved in the hypothalamic regulation of overall glucose metabolism. Recent data show that astrocytes function as glucose sensors and exert a commanding influence upon neuronal reactivity to changes in extracellular glucose. GP astrocytes possess high capacity GLUT2 type glucose transporter proteins and appear to modulate the neuronal responses to glucose. Hypothalamic cells monitor blood levels of glucose and exert an influence upon blood glucose levels via an altered input to autonomic circuits that innervate liver and muscle cells. The importance of astrocytes in aging related disturbances in glucose metabolism has been recently illustrated by studies of diabetic animals. A single infusion of a protein called fibroblast growth factor 1 into the hypothalamus has been shown to permanently normalize blood glucose levels in diabetic rodents. This remarkable cure of diabetes mellitus is mediated by astrocytes. The most prominent genes activated by FGF 1 treatment include the genes responsible for the synthesis of FABP6 and FABP7 by astrocytes. These data confirm the importance of FABP7+ astrocytes for the control of blood glucose. Dysfunction of FABP7+/Gomori positive astrocytes may contribute to the aging related development of diabetes mellitus. GP astrocytes are also present in the dentate gyrus of the hippocampus in both rodent and human brains. The hippocampus undergoes severe degenerative changes during aging in Alzheimer's disease. The reasons for these degenerative changes are currently being hotly debated. A recent study has shown that levels of glial proteins, and NOT neuronal proteins, are most abnormal in Alzheimer's disease. The glial protein most severely affected is FABP5. Another study showed that 100% of hippocampal astrocytes that contain FABP7 also contain FABP5. These data suggest that FABP7+/Gomori positive astrocytes may play a role in Alzheimer's disease. An altered glial function in this region could compromise the function of dentate gyrus neurons and also the function of axons that terminate in the dentate gyrus. Many such axons originate in the lateral entorhinal cortex, which is the first brain region to show degeneration in Alzheimer's disease. Astrocyte pathology in the hippocampus thus might make a contribution to the pathology of Alzheimer's disease.

Исследования

Исследование, проведенное в ноябре 2010 года и опубликованное в марте 2011 года, было выполнено командой ученых из Университета Рочестера и Медицинской школы Университета Колорадо. Они провели эксперимент с целью восстановления травмы центральной нервной системы взрослой крысы путем замены глиальных клеток. При введении глиальных клеток в область повреждения спинного мозга взрослой крысы, астроциты генерировались в результате воздействия человеческих глиальных предшественников на белок морфогенеза костей (белок морфогенеза костей важен, поскольку считается, что он формирует архитектуру тканей по всему организму). Таким образом, сочетание костного белка и человеческих глиальных клеток способствовало значительному восстановлению осознанного размещения стопы, росту аксонов и заметному увеличению выживаемости нейронов в ламинах спинного мозга. С другой стороны, человеческие глиальные предшественники и астроциты, полученные из этих клеток при контакте с цилиарными нейротрофными факторами, не способствовали выживанию нейронов и поддержке роста аксонов в месте повреждения. В одном исследовании, проведенном в Шанхае, использовались два типа культур нейронов гиппокампа: в одной культуре нейроны выращивались на слое астроцитов, а в другой культуре они не контактировали с астроцитами, но вместо этого культивировались в глиальной кондиционированной среде (GCM), которая в большинстве случаев ингибирует быстрый рост культивируемых астроцитов в мозге крыс. В полученных результатах было показано, что астроциты играют прямую роль в долговременной потенциации в смешанной культуре (культуре, выращенной на слое астроцитов), но не в культурах GCM. Исследования показали, что астроциты играют важную функцию в регуляции нейральных стволовых клеток. Исследования, проведенные в Институте исследований глаз Шепенса при Гарвардском университете, показали, что в мозге человека в изобилии присутствуют нейральные стволовые клетки, которые поддерживаются в неактивном состоянии химическими сигналами (эфрин А2 и эфрин А3) от астроцитов. Астроциты способны активировать стволовые клетки для преобразования в функционирующие нейроны, ослабляя высвобождение эфрина А2 и эфрина А3. В исследовании, опубликованном в 2011 году в журнале Nature Biotechnology, группа исследователей из Университета Висконсина сообщила, что им удалось направить эмбриональные и индуцированные стволовые клетки человека к дифференцировке в астроциты. Исследование 2012 года, посвященное влиянию марихуаны на кратковременную память, показало, что ТГК активирует CB1-рецепторы астроцитов, что приводит к удалению AMPA-рецепторов из мембран ассоциированных нейронов. Исследование 2023 года показало, что астроциты также играют активную роль в болезни Альцгеймера. В частности, когда астроциты становятся реактивными, они высвобождают патологические эффекты бета-амилоида, вызывая фосфорилирование и отложение тау-белка, что, вероятно, приведет к когнитивному ухудшению. Также в 2023 году было объявлено об открытии специализированных астроцитов, которые опосредуют глутаматергическую глиотрансмиссию в центральной нервной системе.

