Astrocyte Mitochondria ในการบาดเจ็บของสารสีขาวตอนที่ 4

บทบาทของ Astrocyte Mitochondria ต่อปฏิกิริยาระหว่างเซลล์ Glial และฟังก์ชัน White-Matter

บทบาทของไมโตคอนเดรียที่ผิดปกติมีต่อการทำงานของเซลล์ glial และผลกระทบต่อสภาวะสมดุลของเซลล์ประสาทและการทำงานของสารสีขาว ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง เหตุผลเบื้องหลังประการหนึ่งคือความเข้าใจผิดว่าเนื่องจากสสารสีขาวและเซลล์เกลียมีความยืดหยุ่นต่อการบาดเจ็บมากกว่าเมื่อเทียบกับเซลล์ประสาท พวกมันจึงไม่ตายหรือรักษาอาการบาดเจ็บไว้ได้

ความผิดปกติในความสัมพันธ์กับความจำ ความผิดปกติไม่ว่าจะทางร่างกายหรือจิตใจ อาจส่งผลเสียต่อความจำได้ เพราะความทรงจำเป็นส่วนสำคัญของการทำงานของสมองมนุษย์ และความผิดปกติก็เป็นสัญญาณว่าสมองทำงานไม่ถูกต้อง

เช่น ความผิดปกติทางร่างกาย ได้แก่ การนอนหลับไม่เพียงพอ ภาวะทุพโภชนาการ ขาดการออกกำลังกาย เป็นต้น ซึ่งเป็นปัจจัยล้วนส่งผลต่อสุขภาพกายและสุขภาพจิตของบุคคล ปัจจัยเหล่านี้อาจทำให้ร่างกายมีภาระและไม่สามารถฟื้นตัวได้ตามธรรมชาติ หลังจากที่ร่างกายรับภาระ สมองก็ได้รับผลกระทบไปด้วย เป็นผลให้ความผิดปกติเหล่านี้สามารถนำไปสู่การไม่มีสมาธิ การตัดสินใจ และความยืดหยุ่น ซึ่งอาจส่งผลต่อความจำ

ความผิดปกติทางจิต ได้แก่ ความวิตกกังวล ซึมเศร้า ความเครียด ฯลฯ อารมณ์เหล่านี้สามารถนำไปสู่อารมณ์เชิงลบและความคิดเชิงลบได้ เมื่อผู้คนอยู่ในอารมณ์เหล่านี้ สมองจะส่งผลต่อการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทและการผลิตโดปามีน ส่งผลให้สูญเสียความทรงจำ

เพื่อให้แน่ใจว่ามีสุขภาพที่ดีและความจำดีขึ้น เราจำเป็นต้องรักษาวิถีชีวิตที่ดีต่อสุขภาพซึ่งรวมถึงการรับประทานอาหารเพื่อสุขภาพ การนอนหลับที่เพียงพอ การออกกำลังกายในระดับปานกลาง และความเครียดที่ลดลง ช่วยให้สมองทำงานได้ดีขึ้น ปรับปรุงการทำงานของความจำและการรับรู้ และปรับปรุงคุณภาพชีวิตและความสุข

กล่าวโดยสรุป สุขภาพกายและสุขภาพจิตที่ดีเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาความทรงจำที่ดี ด้วยการปรับวิถีชีวิตและความคิดเชิงบวกและมีสุขภาพดี เราจะสามารถป้องกันและเอาชนะผลกระทบด้านลบของความผิดปกติได้ดีขึ้น และช่วยให้สมองของเราแข็งแรงและมีประสิทธิภาพในการดำเนินงาน จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาจีนโบราณที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของ Cistanche Deserticola มาจากส่วนผสมออกฤทธิ์มากมายใน Cistanche รวมถึงกรดแทนนิก โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองได้หลายวิธี

คลิกรู้วิธีการปรับปรุงหน่วยความจำของคุณ

อันที่จริง oligodendrocytes, astrocytes และ microglia จะไม่เสื่อมลงเนื่องจากการด้อยค่าของการทำงานของไมโตคอนเดรีย เนื่องจากพวกมันอาศัยไกลโคไลซิสเป็นหลักในการผลิตพลังงานและมีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูงกว่าเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตาม โอลิโกเดนโดรไซต์ แอกซอน และไมอีลินรักษาอาการบาดเจ็บที่ยาวนานเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในการส่งสัญญาณ Ca2+ การอักเสบ และความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ส่งผลให้การทำงานของสารสีขาวบกพร่อง

