Введение

Клеточный ответ на повреждение мозга с участием глиальных клеток

Глиоз – это неспецифическое реактивное изменение глиальных клеток в ответ на повреждение центральной нервной системы (ЦНС). В большинстве случаев глиоз включает пролиферацию или гипертрофию нескольких различных типов глиальных клеток, включая астроциты, микроглию и олигодендроциты. В наиболее выраженной форме пролиферация, связанная с глиозом, приводит к формированию глиального рубца. Процесс глиоза включает в себя ряд клеточных и молекулярных событий, происходящих в течение нескольких дней. Обычно первым ответом на повреждение является миграция макрофагов и местной микроглии к месту повреждения. Этот процесс, представляющий собой форму глиоза, известную как микроглиоз, начинается в течение нескольких часов после первоначального повреждения ЦНС. Позже, через 3–5 дней, к месту повреждения также рекрутируются клетки-предшественники олигодендроцитов, которые могут способствовать ремиелинизации. Как и другие формы глиоза, астроглиоз сопровождает травматическое повреждение мозга, а также многие нейропатологии, от амиотрофического бокового склероза до фатальной семейной бессонницы. Хотя механизмы, приводящие к астроглиозу, изучены не полностью, известно, что повреждение нейронов вызывает пролиферацию астроцитов, и астроглиоз долгое время использовался как показатель повреждения нейронов. Традиционно астроглиоз определяется как увеличение количества промежуточных филаментов и клеточной гипертрофии, а также усиление пролиферации астроцитов. Хотя эта гипертрофия и пролиферация в своей крайней форме наиболее тесно связаны с формированием глиального рубца, астроглиоз – это не процесс «все или ничего», приводящий к образованию глиального рубца. Фактически, это спектр изменений, которые происходят в зависимости от типа и тяжести повреждения центральной нервной системы (ЦНС) или заболевания, вызвавшего это событие. Изменения в функции или морфологии астроцитов, происходящие во время астроглиоза, могут варьироваться от незначительной гипертрофии до выраженной гипертрофии, перекрытия доменов и, в конечном итоге, формирования глиального рубца.

Триггеры глиоза

Как правило, после любого повреждения ЦНС глиоз начинается после нарушения гематоэнцефалического барьера, что позволяет молекулам, не свойственным ЦНС, таким как кровь и компоненты сыворотки, проникать в мозг. Более того, добавление IFN γ в участки поражения мозга приводило к усилению глиального рубцевания. В каждом случае глиоз включает в себя ту или иную степень гипертрофии или пролиферации глиальных клеток, однако масштаб и характер глиозного ответа значительно варьируются в зависимости от вызвавшего повреждения. Глиоз в любой форме подразумевает изменение клеточной активности, которое потенциально может оказывать широкое воздействие на нейроны, а также на другие не-нейрональные клетки, вызывая либо потерю нормальных функций, либо приобретение вредных. В связи с этим глиоз можно рассматривать не только как характеристику многих нейропатологий, но и как потенциальный фактор, способствующий или даже являющийся причиной многих механизмов развития заболеваний ЦНС. Реактивный глиоз в сетчатке может оказывать негативное влияние на зрение; в частности, продукция протеаз астроцитами вызывает обширную гибель ганглиозных клеток сетчатки. Исследование 2011 года сравнивало эффекты двух глиальных токсинов, AAA и Невростатина, на глиоз сетчатки у мышей. AAA не ингибировал продукцию протеаз астроцитами и, следовательно, не предотвращал апоптоз ганглиозных клеток. Однако Невростатин успешно ингибировал активацию астроцитов, что, в свою очередь, значительно уменьшило гибель ганглиозных клеток сетчатки. Невростатин также эффективен в ингибировании других глиальных клеток и может представлять интерес в лечении дегенеративных заболеваний, таких как глаукома. Массивный глиоз сетчатки (МГС) – это состояние, при котором сетчатка полностью замещается пролиферацией глиальных клеток, что приводит к ухудшению зрения и даже слепоте в некоторых случаях. Иногда МГС ошибочно принимают за внутриглазную опухоль, однако он может возникать вследствие нейродегенеративного заболевания, врожденного дефекта или травмы глазного яблока, иногда спустя годы после произошедшего.

Болезнь Альцгеймера

Глиоз давно известен как характерная особенность болезни Альцгеймера, хотя его точная роль в развитии заболевания остается невыясненной. Глиоз и глиальный рубец формируются в областях вокруг амилоидных бляшек, являющихся ключевыми признаками болезни, а исследования посмертных тканей выявили корреляцию между степенью астроглиоза и когнитивными нарушениями.