Satelitní gliové buňky jsou typem gliové buňky, která lemuje vnější povrch neuronů v periferním nervovém systému (PNS). Satelitní gliové buňky (SGCs) také obklopují těla neuronových buněk v rámci ganglií. Mají podobný embryologický původ jako Schwannovy buňky PNS, protože obě jsou odvozeny z neurálního hřebenu embrya během vývoje. Bylo zjištěno, že SGCs mají různé role, včetně kontroly nad mikroprostředím sympatických ganglií. Předpokládá se, že mají podobnou roli jako astrocyty v centrálním nervovém systému (CNS). Dodávají živiny okolním neuronům a mají také určitou strukturální funkci. Satelitní buňky také působí jako ochranné, tlumící buňky. Navíc exprimují celou řadu receptorů, které umožňují řadu interakcí s neuroaktivními chemikáliemi. Mnoho z těchto receptorů a dalších iontových kanálů se v poslední době podílí na zdravotních problémech včetně chronické bolesti a herpes simplex. O těchto buňkách se lze dozvědět mnohem více a probíhá výzkum dalších vlastností a rolí SGC.
Satelitní gliální buňky jsou exprimovány v sympatických a parasympatických gangliích v jejich příslušných nervových soustavách.
Satelitní gliální buňky jsou hlavní gliální buňky nacházející se v periferním nervovém systému, konkrétně ve smyslových, sympatických a parasympatických gangliích. Skládají tenké buněčné pláště, které obklopují jednotlivé neurony v těchto gangliích.
Navzdory svému zploštělému tvaru obsahují satelitní gliové buňky všechny společné organely nezbytné pro tvorbu buněčných produktů a pro udržení homeostatického prostředí buňky. Plazmatická membrána SGC je tenká a nepříliš hustá a je spojena s adhezními molekulami, receptory pro neurotransmitery a další molekuly a iontovými kanály, konkrétně s draselnými iontovými kanály. V rámci jednotlivých SGC se nachází jak hrubé endoplazmatické retikulum, tak hladké endoplazmatické retikulum, ale to druhé je mnohem méně hojné. Nejčastěji se Golgiho aparát a centrioly v SGC nacházejí v oblasti velmi blízko jádra buňky. Na druhé straně se mitochondrie nacházejí v celé cytoplazmě spolu s organelami podílejícími se na autofagii a dalších formách katabolické degradace, jako jsou lyzozozomy, granule lipofuscinu a peroxizomy. Jak mikrotubuly, tak mezivlákna jsou vidět v celé cytoplazmě a nejčastěji leží rovnoběžně s pouzdrem SGC. Tato vlákna se nacházejí ve větších koncentracích na axonovém pahorku a na počáteční části axonu v SGC sympatických ganglií. V některých SGC senzorických ganglií výzkumníci viděli jediný cilium, který se rozšiřuje ven z povrchu buňky poblíž jádra a do extracelulárního prostoru hlubokého zářezu v plazmatické membráně. cilium má však pouze devět párů periferních mikrotubulů, zatímco postrádá axiální pár mikrotubulů, což činí jeho strukturu velmi podobnou řasinkám neuronů, Schwannových buněk a astrocytů CNS.
V sympatických gangliích jsou satelitní gliální buňky jedním ze tří hlavních typů buněk, další dva jsou sympatické gangliové neurony a malé intenzivně fluorescenční (SIF) buňky. SIF buňky sympatických ganglií jsou rozděleny do skupin, z nichž každá je obklopena SGC pouzdrem. SGC sympatických ganglií pocházejí z neurálního hřebenu a nerozmnožují se během embryonálního vývoje, dokud neurony nejsou přítomny a nedozrávají, což naznačuje, že neurony signalizují dělení a dozrávání SGC. SGC sympatických ganglií mají stejnou základní strukturu jako SGC smyslových ganglií, s tím rozdílem, že sympatické ganglie také přijímají synapse. Proto musí SGC pouzdro sympatických neuronů sahat ještě dále, aby pokrylo axonový pahorek v blízkosti somaty. Stejně jako oblasti pouzdra v blízkosti gliového jádra jsou oblasti pouzdra u axonových pahorků silnější než oblasti obklopující zbytek neuronu. To naznačuje, že SGC hrají roli v synaptickém prostředí, a tím ovlivňují synaptický přenos.
