Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence
Naslovnica Članki Intervjuji Mnenja Zdravje Korenine eSinapsa Številke
Astrociti – spregledane zvezde nevrobiologije
članki
eSinapsa, 2011-1
Zvezdan Pirtošek
Eksoskeleti – inteligentne bionske naprave
Marko Munih
O aktualnih dilemah draženja globokih možganskih struktur pri obsesivno - kompulzivni motnji
Nadja Jarc
Sledite svojo srečo ... z iPhone
Urban Kordeš
eSinapsa, 2011-2
Renata Salecl
Gašper Tkačik
Astrociti – spregledane zvezde nevrobiologije
Marko Kreft, Robert Zorec
Sašo Dolenc
Meditacija - malo truda, veliko koristi
Luka Dimic
eSinapsa, 2011-3
Mara Bresjanac
Martina Starc
Rok Berlot
Varnost uporabe generičnih protiepileptičnih zdravil
Mojca Kržan, Matevž Kržan
Možgani, računalniki - nekaj vmes
Miha Pelko
eSinapsa, 2012-4
Ali so moški in ženski možgani različni?
Gregor Majdič
O kognitivnih motnjah pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo
Dejan Georgiev
Akutno možgansko kap lahko uspešno zdravimo
Nina Vujasinovič, Bojana Žvan
Vloga nevropsihološke diagnostike pri odkrivanju zgodnjih znakov alzheimerjeve bolezni
Simon Brezovar
eSinapsa, 2013-5
Novo odkritje na področju sporadičnih prionskih bolezni
Jana Jerše, Nadja Jarc
Učinek placeba brez lažnih zdravil in zavajanja
Mara Bresjanac
Subarahnoidna krvavitev zaradi tromboze venskih sinusov
Mateja Repar, Anita Resman Gašperčič
Srečanje dveh velikanov: možganov in imunskega sistema
Matej Markota
eSinapsa, 2013-6
Odstranjevanje možganskih tumorjev pri budnem bolniku
Andrej Vranič, Jasmina Markovič, Blaž Koritnik
Zmedena bolnica, ki nič ne vidi ali PRES
Manja Hribar, Vid Zgonc
Manja Hribar
Sistemska skleroza in ishemična možganska kap - vzročna povezanost ali le koincidenca?
Mateja Repar, Janja Pretnar Oblak
Netravmatska lokalizirana konveksitetna subarahnoidna krvavitev
Mateja Repar, Fajko F. Bajrović
Klemen Grabljevec
Z omejevanjem spodbujajoča terapija pri bolnikih po nezgodni možganski poškodbi
Dejana Zajc, Klemen Grabljevec
eSinapsa, 2014-7
Možgani v mreži navezanosti, ki nas zaznamuje
Barbara Horvat
Vpliv senzoričnega dotoka na uglasitev možganskih povezav
Peter Gradišnik
Človeški konektom ali kakšne so zveze v naših možganih
Blaž Koritnik
Niko Lah
Torkove delavnice za osnovnošolce
Mateja Drolec Novak, Vid V. Vodušek
Da ne pozabim! Tehnike za pomladitev spomina
Klara Tostovršnik, Hana Hawlina
Površina socialne nevroznanosti
Manuel Kuran
Clarity - bistri možgani Karla Deisserotha
Gregor Belušič
Barbara Gnidovec Stražišar
Bojana Žvan
Nevroplastičnost po možganski kapi
Marjan Zaletel
Klinično psihološka obravnava pacientov po možganski kapi in podpora pri vračanju na delovno mesto
Barbara Starovasnik Žagavec
Možgani: organ, s katerim ljubimo
Andraž Matkovič
Marija Šoštarič Podlesnik
Gibalno-kognitivna vadba: praktična delavnica
Mitja Gerževič, Marina Dobnik
Anton Grad
Nevrologija, imunologija, psihiatrija …
Bojan Rojc
Andraž Stožer, Janez Bregant
Dominika Novak Pihler
Možganska kap – »kako ostati v omrežju?«
Nina Ozimic
Klara Tostovršnik
eSinapsa, 2014-8
Znotrajžilno zdravljenje možganskih anevrizem
Tamara Gorjanc, Dimitrij Lovrič
Obravnava hladnih možganskih anevrizem
Bojana Žvan, Janja Pretnar Oblak
Ali deklice z Rettovim sindromom govorijo z očmi?
