Células gliales satélite, Anatomía, Función, Roles en temas de salud, Direcciones de investigación

Las células gliales de satélite son un tipo de células gliales que recubren la superficie exterior de las neuronas en el sistema nervioso periférico. Las células gliales por satélite también rodean los cuerpos celulares de las neuronas dentro de los ganglios. Ellos son de un origen embriológico similar a las células de Schwann del SNP, ya que son ambos derivados de la cresta neural del embrión durante el desarrollo. SGC se han encontrado para tener una variedad de funciones, incluyendo el control sobre el microambiente de los ganglios simpáticos. Se cree que tienen un papel similar al de los astrocitos en el sistema nervioso central. Ellos suministran nutrientes a las neuronas circundantes y también tienen una función estructural. Las células satélite también actúan como protección, amortiguando las células. Además, expresan una variedad de receptores que permiten una gama de interacciones con productos químicos neuroactivos. Muchos de estos receptores y otros canales de iones han sido recientemente implicados en problemas de salud como el dolor crónico y el herpes simplex. Hay mucho más que aprender acerca de estas células, y la investigación en torno a las propiedades y funciones de los PcCS adicionales está en marcha.

Anatomía

Las células gliales satélite son las células gliales principio que se encuentra en el sistema nervioso periférico, específicamente en los ganglios sensoriales, simpático y parasimpático. Se componen las vainas celulares delgadas que rodean las neuronas individuales en estos ganglios.

En un SGC, el cuerpo de la célula se representa por la región que contiene el único núcleo, relativamente grande. Cada lado del cuerpo de la célula se extiende hacia fuera, formando procesos perineuronales. La región que contiene el núcleo tiene el mayor volumen de citoplasma, haciendo de esta región de la vaina SGC más gruesa. La vaina puede ser incluso más grueso si múltiples PcCS se colocan en capas en la parte superior de uno al otro, cada uno mide 0,1 micras.

A pesar de su forma aplanada, células gliales satélite contienen todos los orgánulos comunes necesarias para hacer que los productos celulares y para mantener el entorno homeostático de la célula. La membrana plasmática de PcCS es delgada y no muy densa, y se asocia con las moléculas de adhesión, receptores para los neurotransmisores y otras moléculas, y los canales iónicos, los canales iónicos de potasio específicamente. Dentro de PcCS individuales, no es tanto retículo endoplasmático rugoso y el retículo endoplásmico liso, pero este último es mucho menos abundante. Muy a menudo el aparato de Golgi y los centriolos en un SGC se encuentran en una región muy cerca de la células de núcleo. Por otro lado, las mitocondrias se encuentran en todo el citoplasma junto con los orgánulos de la autofagia y otras formas de degradación catabólica, tales como los lisosomas, gránulos de lipofuscina, y peroxisomas. Tanto los microtúbulos y los filamentos intermedios pueden ser vistos por todo el citoplasma, y más a menudo que son paralelas a la vaina de SGC. Estos filamentos se encuentran en mayores concentraciones en el cono axónico y en la parte inicial de un axón en un SGC de los ganglios simpáticos. En algunos PcCS de los investigadores los ganglios sensoriales han visto un solo cilio que se extiende hacia fuera desde la superficie de la célula cerca del núcleo y en el espacio extracelular de una profunda hendidura en la membrana plasmática. El cilio, sin embargo, sólo tiene los nueve pares de microtúbulos periféricos mientras que le falta el par axial de los microtúbulos, por lo que su estructura muy similar a los cilios de las neuronas, células de Schwann y astrocitos del SNC.

