VIDEO: Astrocyty fandí neuronům v mozku

20.04. 09:09 | Autor: Radek John

Astrocyty mají zhruba hvězdicovitý tvar.

Když si fotbalisti na stadiónu dlouho jen tak čutají, aniž by se dělo něco dramatického, nebo to vypadalo, že brzo padne gól, věnují fanoušci zápasu méně pozornosti. Leckterý si dokonce odskočí koupit párek. Pokud ale hra přiostří, je to jiné. Tribuny začnou bouřit. Buňky v mozku se chovají podobně.

Kdyby se vás, coby laiků, někdo zeptal, jakých buněk je v mozku nejvíc, asi byste si tipli buňky nervové. To dá rozum. Není to ale pravda. V mozku a v míše je víc než neuronů takzvaných astrocytů. Jsou to buňky, jimž vědci obvykle přisuzují spíš pomocnou funkci. Jejich název vychází z řeckého slova astron, které značí hvězdu, poněvadž mají hvězdicový tvar. Obklopují neurony a poskytují jim všemožný servis. Posledních přibližně čtvrt století ale vědci shromažďují další a další důkazy, že astrocyty nejsou v činnosti mozku jen pasivními hráči.

Podobně jako neurony vypouštějí signální molekuly. V tomto ohledu jsou nejznámější vlny vápenatých iontů, které se mohou mezi astrocyty šířit na velké vzdálenosti. Vápenaté ionty studovala i skupina vědců vedená Baljitem Khakhem z Kalifornské univerzity v Los Angeles. V práci, kterou badatelé zveřejnili v časopise Neuron, tvrdí, že se hladina vápenatých iontů v astrocytech mění v závislosti na činnosti neuronů, k nimž přiléhají.

Glutamát a GABA

Vědci studovali buňky v mozcích laboratorních myší, konkrétně buňky poblíž dráhy, která spojuje dvě místa uvnitř hipokampu. Hipokampus je struktura zanořená hluboko ve spánkových lalocích mozku. Lidé, kteří ji mají poškozenou, například v důsledku Alzheimerovy nemoci, mají potíže s ukládáním nových informací do paměti a s orientací v prostoru. Vědci přiměli neurony k činnosti, tj. k vysílání nervových přenašečů. Zároveň sledovali, co se bude dít se sousedícími astrocyty. Výsledek můžete zhlédnout ve výše vloženém krátkém filmu.

Astrocyty se probouzely, zejména když neurony vypouštěly dva druhy nervových přenašečů. Glutamát a GABA. Oba mají spoustu úloh. První je nejznámější z procesu označovaného jako dlouhodobá potenciace. Je to zesílení citlivosti dvou sousedících nervových buněk na vzájemné signály.

Takhle si astrocyt představuje umělec. Záblesky světla jsou vápenaté ionty, které buňka vylučuje.

GABA je zkratka z anglického výrazu "gamma-aminobutyric acid", což znamená kyselina Kyselina gama-aminomáselná. Tato signalizační molekula má často tlumivou funkci. Utišuje aktivní spojení mezi neurony.

Iontová záhada

Aktvita astrocytů nekopírovala činnost nervových buněk. "Poslouchají, když se neurony nadměrně rozruší během výbuchů aktivace," prohlásil Khakh. Pomocné buňky proto možná jednají jako přepínače, které odpovídají na zvýšenou činnost neuronů vypouštěním vápenatých iontů. Jejich reakce může trvat několik sekund. To je ve srovnání s vzájemnou komunikací neuronů dlouhá doba. V nervovém systému je rychlost klíčový parametr. Neurony operují v řádu milisekund.

"Astrocyty mohou jen tak tiše sedět, a když se v nervovém okruhu objeví nadměrná aktivace, okamžitě odpoví zvýšeným množstvím vápníku," prohlásil Khakh. "Další velká otázka bude, co s tím vápníkem dělají."

Vápenaté ionty plní v buňkách spoustu důležitých poslání. Mohou například způsobovat vylučování různých proteinů, nebo měnit neaktivní bílkoviny na aktivní. Velmi často zastávají signalizační funkce. K čemu ale jsou vápenaté ionty astrocytů, zatím nikdo neví.

Foto: Andrew Swift, Baljit S. Khakh, University of California

Autor: Radek John