Anka Slana, Urška Slana
Progresivna multifokalna encefalopatija
Urša Zabret, Katarina Šurlan Popovič
Ne ubijaj – poskusi na živalih
Martina Perše
Poizkusi na živalih - za in proti
Simon Horvat
eSinapsa, 2015-9
Kako deluje navigacijski sistem v naših možganih
Simon Brezovar
Vsakodnevno delo slepe osebe / s slepo osebo
Denis Kamnar
Uroš Marušič
Manca Tekavčič Pompe
Toni Pustovrh
Marko Hawlina
Od svetlobe do podobe ali kako vidijo svet naši možgani
Simon Brezovar
Janja Hrastovšek
Zala Kurinčič
Pogledi na mejno osebnostno motnjo
Jerica Radež, Peter Kapš
Uvid kot socialno psihološki fenomen
Vid Vodušek
Uvod v vidno-prostorske funkcije s praktičnimi primeri
Ana Bujišić, Sanja Roškar
eSinapsa, 2015-10
Difuzijsko magnetnoresonančno slikanje
Rok Berlot
Katja Pavšič
Radiološko izolirani sindrom - ali ga moramo poznati?
Matej Vouk, Katarina Šurlan Popovič
Kako izgledajo možgani, ki govorijo več jezikov?
Gašper Zupan
Nov pristop v rehabilitaciji - terapija s pomočjo psa
Mateja Drljepan
Pogled v maternico z magnetnoresonančno preiskavo
Taja Jordan, Tina Vipotnik Vesnaver
Saša Zorjan
Saša Zorjan
Nevroestetika: ko nevroznanost obišče galerijo
Anja Voljavec, Hana Hawlina, Nika Vrabič
Ali so psihogeni neepileptični napadi res psihogeni?
Saška Vipotnik, Gal Granda
Kako nam lahko glasna glasba »vzame« sluh in povzroči tinitus
Nejc Steiner, Saba Battelino
eSinapsa, 2016-11
Mara Bresjanac
Kako ultrazvok odpira pot v možgane
Kaja Kolmančič
Kako je epigenetika spremenila nevroznanost
Metka Ravnik Glavač
Ondinino prekletstvo ali sindrom prirojene centralne hipoventilacije
Katja Pavšič, Barbara Gnidovec Stražišar, Janja Pretnar Oblak, Fajko F. Bajrović
Zika virus in magnetnoresonančna diagnostika nepravilnosti osrednjega živčevja pri plodu
Rok Banko, Tina Vipotnik Vesnaver
Motnje ravnotežja otrok in odraslih
Nejc Steiner, Saba Battelino
eSinapsa, 2016-12
Vloga magnetnoresonančne spektroskopije pri obravnavi možganskih tumorjev
Gašper Zupan, Katarina Šurlan Popovič
Tiskanje tridimenzionalnih modelov v medicini
Andrej Vovk
Aleš Oblak
Kevin Klarič
Sinestezija: umetnica, ki ne želi odrasti
Tisa Frelih
Računska psihiatrija: od nevroznanosti do klinike
Nastja Tomat
Kognitivni nadzor: od vsakdanjega življenja do bolezni
Vida Ana Politakis
eSinapsa, 2017-13
Internet: nadgradnja ali nadomestek uma?