ยิ่งไปกว่านั้น หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นถึงบทบาทของเมแทบอลิซึมของไมโตคอนเดรีย และการส่งสัญญาณในการทำงานของเซลล์ glial และการสนับสนุนของเส้นประสาทในบริเวณใกล้เคียง ตารางที่ 1 แสดงภาพรวมของการค้นพบที่สำคัญสำหรับบทบาทของแอสโตรไซต์ไมโทคอนเดรียทางสรีรวิทยา พยาธิสรีรวิทยา หรือการแก่ชรา

Astrocytes และ oligodendrocytes มาจาก ectoderm ของตัวอ่อน ในขณะที่ microglia มีต้นกำเนิดจาก mesoderm และเข้าสู่สมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังในระหว่างการกำเนิดเอ็มบริโอ เทคนิคการนับที่ล้ำหน้าได้แสดงให้เห็นว่าในขณะที่อัตราส่วนโดยรวมของเซลล์ประสาทต่อเซลล์ไกลเลียจะแตกต่างกันไปตามบริเวณต่างๆ ในสมอง แต่อัตราส่วน ~1:1 glia ต่อเซลล์ประสาทนั้นมีอยู่ในสมองของมนุษย์ทั้งหมด [170]

Oligodendrocytes มีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างไมอีลินของแอกซอน โดยให้แอกซอนมี "ชั้นเคลือบฉนวน" ที่ช่วยเพิ่มการนำกระแสประสาทซึ่งถูกขัดจังหวะเป็นระยะ ๆ โดยส่วนภายในของไมอีลินที่คั่นด้วยช่องว่าง (โหนดของ Ranvier) [171]

Oligodendrocytes พบได้ทั้งในสสารสีเทาและสสารสีขาว แต่เป็นส่วนสำคัญของเซลล์ทั้งหมดในสสารสีขาว เซลล์จุลินทรีย์เป็นเซลล์ขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ซึ่งกระจายไปทั่วระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) [172]

เนื่องจากเซลล์ภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ ไมโครเกลียจะถูกกระตุ้นโดยการติดเชื้อ การบาดเจ็บของเนื้อเยื่อ หรือซีโนไบโอติกส์ เมื่อเปิดใช้งาน microglia จะหดส่วนขยายของไซโตพลาสซึมและย้ายไปยังบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บ ซึ่งพวกมันจะแพร่กระจายและกลายเป็นเซลล์ที่สร้างแอนติเจน ในแอสโตรไซต์ การกระตุ้น IFN จะเพิ่มการแสดงออกของ MHCII ในขณะที่เอนโดโทซิสถูกยับยั้งเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาแอนติเจนบนพื้นผิว [173]

เซลล์เสื่อมของ Microglia phagocytose ทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของปัจจัยด้านภูมิคุ้มกันและระบบประสาท เช่น ไซโตไคน์ คีโมไคน์ และปัจจัยทางระบบประสาท Microglia สามารถกระตุ้นได้โดยตัวรับที่ผิวเซลล์สำหรับเอนโดทอกซิน, ไซโตไคน์, เคโมไคน์, โปรตีนที่พับผิด, ปัจจัยในซีรั่ม และ ATP ในขณะที่การกระตุ้นอย่างอ่อนเป็นการตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวที่สำคัญ การกระตุ้นอย่างต่อเนื่องหรือการเปิดใช้งานมากเกินไปของ microgliais ที่คิดว่ามีส่วนทำให้เกิดการเสื่อมของระบบประสาท [174–176]

แม้จะมีรายงานการเกิด apoptosis inastrocytes และ microglia ภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่แตกต่างกัน แต่ก็มีข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับการสูญเสียหรือการเสื่อมของเซลล์ glial ที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของมนุษย์ ในทางกลับกัน oligodendrocytes เป็นที่ทราบกันว่าเสื่อมลงในความผิดปกติที่ทำลายเยื่อเมือก เช่น โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (multiple sclerosis) และได้รับผลกระทบทั้งทางตรงและทางอ้อมโดยคนส่วนใหญ่ ความผิดปกติที่ทราบในระบบประสาทส่วนกลาง ได้แก่ ภาวะขาดเลือด การบาดเจ็บ และการเสื่อมของระบบประสาท