Rozdíly oproti jiným gliálním buňkám
Mnoho lidí přirovnává SGCs k astrocytům CNS, protože sdílejí určité anatomické a fyziologické vlastnosti, jako je přítomnost neurotransmiterových transportérů a exprese glutamin syntetázy. Existují však rozlišující faktory, které SGCs řadí do vlastní odlišné kategorie gliových buněk. SGCs nejčastěji obklopují jednotlivé smyslové a parasympatické neurony úplným, neporušeným obalem, zatímco většina neuronů sympatických ganglií postrádá zcela spojitý obal SGC, což umožňuje omezenou přímou výměnu materiálů mezi extracelulárním prostorem neuronu a prostorem uvnitř pojivové tkáně, kde se SGCs nacházejí. Dále existují mezerové spoje mezi SGCs v obalech sousedních neuronů i mezi SGCs ve stejném obalu (reflexivní mezerové spoje). Tyto mezerové spoje byly identifikovány pomocí elektronové mikroskopie a značkovačů hmotnosti, jako je Luciferova žluť nebo neurobiotin. Míra, do jaké jsou SGC spojeny s SGC jiného pouzdra nebo s SGC stejného pouzdra, závisí na pH buněčného prostředí.
Ze studií na potkanech a myších vědci zjistili, že satelitní gliové buňky exprimují mnoho neurotransmiterových receptorů, jako jsou muskarinové acetylcholinové a erytropoetinové receptory. Aby vědci rozlišili mezi SGC a ostatními gliovými buňkami, použili markery k identifikaci, které proteiny se nacházejí v různých buňkách. Ačkoli SGC exprimují gliový fibrilární kyselý protein (GFAP) a různé proteiny S-100, nejužitečnějším markerem, který je dnes k dispozici pro identifikaci SGC, je glutamin syntetáza (GS). Hladiny GS jsou v klidu relativně nízké, ale výrazně se zvyšují, pokud neuron prochází axonálním poškozením. SGC dále disponují mechanismy pro uvolňování cytokinů, adenosin trifosfátu (ATP) a dalších chemických poslů.
V současné době probíhá výzkum určení fyziologické role satelitních gliových buněk. Současné teorie naznačují, že SGCs mají významnou roli při kontrole mikroprostředí sympatických ganglií. To je založeno na pozorování, že SGCs téměř zcela obklopují neuron a mohou regulovat difúzi molekul přes buněčnou membránu. Již dříve bylo prokázáno, že když jsou fluorescenční proteinové stopovací látky injekčně vpraveny do cervikálního ganglionu za účelem obejití oběhového systému, nenacházejí se na povrchu neuronu. To naznačuje, že SGCs mohou regulovat extracelulární prostor jednotlivých neuronů. Někteří spekulují, že SGCs v autonomních gangliích mají podobnou roli jako hematoencefalická bariéra jako funkční bariéra pro velké molekuly.
Úloha SGCs jako regulátoru neuronálního mikroprostředí je dále charakterizována jeho elektrickými vlastnostmi, které jsou velmi podobné vlastnostem astrocytů. Astrocyty mají dobře studovanou a definovanou roli při kontrole mikroprostředí v mozku, proto výzkumníci zkoumají jakoukoliv homologickou roli SGCs v sympatických gangliích. Zavedeným způsobem kontroly mikroprostředí ve smyslových gangliích je vychytávání látek specializovanými transportéry, které přenášejí neurotransmitery do buněk ve spojení s Na+ a Cl−. V SGCs byly nalezeny transportéry glutamátu a kyseliny gama-aminomáselné (GABA). Zdá se, že se aktivně podílejí na kontrole složení extracelulárního prostoru ganglií. Enzym glutamin syntetáza, který katalyzuje přeměnu glutamátu na glutamin, se nachází ve velkém množství v SGCs. SGC navíc obsahují enzymy glutamátu příbuzné glutamát dehydrogenázu a pyruvát karboxylázu, a tak mohou zásobovat neurony nejen glutaminem, ale také malátem a laktátem.