Matej Perovnik
Vloga črevesnega mikrobioma pri odzivu na stres
Vesna van Midden
Stres pušča posledice tako na človeškem kot živalskem organizmu
Jasmina Kerčmar
Prikaz normalne anatomije in bolezenskih stanj obraznega živca z magnetno resonanco
Rok Banko, Matej Vrabec
Psihedelična izkušnja in njen zdravilni potencial
Anja Cehnar, Jona Basle
Vpliv hiperglikemije na delovanje možganov
Jasna Šuput Omladič, Simona Klemenčič
Nevrofibromatoza: napredujoče obolenje centralnega in perifernega živčevja
Nejc Steiner, Saba Battelino
Fenomen žrtvenega jagnja v dobi interneta
Dolores Trol
Tesnoba staršev in strategije spoprijemanja, ko pri otroku na novo odkrijejo epilepsijo
Daša Kocjančič, Petra Lešnik Musek, Vesna Krkoč, David Gosar
eSinapsa, 2017-14
Zakaj ne zapeljem s ceste, ko kihnem?
Anka Slana Ozimič, Grega Repovš
Nobelova nagrada za odkritje molekularnih mehanizmov nadzora cirkadianih ritmov
Leja Dolenc Grošelj
Možgani pod stresom: od celic do duševnih motenj
Nastja Tomat
Na sledi prvi vzročni terapiji Huntingtonove bolezni
Danaja Metul
Razlike med spoloma pri Parkinsonovi bolezni
Kaja Kolmančič
eSinapsa, 2018-15
Susceptibilno poudarjeno magnetnoresonančno slikanje pri bolniku z ALS
Alja Vičič, Jernej Avsenik, Rok Berlot
Sara Fabjan
Reverzibilni cerebralni vazokonstrikcijski sindrom – pot do diagnoze
Maja Cimperšek, Katarina Šurlan Popovič
Liam Korošec Hudnik
Kognitivno funkcioniranje pri izgorelosti
Marina Horvat
eSinapsa, 2019-16
Maša Čater
Saša Koprivec
Infekcije osrednjega živčnega sistema s flavivirusi
Maja Potokar
Raziskava: Kako depresija vpliva na kognitivne sposobnosti?
Vida Ana Politakis
Razvoj depresije pri otrocih z vidika navezovalnega vedenja
Neža Grgurevič
Sonja Prpar Mihevc
Umetno inteligentna nevroznanost: srečanje nevronskih mrež in možganske fiziologije
Kristijan Armeni
Čebelji strup pri preventivi nevrodegenerativnih bolezni in priložnost za klinično prakso
Matjaž Deželak
eSinapsa, 2019-17
IgG4+ – skupni imenovalec diagnoz iz preteklosti
Cene Jerele, Katarina Šurlan Popovič
Nov molekulski mehanizem delovanja ketamina v astrocitih
Matjaž Stenovec
Praktični pristop k obravnavi utrujenosti in motenj spanja pri bolnikih z multiplo sklerozo
Nik Krajnc, Leja Dolenc Grošelj
Jure Pešak
eSinapsa, 2020-18
Bolezni spektra anti-MOG pri odraslih
Nik Krajnc
Samomor pod lupo nevroznanosti
Alina Holnthaner
eSinapsa, 2020-19
Ob mednarodnem dnevu znakovnih jezikov
Anka Slana Ozimič
Teorija obetov: kako sprejemamo tvegane odločitve
Nastja Tomat
Sara Fabjan
Matjaž Deželak
Nina Stanojević, Uroš Kovačič
Od človeških nevronov do možganskih organoidov – nova obzorja v nevroznanosti
Vesna M. van Midden
Splošna umetna inteligenca ali statistične jezikovne papige?
Kristijan Armeni
Zunajcelični vezikli kot prenašalci zdravilnih učinkovin preko krvno-možganske prepreke
Saša Koprivec
Matjaž Deželak
eSinapsa, 2021-20
Migrena: starodavna bolezen, sodobni pristopi k zdravljenju
Eva Koban, Lina Savšek
Zgodnji razvoj socialnega vedenja
Vesna Jug
Nastja Tomat
Mikrosplet: povezovanje preko mikrobioma
Tina Tinkara Peternelj
Stimulacija možganov kot način zdravljenja depresije
Saša Kocijančič Azzaoui
eSinapsa, 2021-21
eSinapsa, 2022-22
Sodobni vidiki motenj hranjenja
Karin Sernec
Ples in gibalni dialog z malčki
Neva Kralj
Atul Gawande
Jezikovna funkcija pri Alzheimerjevi bolezni
Gašper Tonin
Dostava terapevtikov preko krvno-možganske pregrade
Matjaž Deželak
eSinapsa, 2022-23
Akutni ishemični infarkt hrbtenjače pri zdravih otrocih – kaj lahko pove radiolog?