En los ganglios sensoriales

Células gliales por satélite en los ganglios sensoriales son células laminares que más a menudo carecen de los verdaderos procesos que se extienden desde el cuerpo celular. En general un sobre de múltiples PcCS rodea completamente cada neurona sensorial. El número de PcCS que componen la vaina aumenta proporcionalmente con el volumen de la neurona que rodea. Además, el volumen de la propia vaina aumenta proporcionalmente con el volumen y el área superficial de la somas neuronas. La distancia del espacio extracelular entre la vaina y la membrana plasmática neuronal mide 20 nanómetros, lo que permite la neurona y su vaina SGC para formar una única unidad funcional y anatómica. Estas unidades individuales están separadas por áreas de tejido conectivo. Sin embargo, hay algunas neuronas sensoriales que ocupan el mismo espacio dentro del tejido conectivo y por lo tanto se agrupan juntos en un "grupo" de dos o tres neuronas. Muy a menudo cada neurona individual en un clúster sigue rodeado por su propia vaina de SGC, pero en algunos casos no se encuentra. Algunas neuronas sensoriales tienen pequeñas proyecciones llamadas microvellosidades que se extienden hacia fuera desde sus superficies celulares. Debido a su estrecha proximidad a la vaina SGC, estas microvellosidades de la membrana plasmática neuronal alcanzan en las ranuras de la funda, lo que permite para un posible intercambio de materiales entre las células.

En los ganglios simpáticos

En los ganglios simpáticos, las células gliales satélite son uno de los tres tipos principales de células, las otras dos son las neuronas ganglionares simpáticas y células intensamente fluorescentes pequeños. SIF células de los ganglios del simpático se separan en grupos, cada uno de los cuales está rodeado por una vaina de SGC. Los PcCS de los ganglios simpáticos provienen de la cresta neural y no proliferan durante el desarrollo embrionario hasta que las neuronas están presentes y maduros, lo que indica que las neuronas señal de la división y la maduración de los PcCS. Los PcCS de ganglios simpáticos siguen la misma estructura básica que las PcCS de los ganglios sensoriales, excepto que los ganglios simpáticos también reciben sinapsis. Por lo tanto, la vaina SGC de las neuronas simpáticas debe extenderse aún más para cubrir el axón loma cerca de la somata. Al igual que las regiones de la vaina cerca del núcleo gliales, las regiones de la vaina en las colinas axón son más gruesas que las que rodean el resto de la neurona. Esto indica que los PcCS juegan un papel en el medio ambiente sináptica, lo que influye en la transmisión sináptica.

Diferencias con otras células gliales

Muchas personas comparan PcCS a los astrocitos en el SNC debido a que comparten ciertas propiedades anatómicas y fisiológicas, tales como la presencia de transportadores de neurotransmisores y la expresión de la glutamina sintetasa. Sin embargo, hay factores distintivos que ponen PcCS en su propia categoría distinta de las células gliales. PcCS más a menudo rodean a las neuronas sensoriales y parasimpáticas individuales con una completa, mientras que la vaina ininterrumpida mayoría de las neuronas de los ganglios simpáticos carecen de una vaina SGC completamente continua, que permite el intercambio directo limitado de materiales entre el espacio extracelular de la neurona y el espacio dentro del tejido conectivo donde los PcCS están situados. Por otra parte, existen uniones entre PcCS en las vainas de las neuronas adyacentes, así como entre PcCS en la misma vaina. Estas uniones se han identificado a través de la utilización de la microscopía electrónica y marcadores trazadores de peso, tales como amarillo Lucifer o neurobiotin. El grado en que PcCS están acoplados a PcCS de otra funda o para PcCS de la misma vaina depende del pH del entorno celular.

A partir de estudios en ratas y ratones, los investigadores han encontrado que las células gliales satélite expresan muchos receptores de neurotransmisores, tales como acetilcolina muscarínicos y receptores de eritropoyetina. Con el fin de diferenciar entre PcCS y otras células gliales investigadores han usado marcadores para identificar las proteínas que se encuentran en diferentes células. Aunque PcCS proteína ácida glial fibrilar express y diferentes proteínas S-100, el marcador más útil disponible en la actualidad para la identificación SGC es la glutamina sintetasa. Los niveles de GS son relativamente bajos en reposo, pero que aumentan en gran medida si la neurona sufre daño axonal. Además, CGB también poseen mecanismos para liberar citocinas, trifosfato de adenosina, y otros mensajeros químicos.

Función

La investigación está actualmente en curso en la determinación de la función fisiológica de las células gliales satélite. Las teorías actuales sugieren que PcCS tienen un papel importante en el control del microambiente de los ganglios simpáticos. Esto se basa en la observación de que sGCs envuelve casi completamente la neurona y puede regular la difusión de moléculas a través de la membrana celular. Se ha demostrado previamente que cuando trazadores fluorescentes proteínas se inyectan en el ganglio cervical con el fin de evitar el sistema circulatorio, que no se encuentran en la superficie de la neurona. Esto sugiere que los PcCS pueden regular el espacio extracelular de las neuronas individuales. Algunos especular que PcCS en los ganglios autónomos tienen un papel similar al de la barrera sangre-cerebro como una barrera funcional a las moléculas grandes.