ความเป็นพิษต่อกลูตาเมต/Ca2+ การอักเสบ (ไซโตไคน์) และความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นตัวกระตุ้นที่พบบ่อยสำหรับการบาดเจ็บของโอลิโกเดนโดรไซต์ในสถานการณ์ทางพยาธิวิทยาเหล่านี้ ปริมาณไขมันและธาตุเหล็กที่สูงของ oligodendrocytes ยังทำให้พวกมันไวต่อความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่เกิดจากไซโตไคน์ [177]

ที่สำคัญ ดูเหมือนว่าการหายใจ/เมแทบอลิซึมของไมโตคอนเดรียจะเกี่ยวข้องกับความแตกต่างของโอลิโกเดนโดรไซต์เป็นหลัก ในขณะที่ไกลโคไลซิสดูเหมือนจะเพียงพอที่จะรักษาโอลิโกเดนโดรไซต์หลังเกิด myelinated (แตกต่าง) ได้ [178] ดังนั้นความผิดปกติของการทำลายล้างที่เชื่อมโยงกับความผิดปกติของ tomitochondrial ดูเหมือนจะเชื่อมโยงเป็นหลักกับความเสียหายจากออกซิเดชั่นที่เพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญกรดไขมันอิสระ (FFA) แต่ไม่ใช่ภาวะพลังงานล้มเหลว [179–181]

ความผิดปกติของไมโตคอนเดรีย glial อาจเป็นอันตรายต่อการทำงานของสารสีขาว และอาจกระตุ้นและมีส่วนร่วมในโรคทางระบบประสาทต่างๆ รูปแบบการส่งสัญญาณของไมโตคอนเดรีย Ca2+ และความสามารถในการเริ่มต้นและมีส่วนทำให้เกิดการอักเสบและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นร่วมกันครอบคลุมกลไกการบาดเจ็บที่สำคัญซึ่งมีส่วนทำให้เกิดโรคต่างๆ อย่างไรก็ตาม ไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับผลกระทบของสภาวะสมดุลของไมโตคอนเดรีย Ca2+ ต่อการส่งสัญญาณไกลแอล

เช่นเดียวกับเซลล์ประเภทอื่นๆ ไมโตคอนเดรียอินสโตไซต์และโอลิโกเดนโดรไซต์ที่ทำหน้าที่ควบคุมคลื่น Ca2+ ที่เกิดจากการกระตุ้นการทำงานของตัวรับไอโนซิทอล1,4,5-ไตรฟอสเฟต (IP3) (IP3R) และการปล่อย Ca{{6} } จาก endoplasmicreticulum (ER) [182–184] Mitochondrial Ca2+ ยังแสดงให้เห็นว่าควบคุมการปล่อย vesicularglutamate จากแอสโตรไซต์ ซึ่งปรับการสื่อสารซินแนปติกและความตื่นเต้นง่าย[185]

การสะสม Ca2+ ในไมโตคอนเดรียยังปรับการผลิตฟอสโฟรีเลชั่นแบบออกซิเดชันและพลังงานอีกด้วย การปล่อย Ca2+ จาก ER ช่วยกระตุ้นการผลิตพลังงานที่ขึ้นกับไมโตคอนเดรียในแอสโตรไซต์ [186] รายงานล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการปลดปล่อย Ca2+ ผ่านทาง NCX ควบคู่ไปกับรายการ Ca2+ ที่ดำเนินการโดยร้านค้า (ถูกกระตุ้นโดยการสูญเสีย Ca2+ จากร้านค้า ER) และควบคุมการแพร่กระจายของแอสโตรไซต์และการปลดปล่อยกลูตาเมตที่เป็นพิษต่อร่างกาย [72, 187, 188].