A study performed in November 2010 and published March 2011, was done by a team of scientists from the University of Rochester and University of Colorado School of Medicine. They did an experiment to attempt to repair trauma to the Central Nervous System of an adult rat by replacing the glial cells. When the glial cells were injected into the injury of the adult rat's spinal cord, astrocytes were generated by exposing human glial precursor cells to bone morphogenetic protein (bone morphogenetic protein is important because it is considered to create tissue architecture throughout the body). So, with the bone protein and human glial cells combined, they promoted significant recovery of conscious foot placement, axonal growth, and obvious increases in neuronal survival in the spinal cord laminae. On the other hand, human glial precursor cells and astrocytes generated from these cells by being in contact with ciliary neurotrophic factors, failed to promote neuronal survival and support of axonal growth at the spot of the injury. One study done in Shanghai had two types of hippocampal neuronal cultures: In one culture, the neuron was grown from a layer of astrocytes and the other culture was not in contact with any astrocytes, but they were instead fed a glial conditioned medium (GCM), which inhibits the rapid growth of cultured astrocytes in the brains of rats in most cases. In their results they were able to see that astrocytes had a direct role in Long term potentiation with the mixed culture (which is the culture that was grown from a layer of astrocytes) but not in GCM cultures. Studies have shown that astrocytes play an important function in the regulation of neural stem cells. Research from the Schepens Eye Research Institute at Harvard shows the human brain to abound in neural stem cells, which are kept in a dormant state by chemical signals (ephrin A2 and ephrin A3) from the astrocytes. The astrocytes are able to activate the stem cells to transform into working neurons by dampening the release of ephrin A2 and ephrin A3. In a study published in a 2011 issue of Nature Biotechnology a group of researchers from the University of Wisconsin reports that it has been able to direct embryonic and induced human stem cells to become astrocytes. A 2012 study of the effects of marijuana on short term memories found that THC activates CB1 receptors of astrocytes which cause receptors for AMPA to be removed from the membranes of associated neurons. A 2023 study showed that astrocytes also play an active role in Alzheimer's disease. More specifically, when astrocytes became reactive they unleash the pathological effects of amyloid beta on downstream tau phosphorylation and deposition, which very likely will lead to cognitive deterioration. Also in 2023, the discovery of specialized astrocytes that mediate glutamatergic gliotransmission in the central nervous system was announced.

Классификация

Существует несколько различных способов классификации астроцитов.

Линия родословной и антигенный фенотип

Они были установлены в ходе классической работы Раффа и др. в начале 1980-х годов на зрительных нервах крыс. Тип 1: Антигенно Ran2+, GFAP+, FGFR3+, A2B5−, что соответствует "астроциту типа 1" зрительного нерва крысы на 7-й послеродовой день. Они могут происходить из трипотенциальных клеток-предшественников с ограниченным глиальным потенциалом (GRP), но не из бипотенциальных клеток O2A/OPC (олигодендроциты, предшественники астроцитов типа 2, также называемые клетками-предшественниками олигодендроцитов). Тип 2: Антигенно A2B5+, GFAP+, FGFR3−, Ran 2−. Эти клетки могут развиваться in vitro как из трипотенциальных GRP (вероятно, через стадию O2A), так и из бипотенциальных O2A клеток (которые, по мнению некоторых исследователей, могли, в свою очередь, произойти из GRP), или in vivo при трансплантации этих предшественников в участки повреждения (но, вероятно, не в условиях нормального развития, по крайней мере, в зрительном нерве крысы). Астроциты 2 типа являются основным астроцитарным компонентом в культурах зрительного нерва после рождения, полученных из клеток O2A, выращенных в присутствии фетальной бычьей сыворотки, однако не встречаются in vivo.

Анатомическая классификация

Протоплазматические: встречаются в сером веществе и имеют многочисленные разветвлённые отростки, конечные расширения которых обволакивают синапсы. Некоторые протоплазматические астроциты происходят из мультипотентных клеток-предшественников субвентрикулярной зоны. Астроциты, положительные по Гомори. Это подмножество протоплазматических астроцитов, содержащее многочисленные цитоплазматические включения или гранулы, дающие положительную реакцию при окраске по Гомори хромовым квасцами и гематоксилином. В настоящее время известно, что эти гранулы формируются из остатков дегенерирующих митохондрий, захваченных лизосомами. Какая-то форма окислительного стресса, по-видимому, является причиной повреждения митохондрий в этих специализированных астроцитах. Астроциты, положительные по Гомори, гораздо более многочисленны в дугообразном ядре гипоталамуса и в гиппокампе, чем в других областях мозга. Они могут участвовать в регуляции реакции гипоталамуса на глюкозу. Волокнистые: встречаются в белом веществе и имеют длинные тонкие неразветвлённые отростки, конечные расширения которых обволакивают узлы Ранвье. Некоторые волокнистые астроциты происходят из радиальной глии.

Классификация транспортера/рецептора

Тип GluT: эти клетки экспрессируют транспортеры глутамата (EAAT1 и EAAT2) и реагируют на синаптическое высвобождение глутамата транспортерными токами. Функция и доступность EAAT2 модулируется TAAR1, внутриклеточным рецептором в человеческих астроцитах. Тип GluR: эти клетки экспрессируют глутаматные рецепторы (преимущественно mGluR и AMPA-типа) и реагируют на синаптическое высвобождение глутамата посредством канальных токов и преходящих изменений Ca2+, зависящих от IP3.