PcCS papel como regulador del microambiente neuronal se caracteriza además por sus propiedades eléctricas que son muy similares a la de los astrocitos. Los astrocitos tienen un papel bien estudiado y definido en el control del microambiente dentro del cerebro, por lo tanto, los investigadores están investigando cualquier papel homóloga de PcCS dentro de los ganglios simpáticos. Un modo establecido de controlar el microambiente en los ganglios sensoriales es la absorción de sustancias por los transportistas especializados que llevan neurotransmisores en las células cuando se combina con Na y Cl-. Transporters para el glutamato y ácido gamma-aminobutírico se han encontrado en PcCS. Parecen estar participando activamente en el control de la composición del espacio extracelular de los ganglios. La enzima glutamina sintetasa, que cataliza la conversión de glutamato en glutamina, se encuentra en grandes cantidades en PcCS. Además, PcCS contienen enzimas relacionados con la glutamato deshidrogenasa de glutamato y piruvato carboxilasa, y por lo tanto pueden suministrar las neuronas no sólo con glutamina, sino también con malato y lactato.

Propiedades moleculares

A diferencia de sus neuronas adyacentes, PcCS no tienen sinapsis, pero están equipadas con receptores para una variedad de sustancias neuroactivos que son análogos a los que se encuentran en las neuronas. Terminales de los axones, así como otras partes de la neurona llevan receptores para sustancias tales como la acetilcolina, GABA, glutamato, ATP, la noradrenalina, la sustancia P, y la capsaicina que afectan directamente a la fisiología de estas células. La investigación actual está revelando que PcCS también son capaces de responder a algunos de los mismos estímulos químicos como las neuronas. La investigación es el papel actual y SGC en los mecanismos de reparación de lesiones aún no se entiende completamente.

 Características moleculares de la SGC

Roles en temas de salud

El dolor crónico

Las células gliales, incluidos CGB, han sido reconocidos por su papel en respuesta a los daños y lesiones neuronales. SCG específicamente se han implicado en un nuevo papel que implica la creación y la persistencia de dolor crónico, que puede implicar hiperalgesia y otras formas de dolor espontáneo.

 La secreción de moléculas bioactivas

PcCS tienen la capacidad de liberar citoquinas y otras moléculas bioactivas que transmiten el dolor neuronalmente. Las neurotrofinas y el factor de necrosis tumoral a otros factores celulares que trabajan para sensibilizar a las neuronas al dolor. PcCS están presentes en el SNP en menor número que otros tipos más conocidos de las células gliales, tales como astrocitos, pero se ha determinado que tienen un impacto sobre la nocicepción debido a algunas de sus propiedades fisiológicas y farmacológicas. De hecho, al igual que los astrocitos, PcCS tienen la capacidad de detectar y regular la actividad neuronal vecino. En primer lugar, después de un período de lesión de las células del nervio, PcCS son conocidos para un máximo de regular GFAP y para someterse a la división celular. Tienen la capacidad de liberar quimioatrayentes, que son análogas a los liberados por las células de Schwann y contribuir al reclutamiento y la proliferación de los macrófagos. Además, varios grupos de investigación han encontrado que aumenta el acoplamiento de SGC después de daño a los nervios, lo que tiene un efecto sobre la percepción del dolor, es probable por varias razones. Normalmente, las uniones entre PcCS se utilizan con el fin de iones de potasio redistribuir entre las células adyacentes. Sin embargo, en el acoplamiento de PcCS, el número de uniones gap aumenta en gran medida. Esto puede posiblemente ser para tratar con grandes cantidades de ATP y glutamato, lo que finalmente conduce a un aumento de reciclaje del glutamato. El aumento de los niveles de plomo glutamato a más de excitación y un aumento en la nocicepción.