ดังนั้น ไมโตคอนเดรียไม่เพียงแต่ควบคุมการสะสมและไดนามิกของ Ca2+ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการปลดปล่อยของมันด้วย การวิเคราะห์เชิงโครงสร้างได้เผยให้เห็นว่าไมโตคอนเดรียของแอสโตรไซต์ในสสารสีขาวนั้นมีความยาวมากกว่าในแอสโตรไซต์ที่มีสสารสีเทา [189] แต่สิ่งนี้มีส่วนช่วยอย่างไร ปฏิสัมพันธ์และการทำงานของเซลล์สู่เซลล์ยังไม่ได้รับการสำรวจ

โปรดทราบว่านอกเหนือจากผลกระทบในท้องถิ่นแล้ว เครือข่ายแอสโตรไซต์ยังสามารถทำให้รุนแรงขึ้นและเผยแพร่สัญญาณของไมโตคอนเดรีย Ca2+ ให้ออกไปจากศูนย์กลางของการบาดเจ็บ ดึงดูดเซลล์เพิ่มขึ้น และมีส่วนช่วยในการลุกลามของโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทในสารสีขาว

มีการพิสูจน์แล้วว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองการอักเสบโดยหลักแล้วเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของเมแทบอลิซึมของไมโตคอนเดรียระดับไมโครไกลหลังจากการกระตุ้น ดังนั้น การกระตุ้นแบบคลาสสิกของไมโครเกลีย (ฟีโนไทป์ M1-) จึงถูกรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ว่าเกิดขึ้นพร้อมกันด้วยสวิตช์เมตาบอลิซึมจากไมโตคอนเดรีย OXPHOS ไปสู่ไกลโคไลซิส ที่ช่วยเพิ่มการไหลของคาร์บอนให้กับเส้นทางเพนโตสฟอสเฟต (PPP) [190–192]

สิ่งที่น่าสนใจคือการยับยั้งกิจกรรม I ที่ซับซ้อนจะกระตุ้นเซลล์ไมโครเกลีย [193–195] ในขณะที่การด้อยค่าของการแบ่งตัวของไมโตคอนเดรียลดการผลิตสัญญาณที่ทำให้เกิดการอักเสบ [196] การเหนี่ยวนำของฟีโนไทป์ที่คล้ายกับ M2- ส่งผลให้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในไมโตคอนเดรียออกซิเจน การบริโภคหรือการผลิตแลคเตท [191] อย่างไรก็ตาม สารพิษในไมโตคอนเดรีย เช่น 3-กรดไนโตรโพรพิโอนิกและโรทีโนน บั่นทอนการเปลี่ยนผ่านเป็น M2- เช่น ฟีโนไทป์ที่เกิดจาก IL-4 [197]

ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียใน microglia สามารถทำให้ฟีโนไทป์ M1 ที่มีการอักเสบรุนแรงขึ้น และส่งผลให้เกิดการปล่อยไซโตไคน์ที่เป็นพิษต่อระบบประสาทและการอักเสบ และการสร้าง ROS/RNS ที่เพิ่มขึ้น [198] Pro-Inflammationcytokines ที่ปล่อยออกมาจาก microglia ยัง "กระตุ้น" astrocytes ซึ่งอาจผลิต TNF เพื่อกระตุ้นการกระตุ้น microglia การอักเสบเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดความผิดปกติทางระบบประสาทส่วนใหญ่

เป็นผลให้การเพาะเลี้ยงร่วมกันของ microglia และ astrocytes ก่อให้เกิดปัจจัยที่เป็นพิษต่อระบบประสาทมากกว่าเซลล์ที่ถูกกระตุ้นชนิดใดชนิดหนึ่งเพียงอย่างเดียว [199] ไม่ว่า astrocytes สามารถถูกกระตุ้นในกรณีที่ไม่มี microglia หรือไม่นั้นยังไม่ชัดเจน เนื่องจากการศึกษาส่วนใหญ่ที่ใช้ astrocytes ระดับปฐมภูมินั้นมี microglia อย่างน้อย 5% ที่มีส่วนสำคัญในการกระตุ้นการทำงานของ toastrocyte [200, 201]

ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นต่อความเสียหายจากออกซิเดชันในแอสโตรไซต์นั้นสังเกตได้แม้ว่าไมโตคอนเดรียแอสโตรเจนจะมีการหายใจแบบไมโตคอนเดรียไม่เพียงพอและเพิ่มการสร้าง ROS เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ประสาท [202] สิ่งที่น่าสนใจคือการศึกษาเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าแอสโตรไซต์มีความทนทานต่อความเสียหายจากออกซิเดชันได้ดีกว่าไมโครเกลียหรือโอลิโกเดนโดรไซต์

แอสโตรไซต์มีระดับสารต้านอนุมูลอิสระภายนอกและระบบต้านอนุมูลอิสระในระดับที่สูงกว่า ซึ่งรวมถึง NADPH และ G6PD (กลูโคส-6-ฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนส) ความสำคัญของแอสโตรไซต์สำหรับสภาวะสมดุลรีดอกซ์ของเซลล์ประสาทนั้นก่อตั้งขึ้นโดยการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่แสดงให้เห็นว่าการสูญเสียแอสโตรไซต์ตามเงื่อนไขจะส่งเสริมการบาดเจ็บของเส้นประสาทโดยความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น [204]

การศึกษาครั้งนี้ทำให้เกิดคำถามว่าบทบาทของไมโตคอนเดรียในแอสโตรไซต์และเซลล์ประสาทรีดอกซ์ homeostasisin คืออะไร การสูญเสีย GSH โดยการส่งออกไปยังเซลล์ประสาทหรือเนื่องจากการล้างพิษของอิเล็กโทรไลต์คาดว่าจะกระตุ้นให้ astrocytes เติมเต็มสารตั้งต้นของ GSH สิ่งที่น่าสนใจคือการสูญเสีย GSH จะควบคุมกิจกรรมของไมโตคอนเดรียใน astrocytes [205] แต่กลไกที่แน่นอนที่ควบคุมปรากฏการณ์นี้ยังไม่ชัดเจน

ภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับบทบาทของไมโตคอนเดรียในการทำงานของเซลล์เกลีย ซึ่งรวมถึงการเผาผลาญ สภาวะสมดุลรีดอกซ์ การส่งสัญญาณ Ca2+ การอักเสบ และการตายของเซลล์ แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความสำคัญของสุขภาพของไมโตคอนเดรียในเซลล์เกลีย และความเกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตาม การทบทวนนี้ยังเน้นย้ำถึงความเข้าใจที่จำกัดของเราเกี่ยวกับการทำงานของไมโตคอนเดรียในเซลล์ glial และความจำเป็นในการตรวจสอบเพิ่มเติมในพื้นที่ที่มีการขยายตัวอย่างรวดเร็วนี้

คำถามมากมายที่ยังคงต้องตอบเกี่ยวกับบทบาทของความผิดปกติทางระบบประสาทของไมโตคอนเดรีย โดยบอกว่าถึงเวลาที่จะต้องคิดถึงสุขภาพและความผิดปกติของไมโตคอนเดรียในบริบทที่ครอบคลุมมากขึ้นภายนอกเซลล์ประสาท เป็นที่ชัดเจนแล้วว่า mtPTP ของไมโตคอนเดรียมีบทบาทสำคัญในโรคต่างๆ ของมนุษย์ ซึ่งพยาธิสภาพทั่วไปอาจขึ้นอยู่กับความผิดปกติของไมโตคอนเดรียที่ถูกกระตุ้นโดย Ca2+ และเพิ่มศักยภาพโดยความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน [206]

สายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดการเสื่อมของแอกซอนและการขนส่งแอกซอนลดลง นำไปสู่ความผิดปกติของแอกซอนและการเสื่อมของระบบประสาท รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ [207] เส้นโลหิตตีบด้านข้างของอะไมโอโทรฟิค [208] โรคพาร์กินสัน [209] และโรคฮันติงตัน [210]

เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของการขนส่งแอกซอนสำหรับการรักษาความสมบูรณ์ของแอกซอน จึงไม่ค่อยมีใครทราบแน่ชัดว่าความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นส่งผลต่อการขนส่งแอกซอนอย่างไร และสิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดผลเสียหายของระดับ ROS ที่สูงขึ้นหรือไม่ ความก้าวหน้าล่าสุดในการตรวจสอบสารยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็กสำหรับ mtPTP เป็นตัวแทนของสารประกอบที่มีคุณค่าทางการรักษาสูง เนื่องจากการเปิดใช้งาน mtPTP และการเปิดทำให้เกิดโรคต่างๆ มากมายที่เป็นเป้าหมายร่วมกัน [206]

