ستاره‌ های درون مغز
آستروسیت ها، اختریاخته‌های مغزی
 

آستروسیت و بیماری هانتینگتون

بیماری هانتینگتون که یک بیماری زوال عصبی و اغلب یک اختلال ژنتیکی است در اثر جهش در ژن هانتینگتین ایجاد می‌ شود؛ پروتئینی که وجودش برای عملکرد درست و عادی چندین نوع از یاخته‌ های مغزی ضروری است. اگر در این ژن جهش رخ دهد، دیگر نمی‌تواند به درستی عمل کند. حتی می‌تواند تأثیری سمی بر نورون‌ها داشته باشد و در مغز یک مکانیسم دفاعی ایجاد کند. در چنین شرایطی، آستروسیت ‌ها که یاخته‌های پشتیبان نورون‌ها هستند آسیبی نمی‌بینند؛ آنها در عوض تغییر رفتار می‌دهند و واکنشی می‌شوند.

در گذشته، آستروسیت‌های واکنشی را برای مغز زیان‌ آور می‌دانستند، چون علائم بیماری‌های مغزی دیگر مانند آلزایمر را بدتر می‌کنند. اما مطالعات تازه‌تر عکس آن را ثابت می‌کنند؛ واکنشی کردن آستروسیت‌ها در موش‌های مدل آزمایشگاهی نشان داده‌است که آنها با کاهش اندازه و حجم پروتئین جهش‌ یافته هانتینگیتن به حذف آن کمک می ‌کنند.

با وجود یافته‌هایی از این دست، اکنون می‌توان گفت که در بیماری هانتینگتون آستروسیت ‌های واکنشی با نورون‌ ها همکاری می‌کنند.

***

تا مدت‌ها به آستروسیت «چسب مغز» می‌گفتند. آستروسیت‌ها که یاخته‌های ستاره‌ای شکل در مغز و طناب نخاعی هستند اعضای خانواده‌ای از یاخته‌های دستگاه عصبی مرکزی به نام «گلیال» را تشکیل می‌ دهند و وظیفه آنها کمک به تنظیم جریان خون، کمک به شکل‌گیری سیناپس‌ها و فعالیت آنها، کمک به نورون‌ها در انجام عملکردهای لازم و نیز حفظ سلامت آنها، رهاسازی انتقال دهنده‌های عصبی و بالاخره ساخت سد خونی مغزی است. آستروسیت‌ها همچنین نقش مهمی در تنفس ایفاء می‌ کنند.

علی‌رغم توجه زیاد دانشمندان و پژوهشگرها به آستروسیت‌ها، نقشی که این یاخته ‌ها در کمک به نورون‌ ها و مغز در پردازش اطلاعات ایفا می ‌کنند تا حد زیادی ناشناخته است. برای مثال، بیشتر پژوهش‌هایی که در رابطه با اختلال طیف اوتیسم انجام شده‌اند روی نورون‌ ها متمرکز بوده‌اند. نورون نوعی یاخته مغزی است که اطلاعات را در مغز بازپخش می‌کند. نورون‌ها در زمره یاخته ‌های انگیزش‌پذیر هستند؛ در حالی‌که آستروسیت‌ها در گروه یاخته‌های انگیزش ‌ناپذیر طبقه بندی می‌ شوند. آستروسیت‌ها به تنظیم رفتار نورون‌ها و برقراری ارتباطات بین آنها کمک می‌ کنند.

شناخت بیشتر آستروسیت‌ ها دریچه تازه ای از چگونگی ترکیب اطلاعات خارجی و داخلی در مغز به روی دانشمندان می‌گشاید. آستروسیت ‌ها عاملی کلیدی در توانایی مغز برای پردازش هم‌زمان اطلاعات خارجی و داخلی هستند. به عبارتی دیگر، این یاخته‌ها تنظیم ‌کننده اطلاعات هستند.

چگونگی یکپارچه کردن اطلاعاتی که بدن ما از محیط خارجی و داخلی دریافت می ‌کند برای بقای ما ضروری است. اگر در این فرایند خطایی رخ می‌ دهد، علائم رفتاری یا روان شناختی بروز می‌کنند. شواهد نشان می‌دهند که حضور آستروسیت‌ها در این فرایند بسیار پررنگ و تعیین‌کننده است. طبق مطالعات پیشین، آستروسیت‌ ها در آن واحد هم لحظه‌ای را که نورون‌ها پیام می‌فرستند درک می‌ کنند و هم اطلاعاتی را که از حواس پنج‌گانه به مغز مخابره می ‌شود دریافت می‌ کنند.

سیگنال‌های خارجی از حواس ما از جمله بینایی و بویایی سرچشمه می‌گیرند. آستروسیت ‌ها با تغییر سیگنال‌ رسانی یون کلسیمCa2+به نورون‌ها به این هجوم اطلاعات پاسخ می‌دهند و مناسب‌ترین اطلاعات را برای واکنش به محرک‌ها در اختیار آنها قرار می‌دهند. فرضیه دانشمندان این است که پیام‌ رسانی کلسیمی آستروسیت‌ها تعیین‌کننده نحوه ارتباط نورون‌ها با یکدیگر است و همین عملکرد آنها است که نشان می ‌دهد با قطع شدن ارسال سیگنال چه اتفاقی می‌افتد.

چگونگی تعامل و همکاری آستروسیت ‌ها و سیگنال‌های ارسال شده بین نورون‌ها یکی دیگر از مواردی است که هنوز به خوبی روشن نشده‌است. واقعیت این است که در میان یاخته‌های مغزی مورد مطالعه در علم اعصاب، آستروسیت‌ها اغلب مورد غفلت واقع شده‌اند. سیگنال‌ رسانی معیوب آستروسیت‌ها می‌تواند عامل بروز بیماری‌هایی باشد که ویژگی بارزشان ناتوانی در پردازش حسی است. بیماری آلزایمر و اختلال طیف اوتیسم از آن جمله هستند.