Katarina Šurlan Popovič, Barbara Šijaković
eSinapsa, 2023-24
Možganska omrežja pri nevrodegenerativnih boleznih
Tomaž Rus, Matej Perovnik
Morske živali kot navdih za nevroznanstvenike: morski konjiček, morski zajček in klobučnjak
Tina Bregant
Metoda Feldenkrais: gibanje in nevroplastičnost
Mateja Pate
Etično naravnana animalna nevroznanost
Maša Čater
Helena Motaln, Boris Rogelj
eSinapsa, 2023-25
Urban Košak, Damijan Knez, Anže Meden, Simon Žakelj, Jurij Trontelj, Jure Stojan, Maja Zakošek Pipan, Kinga Sałat idr.
eSinapsa, 2024-26
Naravno okolje kot vir zdravja in blagostanja
Karin Križman, Grega Repovš, Gaja Zager Kocjan, Gregor Geršak
Katja Peganc Nunčič, Damjan Osredkar
Tanja Goltnik
Ali je zgodnje vstajanje dedno?
Cene Skubic, Laura Plavc, Damjana Rozman, Leja Dolenc Grošelj
Celice glije so vse od odkritja pred več kot 150 let ostajale v senci nevronov. Raziskovalci so jih opredeljevali glede na to, česa ne zmorejo. Ne zmorejo vzpostavljati hitrega električnega prenosa informacij in komunikacije z drugimi celicami s hitrim izločanjem signalnih molekul. Celice glije so veljale za neke vrste možgansko lepilo. Z novimi znanstvenimi odkritji pa se celice glije zadnja leta uveljavljajo kot novi dejavnik delovanja možganov.
Astrociti so najštevilčnejše celice glije. Po številu celo prekašajo nevrone. Izločajo signalne molekule, ki jim namesto živčni prenašalci (nevrotransmiterji) pravimo glijalni prenašalci (glijatransmiterji). Pomembni so tudi za energijski metabolizem celotnih možganov, uravnavajo pretok krvi in sodelujejo pri razvoju možganov. Oligodendrociti so celice glije, ki ustvarjajo mielinski ovoj aksonov. Podobno kot Schwannove celice v perifernem živčevju, oligodendrociti omogočijo hitrejši prenos informacij v centralnem živčnem sistemu. Mikroglija sodeluje v imunskem odgovoru. Nedavno odkriti nov tip celic glije (NG2), pa celo sproža akcijske potenciale1. Nevrocentrični pogled na možgane se tako še bolj zapleta: za prenos in obdelovanje informacij v možganih tesno sodeluje več celičnih tipov, ne le nevroni.
Astrociti tesno ovijajo sinapse in skrbijo za odstranjevanje živčnih prenašalcev iz sinaptične špranje. Tako pomembno vplivajo na hitrost sinaptičnega prenosa. Astrociti so vzdražne celice, vendar se na dražljaje ne odzivajo s spremembami membranskih potencialov, temveč z zvišano znotrajcelično aktivnostjo kalcija. Nove metode raziskovanja, kot so uporaba fluorescenčnih barvil za merjenje aktivnosti kalcija in konfokalni mikrokop, so omogočile spoznavanje nove vloge astrocitov. Tako so na primer odkrili, da dodatek kemičnega prenašalca glutamata močno povečuje aktivnost kalcija v astrocitih. Kalcij se izloči iz znotrajceličnih rezerv, kar aktivirajo znotrajcelični posredniki. Val kalcija se lahko nato širi med astrociti zaradi difuzije znotrajceličnih posrednikov skozi presledkovne stike, ali pa z izločanjem molekule adenozin trifosfata (ATP) v zunajcelični prostor. To hipotezo podpira spoznanje, da kalcijevi valovi lahko preskočijo območja brez celic. Prehodna sprememba aktivnosti kalcija spodbudi številne procese, med drugim tudi sproščanje kemičnih prenašalcev. Kemični prenašalci, ki se v astrocitih shranjujejo v mešičkih, se izločajo s procesom eksocitoze. Ko se mešički zlijejo s plazmalemo, lahko tako povečanje membrane izmerimo kot porast električne kapacitivnosti membrane2, kar je skladno z razumevanjem, da imajo tudi astrociti uravnavano eksocitozo, tako kot nevroni.