ด้วยเหตุนี้ การค้นหาวิธีการรักษาโรคด้วยโมเลกุลขนาดเล็กแบบกำหนดเป้าหมายสำหรับโรคในมนุษย์ที่แพร่หลายและท้าทายที่สุด เช่น โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งด้านข้างชนิดอะไมโอโทรฟิค โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน โรคฮันติงตัน และโรคหลอดเลือดสมอง มีความก้าวหน้ามากขึ้น

ตัวอย่างเช่น การบาดเจ็บจากการขาดเลือดกลับคืนมาเป็นโรคสำคัญที่การเปิด mtPTP มีบทบาทสำคัญในความเสียหายจากการขาดเลือดของเนื้อเยื่อใดๆ ซึ่งเด่นชัดที่สุดในความเสียหายจากการขาดเลือดของหัวใจและสมอง ความเป็นพิษต่อร่างกายซึ่งเป็นเส้นทางสำคัญของการบาดเจ็บจากการขาดเลือดกลับคืนมา มีลักษณะเฉพาะคือการที่ Ca2+ เข้าไปในเซลล์ประสาทมากเกินไป ซึ่งสามารถกระตุ้นโดยหลักโดยการกระตุ้นกลูตาเมตและ NMDAreceptor ที่กระตุ้นให้เกิดการเปิด mtPTP

โรคอัลไซเมอร์เป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของความพิการทางจิตในผู้สูงอายุ และการรวมกันของกลไกต่างๆ ที่นำไปสู่ภาวะ dyshomeostasis ของ Ca2+ จะกระตุ้น mtPTP โดยเริ่มต้นการตายของเซลล์ของเซลล์ประสาทและเซลล์ใกล้เคียง

เซลล์ประสาทโดปามิเนอร์จิคนั้นพึ่งพาช่อง L-type Ca 2+ ที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าอย่างชัดเจนสำหรับกิจกรรมการกระตุ้นหัวใจอย่างอิสระและการปลดปล่อยโดปามีนแบบโทนิค [211] ด้วยเหตุนี้ เซลล์เหล่านี้จึงมีความเสี่ยงเป็นพิเศษที่จะถูกรบกวนในความสามารถในการบัฟเฟอร์ Ca 2+ ของไมโตคอนเดรีย ซึ่งนำไปสู่การเปิด mtPTP ในผู้ป่วยพาร์กินสัน โรคฮันติงตัน (Huntington'sdisease) ซึ่งเป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมแบบก้าวหน้าที่ส่งผลให้เกิดความผิดปกติทางการเคลื่อนไหว การรับรู้ และทางจิตเวชที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสฮันติงตันติน (Htt) ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่ความตายในวัยผู้ใหญ่ เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องของไมโตคอนเดรียที่ขึ้นกับ mtPTP ในการเกิดโรค

ในโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งด้านข้างของอะไมโอโทรฟิค เซลล์ประสาทสั่งการที่ได้รับผลกระทบจะแสดงการบวมและการแตกตัวของไมโตคอนเดรีย และ Ca{0}} ของไมโตคอนเดรียจะชักนำให้เกิดการเปลี่ยนขั้วของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ผิดปกติซึ่งนำไปสู่การเปิด mtPTP

โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งเป็นโรคที่พบบ่อยที่สุดในคนหนุ่มสาวและวัยกลางคน และความเสื่อมของแอกซอนเป็นส่วนสำคัญของการเกิดโรคของ MS และเป็นปัจจัยสำคัญของความพิการถาวร Axoplasmic Ca2+ โอเวอร์โหลดที่เกิดจากความไม่สมดุลของไอออนิกและ ROS ได้รับการสันนิษฐาน เพื่อนำไปสู่ความผิดปกติของ tomitochondrial และส่งผลให้เกิดการเปิดทางพยาธิวิทยาของ PTP ซึ่งท้ายที่สุดอาจมีความสำคัญต่อการเสื่อมของ axonal ใน MS [211]