آستروسیت‌ها علاوه بر جذب پتاسیم مازاد، می‌توانند سطح پتاسیم اطراف نورون‌ها را پایین بیاورند و بدین ترتیب از سیگنال‌رسانی نورون‌ ها جلوگیری کنند. این پژوهش که در دانشگاه راچستر در ایالات متحده انجام شده ‌است برای نخستین‌بار نشان داد که آستروسیت‌ها کاری بیشتر از مراقبت کردن از نورون‌ها انجام می‌ دهند؛ آنها می‌توانند بر کارهایی که نورون‌ها انجام می‌دهند نیز تأثیر بگذارند.

ارتباطات بین آستروسیت‌ها و نورون‌ها بسیار پیچیده‌تر از چیزی است که پیش از این تصور می‌شد. طبق شواهد به دست آمده، آستروسیت‌ها تغییرات را درک کرده و نسبت به آنها واکنش نشان می‌دهند. این ویژگی در تغییرات رفتاری و شکل‌گیری حافظه دخالت دارد. برای مثال، یکی از عواملی که موجب تغییر رفتار افراد می ‌شود انزوای اجتماعی است. دوری از تعاملات اجتماعی در توانایی حافظه و قدرت یادگیری نقصان به وجود می‌ آورد و تغییرات رفتاری دیگری را نیز به همراه دارد. مطالعات زیادی روی تأثیری که دوری از اجتماع و انزوا بر نورون ‌ها می‌گذارند انجام شده‌اند، اما اطلاعات اندکی از تأثیر آنها بر آستروسیت‌ ها موجود است. اما همین یافته ‌های اندک گویای این هستند که به دنبال انزوای اجتماعی، فعالیت آستروسیت‌ها شدت می‌ گیرد. این بیش‌فعالی مانع از عملکرد مدار مغزی و تشکیل حافظه می ‌شود. در عوض، سرکوب بیش ‌فعالی آستروسیت‌ها ناتوانی شناختی و ادراکی ناشی از انزوای اجتماعی را وارونه می‌کند؛ یعنی تأثیر معکوس و مثبتی بر این روند دارد.

با شیوع پاندمی کووید-۱۹ برای دانشمندان روشن شد که انزوای اجتماعی بر عملکردهای شناختی افراد تأثیر منفی می‌ گذارد. از این رو، بسیاری از آنها مترصد شدند تا روی اثرات کناره‌ گیری از اجتماع بر مغز و به ویژه یاخته‌های آستروسیت مطالعات بیشتری انجام دهند.

وقتی افراد در وضعیت انزوای اجتماعی قرار می‌گیرند، آستروسیت‌های ناحیه‌ای از مغز به نام هیپوکامپ (اَسبَک) مانع از عملکرد مداری مغز و تشکیل حافظه می ‌شوند. نتیجه کلی این است که عملکرد آستروسیت‌ها ارتباط مستقیمی با تجربه‌های اجتماعی دارد و بر حسب این تجربه ‌ها تنظیم می‌شود. مطالعه یون‌های کلسیم Ca2+به دانشمندان کمک می‌کند دریابند آستروسیت ‌ها با چه مکانیسمی توانایی حافظه و یادگیری موش‌های آزمایشگاهی را مختل می‌ کنند.

نقش یون‌های کلسیم در رفتارهای مرتبط با حافظه و یادگیری که آستروسیت‌ها زمینه ‌سازشان هستند اجتناب ‌ناپذیر است. انزوی اجتماعی به طرز چشمگیری فعالیت یون‌های کلسیم آستروسیت‌ها را تشدید می‌کند، به‌ ویژه فعالیتی که به مجرای TRPA1 مربوط می‌شود. در نتیجۀ این تغییر، ناقل عصبی بازدارنده‌ای به نام GABAآزاد می‌شود که به مدارهای عصبی دخیل در قدرت حافظه و یادگیری فرمان ترمز می‌دهد. جالب است که سرکوب مجرای TRPA1چه به طریق ژنتیکی و چه از طریق دارو، می‌تواند اختلالات فیزیولوژیکی و شناختی ناشی از انزوای اجتماعی را وارونه کند. هر آن‌چه آستروسیت‌ها انجام می‌ دهند متأثر از محیط است و بازتاب عملکردهای آنها در رفتارهای جانوران آزمایشگاهی به خوبی مشهود است.

تعاملات و مراودات اجتماعی برای آستروسیت‌ها و در مقیاس گسترده‌تر برای مغز مفید است. از سویی دیگر، آستروسیت ‌هایی که از حالت عادی و طبیعی خارج می‌شوند در بروز برخی علائم رفتاری بیماری اختلال طیف اوتیسم نقشی محوری دارند.

پیوند آستروسیت‌های کشت‌شده از سلول‌ های بنیادی بیماران مبتلا به اوتیسم به موش‌های آزمایشگاهی نشان داده‌است که از موش ها رفتارهای تکراری سر می ‌زند و این مشخصه اختلال طیف اوتیسم است. همچنین، موش‌ها دچار اختلال در حافظه می‌شوند. این مشکل به طور معمول در بیماران مبتلا به اختلال طیف اوتیسم شایع است.

بر این اساس، عملکردهای غیرعادی آستروسیت‌ها می ‌تواند منجر به آغاز شدن و پیشروی کردن این بیماری عصبی ـ رشدی شود. همچنین، احتمال دارد جهش‌های ژنتیکی مرتبط با این بیماری روی انواع مختلف یاخته‌های مغزی به طرزی متفاوت اثر بگذارند.

code

نسخه مناسب چاپ