Opažanje, da se živčni prenašalci lahko izločajo tudi iz astrocitov, je spremenilo razumevanje vloge astrocitov v možganih. Tako astrociti vplivajo na prenos informacije prek sinapse in je astrocit je, poleg presinaptičnega in postsinaptičnega nevrona, enakovredni del sinapse - tripartitne sinapse. S temi odkritji se je vloga astrocitov približala vlogi nevronov. Bistvena razlika med astrociti in nevroni pa je v časovnem okviru delovanja. Signali se lahko pri astrocitih odvijajo s časovno konstanto, ki je vsaj dva velikostna razreda počasnejša kot pri nevronih.
Astrociti so anatomsko umeščeni med krvne žile in nevrone (Slika 1).
Tako glukoza in druge hranilne snovi iz krvi prvenstveno vstopajo v astrocite. Ko glukoza vstopi v astrocit, se lahko presnovi v manjše molekule, ali pa se skladišči v obliki glikogena. Glikogen se, kot zaloga energije, nahaja skoraj izključno v astrocitih. Glikoken je še posebej pomemben vir energije v hipoksičnih razmerah. Skoraj polovico vse glukoze, ki vstopi v astrocite, se presnovi posredno, prek vgrajevanja v glikogen. Glijatransmiterji, ki se izločajo iz astrocitov, imajo pomembno vlogo v tripartitni sinapsi, obratno pa imajo tudi nevrotransmiterji pomemben vpliv na presnovo možganov3.
Pokazali so, da je razgradnja glikogena v možganih pomembna za učenje4. Pri tem sodeluje noradrenalin, ki podobno kot adrenalin v mišicah, v astrocitih povzroči razgradnjo glikogena. V astrocitih adrenalin in noradrenalin sprožita valove aktivnosti kalcija. Astrociti so proti pomanjkanju kisika odpornejši od nevronov. Pri hipoksiji se presnova hitro preusmeri od oksidativne fosforilacije k anaerobni glikolizi. Običajno je hipoksija v možganih posledica zmanjšanega pretoka krvi in tako hipoksijo spremlja tudi pomanjkanje glukoze. Astrociti porabljajo glukozo iz zalog v glikogenu. Ni še znano, ali lahko glukozo iz glikogena posredujejo tudi nevronom.
Zgodovinsko je veljala glukoza za glavni vir energije za nevrone. Nekatere raziskave pa so pokazale, da je morda izključni vir energije za nevrone laktat, ki ga izločajo astrociti5. V takoimenovani glukozno-laktatni poti astrociti prevzemajo glukozo iz krvi, jo presnovijo v laktat in ga posredujejo nevronom. Prenos laktata poteka prek mono-karboksilatnih prenašalcev, ki se nahajajo na plazmalemi astrocitov in nevronov. Kljub mnogim raziskavam pa še ni znano, ali glukozno-laktatna pot res poteka od astrocitov k nevronom, ali pa morda v obratni smeri6. Če je prevladujoča ta druga pot laktata - od nevronov k astrocitom - pa, potemtakem, astrociti glukozo dovajajo nevronom.