 La expresión de receptores y canales iónicos

Varios receptores neuronales presentes en PcCS han sido nombrados como los participantes en ATP-evocó las señales de dolor, sobre todo el homomultímero P2X3 y P2X2 heteromultímero/3 purinoceptores. En general, la familia de los receptores P2X responde a lanzado neuronalmente ATP. Cada uno de los subtipos P2X se encuentran en las neuronas sensoriales con la excepción del receptor P2X7, que se expresa selectivamente por las células gliales, incluyendo PcCS. El receptor ha sido implicado en la liberación de interleucina IL-1 a partir de macrófagos o microglia y astrocitos. El receptor es probable que tenga un papel en la cascada de eventos que terminan con la inflamación y el dolor neuropático. Se ha descubierto que este receptor tiene un antagonista en forma de A-317491, la cual, cuando está presente, tiene la capacidad de reducir tanto el evocado y espontaneo cocción de varias clases de neuronas de la médula, así como para inhibir la liberación de IL- 1. Sin embargo, se cree que las influencias exteriores de receptores P2X3 y P2Y1 para complicar las interacciones entre P2X7 y su antagonista, por lo que es un objetivo no-ideal cuando se usa la estrategia farmacológica.

Receptores P2Y también se encuentran en las neuronas y células gliales. Su función es menos clara que la de los receptores P2X, pero se ha observado que tienen varias funciones conflictivas. En algunos casos, estos receptores actuar como analgésicos, como P2Y1 tiene la capacidad de inhibir la acción de P2X3 - En otros casos, los receptores contribuyen a la nocicepción a través de la modulación de la concentración extracelular del péptido relacionado con el gen de la calcitonina. Estos papeles conflictivos se están investigando más para que puedan servir como dianas potenciales para el desarrollo de una variedad de fármacos terapéuticos.

PcCS también expresan un tipo específico de canal, el canal Kir4.1, que trabaja para mantener la deseada baja concentración de K extracelular con el fin de controlar la hiperexcitabilidad, que se sabe que causa las migrañas. Además, la concentración de K extracelular se ha encontrado para ser controlado por guanina nucleósido de guanosina. Guo, que puede estar involucrado en la neurona a la comunicación SGC y la interacción en los ganglios sensoriales, es también un objetivo potencial que podría controlar las alteraciones de K extracelular de concentración asociada con el dolor crónico.

Herpes simplex

Los ganglios sensoriales se han asociado con las infecciones de los virus como el herpes simplex, que puede existir en un estado latente dentro de los ganglios durante décadas después de la infección primaria. Cuando el virus se reactiva, aparecen ampollas en la piel y las membranas mucosas. Durante la etapa latente del virus, los virus rara vez se encuentran en los PcCS dentro de los ganglios sensoriales, pero las PcCS todavía pueden desempeñar un papel importante en la enfermedad. Se ha propuesto que PcCS actúan para crear las paredes para evitar la propagación del virus a partir de las neuronas infectadas a no infectadas. Si este muro de protección era romper, entonces la infección puede ser más generalizada. Esta propiedad puede ser explicado por mirando a la ubicación y disposición de los PcCS, ya que se centran en las neuronas, lo que les permite proteger las neuronas. También se ha propuesto que PcCS pueden tener un trabajo en librar a los ganglios del virus y en la protección y reparación del sistema nervioso después de que el virus ha dejado la etapa latente.

Direcciones de investigación

La mayoría de la información disponible sobre el tema de PcCS proviene de la investigación que se centra en las neuronas sensoriales que los PcCS rodean en lugar de los propios PcCS. En el futuro, los investigadores planean dar más tiempo y atención a los CGB, que tienen muchas funciones de apoyo y protección esenciales para la vida. Receptores de neurotransmisores y hormonas en PcCS in situ en lugar de en la cultura probablemente serán exploradas y definitivamente caracterizan. Los cambios en los receptores ocasionada por diversas mutaciones y enfermedades también pueden explorar con el fin de determinar el impacto de estas enfermedades. Además, los mecanismos detrás de la comunicación neuronal-SGC es esencialmente no identificado, aunque es probable que los diversos receptores de las neuronas y ambos sGCs se han utilizado para la señalización química, tal vez con P2Y. Ca2 y NO y sus impactos también deben observarse para lograr una mejor comprensión de las interacciones entre los dos tipos de células. Por último, la posibilidad de una influencia de PcCS sobre la transmisión sináptica dentro de los ganglios autonómicos proporciona otra dirección para futuras investigaciones.