ดังนั้นจึงมีรายการพยาธิสภาพของมนุษย์จำนวนมากซึ่งสารยับยั้ง mtPTP ดังกล่าวอาจมีบทบาทสำคัญ โปรดทราบว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียที่มีส่วนร่วมนั้นมีสาเหตุมาจากเซลล์ประสาทและแอกซอนตามอัตภาพ

ความสำคัญของปฏิสัมพันธ์ของ glia-axon ในแง่ของเมแทบอลิซึม การส่งสัญญาณ และการทำงานได้รับการยอมรับแล้ว แต่คำถามที่ว่าบทบาทของแอสโตรไซต์ไมโทคอนเดรียในการก่อโรคของโรคเหล่านี้ยังไม่ได้รับคำตอบในปัจจุบัน การวิจัยในอนาคตที่ตอบคำถามเหล่านี้จะเผยให้เห็นความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับโรคทางระบบประสาทและระบุเป้าหมายการรักษาแบบใหม่

รับทราบ

งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากทุนจากสถาบันผู้สูงอายุแห่งชาติ (NIA, AG033720) และสถาบันโรคประสาทวิทยาแห่งชาติ (NIDS, NS094881) ให้กับ SB เราขอขอบคุณ Dr. Chris Nelson ที่ช่วยแก้ไขบทความนี้

อ้างอิง

1. Verkhratsky A, Nedergaard M (2018) สรีรวิทยาของ Astroglia ฟิสิโอล วิวรณ์ 98:239–389. 10.1152/physrev.00042.2016 [PubMed: 29351512]

2. Zonta M, Angulo MC, Gobbo S, Rosengarten B, Hossmann KA, Pozzan T, Carmignoto G (2003) การส่งสัญญาณจากเซลล์ประสาทสู่แอสโทรไซต์เป็นศูนย์กลางของการควบคุมแบบไดนามิกของจุลภาคในสมอง แนทนิวรอสซี 6:43–50 10.1038/nn980 [PubMed: 12469126]

3. Iadecola C, Nedergaard M (2007) การควบคุม Glial ของหลอดเลือดสมองขนาดเล็ก แนท นิวโรไซ 10:1369–1376 10.1038/nn2003 [PubMed: 17965657]

4. Takano T, Tian GF, Peng W, Lou N, Libionka W, Han X, Nedergaard M (2006) การควบคุมการไหลเวียนของเลือดในสมองโดยอาศัย Astrocyte แนท นิวโรไซ 9:260–267 10.1038/nn1623 [PubMed: 16388306]

5. Chesler M, Kaila K (1992) การปรับ pH โดยกิจกรรมของเส้นประสาท เทรนด์นิวโรไซ 15:396–402.10.1016/0166-2236(92)90191-a [PubMed: 1279865]

6. Han X, Chen M, Wang F, Windrem M, Wang S, Shanz S, Xu Q, Oberheim NA, Bekar L, BetstadtS, Silva AJ, Takano T, Goldman SA, Nedergaard M (2013) การปลูกถ่ายสมองโดยมนุษย์ glialprogenitor เซลล์ช่วยเพิ่มความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกและการเรียนรู้ในหนูที่โตเต็มวัย เซลล์ต้นกำเนิด 12:342–353.10.1016/j.stem.2012.12.015 [PubMed: 23472873]

7. Wang DD, Bordey A (2008) โอดิสซีย์ของ astrocyte โพรก นิวโรไบโอล 86:342–367. 10.1016/j.pneurobio.2008.09.015 [PubMed: 18948166]

8. Belanger M, Allaman I, Magistretti PJ (2011) การเผาผลาญพลังงานของสมอง: มุ่งเน้นไปที่ความร่วมมือระหว่างแอสโตรไซต์และนิวรอนเมตาบอลิซึม เซลล์เมตาแท็บ 14:724–738 10.1016/j.cmet.2011.08.016 [PubMed: 22152301]

9. Brown AM, Tekkok SB, Ransom BR (2002) ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำและสารสีขาว: พยาธิสรีรวิทยาของการบาดเจ็บของแอกซอนและบทบาทของไกลโคเจน โรคเบาหวาน Nutr Metab 15:290–293 การสนทนา 293–294 [PubMed:12625471]

For more information:1950477648nn@gmail.com