Razvoj senzorskega fluorescenčnega proteina je omogočil dinamično spremljanje koncentracije glukoze v posamezni celici7 8 in tudi v posameznem astrocitu9. S spremljanjem fluorescence takega senzorja lahko natančno in hitro izmerimo koncentracijo proste glukoze v znotrajceličnini. Zaznamo lahko spremembe v koncentraciji po stimulaciji celic z nevrotransmiterji. Ugotovili smo, da adrenalin in noradrenalin v približno dveh minutah povzročita zvišanje proste glukoze v astrocitih. Zvišanje koncentracije glukoze je približno tridesetodstotno, kar je morda dovolj, da astrociti lahko posredujejo glukozo tudi sosednjim nevronom10. To odkritje kaže, da se astrociti odzivajo na draženje (nevrotransmiterjev) živčnih prenašalcev z zvišanjem znotrajcelične koncentracije proste glukoze, ki je potrebna zaradi zvišanega metabolizma astrocitov in se morda posreduje tudi sosednjim nevronom.
Sklep: Astrociti z nevroni pomembno sodelujejo pri prenosu informacije v možganih, imajo pa tudi pomembno vlogo pri energijski podpori. Potrebne bodo nadaljnje raziskave, da bomo lahko razumeli, v kakšnih fizioloških ali patofizioloških razmerah astrociti nevronom posredujejo glukozo ali laktat.
Káradóttir, R., Hamilton, N. B., Bakiri, Y., & Attwell, D. (2008). Spiking and nonspiking classes of oligodendrocyte precursor glia in CNS white matter. Nat Neurosci, 11(4), 450-456. ↩
Kreft, M., Stenovec, M., Rupnik, M., Grilc, S., Krzan, M., Potokar, M., Pangrsic, T., Haydon, P., & Zorec, R. (2004). Properties of Ca(2+)-dependent exocytosis in cultured astrocytes. Glia, 46(4), 437-445. ↩
Prebil, M., Jensen, J., Zorec, R., & Kreft, M. (2011). Astrocytes and energy metabolism. Arch Physiol Biochem, 117(2), 64-69. ↩
Gibbs, M., Anderson, D., & Hertz, L. (2006). Inhibition of glycogenolysis in astrocytes interrupts memory consolidation in young chickens. Glia, 54(3), 214-222. ↩
Pellerin, L., & Magistretti, P. (1994). Glutamate uptake into astrocytes stimulates aerobic glycolysis: a mechanism coupling neuronal activity to glucose utilization. Proc Natl Acad Sci U S A, 91(22), 10625-10629. ↩
Mangia, S., Simpson, I., Vannucci, S., & Carruthers, A. (2009). The in vivo neuron-to-astrocyte lactate shuttle in human brain: evidence from modeling of measured lactate levels during visual stimulation. J Neurochem, 109 Suppl 1, 55-62. ↩
Fehr, M., Lalonde, S., Lager, I., Wolff, M., & Frommer, W. (2003). In vivo imaging of the dynamics of glucose uptake in the cytosol of COS-7 cells by fluorescent nanosensors. J Biol Chem, 278(21), 19127-19133. ↩
Kovacic, P. B., Chowdhury, H. H., Velebit, J., Kreft, M., Jensen, J., & Zorec, R. (2011). New Insights into Cytosolic Glucose Levels during Differentiation of 3T3-L1 Fibroblasts into Adipocytes. J Biol Chem, 286(15), 13370-13381. ↩
Prebil, M., Chowdhury, H. H., Zorec, R., & Kreft, M. (2011). Changes in cytosolic glucose level in ATP stimulated live astrocytes. Biochem Biophys Res Commun, 405(2), 308-313. ↩
Prebil, M., Vardjan, N., Jensen, J., Zorec, R., & Kreft, M. (2011). Dynamic monitoring of cytosolic glucose in single astrocytes. Glia, 59(6), 903-913. ↩
dr. Marko Kreft, prof. dr. Robert Zorec
Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta,
Inštitut za patofiziologijo, Laboratorij za nevroendokrinologijo-molekularna celična fiziologija
Celica, biomedicinski center, d.o.o.,
Laboratorij za celično inženirstvo, Ljubljana