Na rozdíl od sousedních neuronů nemají SGC synapse, ale jsou vybaveny receptory pro celou řadu neuroaktivních látek, které jsou analogické těm, které se nacházejí v neuronech. Axonovy terminály stejně jako další části neuronu přenášejí receptory pro látky, jako je acetylcholin (ACh), GABA, glutamát, ATP, noradrenalin, substance P a kapsaicin, které přímo ovlivňují fyziologii těchto buněk. Současný výzkum odhaluje, že SGC jsou také schopny reagovat na některé stejné chemické podněty jako neurony. Výzkum pokračuje a role SGC v mechanismech nápravy zranění není dosud plně pochopena.
Molekulární charakteristiky SGC
Gliální buňky, včetně SGC, jsou již dlouho uznávány pro své role v reakci na poškození a poranění neuronů. SCG byly specificky zapojeny do nové role zahrnující vznik a přetrvávání chronické bolesti, která může zahrnovat hyperalgesii a další formy spontánní bolesti.
Sekrece bioaktivních molekul
SGCs mají schopnost uvolňovat cytokiny a další bioaktivní molekuly, které neurologicky přenášejí bolest. Neurotrofiny a tumor nekrotizující faktor α (TNFα) jsou další buněčné faktory, které pracují na senzibilizaci neuronů k bolesti. SGCs jsou přítomny v PNS v menším množství než jiné známější typy gliálních buněk, jako jsou astrocyty, ale bylo zjištěno, že mají vliv na nocicepci kvůli některým jejich fyziologickým a farmakologickým vlastnostem. Ve skutečnosti, stejně jako astrocyty, mají SGCs schopnost vnímat a regulovat sousední neuronální aktivitu. Za prvé, po období poškození nervových buněk je známo, že SGCs zvyšují regulaci GFAP a podstupují buněčné dělení. Mají schopnost uvolňovat chemoattraktanty, které jsou analogické těm, které uvolňují Schwannovy buňky a přispívají k náboru a proliferaci makrofágů. Kromě toho několik výzkumných skupin zjistilo, že spojení SGC se zvyšuje po poškození nervů, což má vliv na vnímání bolesti, pravděpodobně z několika důvodů. Za normálních okolností se mezerové spoje mezi SGC používají k redistribuci draselných iontů mezi sousedními buňkami. Nicméně při spojování SGC se počet mezerových spojů výrazně zvyšuje. To může být možná pro řešení většího množství ATP a glutamátu, což nakonec vede ke zvýšené recyklaci glutamátu. Zvýšené hladiny glutamátu vedou k nadměrné excitaci a zvýšení nocicepce.
Exprese receptorů a iontových kanálů
Reprezentace typické podjednotky P2X receptoru spojené s plazmatickou membránou.
Různé neuronální receptory přítomné na SGC byly pojmenovány jako účastníci signálů bolesti vyvolaných ATP, zejména homomultimer P2X3 a heteromultimer P2X2/3 purinoceptory. Obecně platí, že skupina P2X receptorů reaguje na neurony uvolněné ATP. Každý z podtypů P2X se nachází ve smyslových neuronech s výjimkou receptoru P2X7, který je selektivně exprimován gliálními buňkami, včetně SGC. Receptor byl zapleten do uvolňování interleukinu IL-1β z makrofágů nebo mikroglií a astrocytů. Receptor má pravděpodobně podíl v kaskádě událostí, které končí zánětem a neuropatickou bolestí. Bylo zjištěno, že tento receptor má antagonistu v podobě A-317491, který, pokud je přítomen, má schopnost snižovat evokované i nekomplikované vystřelování různých tříd spinálních neuronů, stejně jako inhibovat uvolňování IL-1β. Má se však za to, že vnější vlivy receptorů P2X3 a P2Y1 komplikují interakce mezi P2X7 a jeho antagonistou, což z něj činí neideální cíl při použití farmakologické strategie.
P2Y receptory se nacházejí také na neuronech a gliálních buňkách. Jejich role je méně jasná než u P2X receptorů, ale bylo zaznamenáno, že mají několik protichůdných funkcí. V některých případech tyto receptory působí jako analgetika, protože P2Y1 má schopnost inhibovat působení P2X3. V jiných případech přispívají receptory k nocicepci prostřednictvím modulace extracelulární koncentrace peptidu příbuzného genu kalcitoninu (CGRP). Tyto protichůdné role jsou dále zkoumány, aby mohly sloužit jako potenciální cíle pro vývoj různých terapeutických léků.
SGC také exprimují specifický typ kanálu, Kir4.1 kanál, který pracuje na udržení požadované nízké extracelulární koncentrace K+ za účelem kontroly hyperexcitability, o níž je známo, že způsobuje migrény. Navíc bylo zjištěno, že extracelulární koncentrace K+ je kontrolována guanin nukleosidem guanosinem (Guo). Guo, který se může podílet na komunikaci mezi neurony a SGC a interakci ve smyslových gangliích, je také potenciálním cílem, který by mohl kontrolovat změny extracelulární koncentrace K+ spojené s chronickou bolestí.
Smyslové ganglie jsou spojovány s infekcemi viry, jako je herpes simplex, které se mohou vyskytovat v latentním stavu uvnitř ganglií po celá desetiletí po primární infekci. Když se virus reaktivuje, objeví se puchýře na kůži a sliznicích. Během latentního stádia viru jsou viry zřídka lokalizovány v SGC v rámci smyslových ganglií, ale SGC mohou stále hrát důležitou roli v rámci onemocnění. Bylo navrženo, aby SGC působily tak, aby vytvářely stěny, které zabrání šíření viru z infikovaných do neinfikovaných neuronů. Pokud by se tato ochranná stěna rozpadla, infekce by se mohla více rozšířit. Tato vlastnost může být vysvětlena pohledem na umístění a uspořádání SGC, protože jsou soustředěny na neurony, což jim umožňuje chránit neurony. Bylo také navrženo, že SGC mohou mít práci při zbavování ganglií viru a při ochraně a opravě nervového systému poté, co virus opustí latentní stádium.
Většina dostupných informací o SGC pochází z výzkumu, který byl zaměřen spíše na senzorické neurony, které SGC obklopují, než na samotné SGC. V budoucnu výzkumníci plánují věnovat více času a pozornosti SGC, které mají mnoho podpůrných a ochranných funkcí nezbytných pro život. Neurotransmiterové a hormonální receptory na SGC in situ spíše než v kultuře budou pravděpodobně prozkoumány a definitivně charakterizovány. Změny v receptorech způsobené různými mutacemi a onemocněními budou také prozkoumány, aby se určil dopad těchto podmínek. Navíc mechanismy komunikace mezi neurony a SGC jsou v podstatě neidentifikované, i když je pravděpodobné, že různé receptory, které neurony i SGC mají, se používají pro chemickou signalizaci, třeba s P2Y. Ca2+ a NO a jejich dopady musí být také pozorovány, aby se lépe porozumělo interakcím mezi oběma typy buněk. A konečně, možnost vlivu SGC na synaptický přenos v rámci autonomních ganglií poskytuje další směr pro budoucí výzkum.
soma, axon (axon hillock, axoplasmus, axolemma, neurofibril/neurofilament), dendrit (Nisslovo tělo, dendritická páteř, apikální dendrit, bazální dendrit)typy (bipolární, pseudounipolární, multipolární, pyramidové, Purkinje, granule)
GSA, GVA, SSA, SVA, vlákna (Ia, Ib nebo Golgi, II nebo Aβ, III nebo Aδ nebo rychlá bolest, IV nebo C nebo pomalá bolest)
GSE, GVE, SVE, horní motorický neuron, dolní motorický neuron (α motorneuron, γ motorneuron)
neuropil, synaptický váček, neuromuskulární spojení, elektrická synapse – Interneuron (Renshaw)
Volné nervové zakončení, Meissnerova krvinka, Merkelové nervové zakončení, Svalové vřeteno, Pacinianova krvinka, Ruffiniho zakončení, Čichový receptorový neuron, Fotoreceptorová buňka, Vlasové buňky, Chuťové buňky
astrocyt, oligodendrocyt, ependymální buňky, mikroglie, radiální glie
Schwannova buňka, oligodendrocyt, Ranvierovy uzliny, internoda, Schmidt-Lantermanovy řezy, neurolemma
epineurium, perineurium, endoneurium, nervový fascikl, meninges