Astrociti
Che cosa sono gli astrociti?
Gli astrociti sono la classe di cellule gliali più abbondante del tessuto nervoso e svolgono una funzione indispensabile di supporto ai neuroni, partecipando anche attivamente ai processi di diffusione dell'informazione nel cervello. Inoltre, gli astrociti hanno un ruolo molto importante nella protezione del tessuto celebrale dai danni causati da agenti patogeni o sostanze tossiche.
In base alla forma e a specifiche funzioni possiamo distinguere tre tipi di astrociti, tutti fondamentali per il corretto funzionamento di quella affascinante macchina che è il cervello.
Figura 1: Gli astrociti, le cellule gliali più abbondanti del Sistema Nervoso Centrale.
La nevroglia
L'insieme delle cellule di supporto ai neuroni, che con essi costituiscono il tessuto nervoso, è detta "nevroglia" o semplicemente "glia". Le funzioni e i meccanismi d'azione di queste cellule non sono del tutto compresi ed un tempo esse erano ritenute delle semplici cellule accessorie il cui ruolo era circoscritto al supporto nutritivo dei neuroni.
Oggi si è osservato invece che le cellule della glia e gli astrociti in particolare hanno un ruolo molto più esteso, che passa da compiti di protezione fino ad arrivare a svolgere funzioni essenziale nel trasferimento stesso dell'informazione neurochimica.
Considerando tutte le varie specie di cellule gliali si raggiunge un rapporto di circa 5 a 1 rispetto ai neuroni, cosa che lasciava un tempo supporre che le funzioni cognitive fossero appannaggio di un solo quinto dell'intero complesso celebrale. L'individuazione di funzioni proprie della propagazione dell'informazione associate agli astrociti ha di fatto ridimensionato notevolmente questo vecchio concetto, divenuto pertanto oramai superato.
Struttura ed ontogenesi degli astrociti
Gli astrociti si originano dell'ectoderma e si differenziano maturando strutture morfologiche caratteristiche. In generale, la forma delle cellule è di tipo stellato, con un corpo cellulare più o meno grande a seconda del tipo di astrocita da cui si dipartono numerosi filamenti che conferiscono alla cellula un aspetto digitato. Queste estroflessioni, di dimensione variabile e più o meno ramificate, vanno a prendere contatto con i capillari celebrali donando agli astrociti la capacità di interagire con il trasporto di sostanze chimiche verso il cervello.
Il corpo cellulare e le estroflessioni stellate, dette pedicelli, possono essere costituite da un numero variabile di fibrille, dette gliofibrille, costituite da filamenti di piccole dimensioni, circa 7 nanometri, detti gliofilamenti. Questi, a loro volta, sono costituiti da piccole subunità di forma lineare.
Classificazione degli astrociti
In base ad alcune caratteristiche strutturali e funzionali, vengono distinti tre differenti tipi di cellule astrocitarie:
- gli astrociti protoplasmatici;
- gli astrociti fibrosi;
- gli astrociti radiali.
Gli astrociti fibrosi sono caratterizzati da una grande quantità di gliofibrille e da pedicelli molto lunghi e sottili; questo tipo di astrociti è presente nella cosiddetta materia bianca del cervello.
Negli astrociti protoplasmatici invece le gliofibrille sono molto scarse e i pedicelli sono corti e molto ramificati; a differenze dei precedenti, questi astrociti sono caratteristici della materia grigia.
Gli astrociti radiali, infine, sono un tipo di astrociti temporanei, che si formano durante lo sviluppo dell'organismo e in particolare del suo Sistema Nervoso Centrale. Durante questa fase, gli astrociti radiali formano un complesso che si irradia, per l'appunto, dalla cavità ventricolare fino a raggiungere la porzione più superficiale dell'encefalo. La rete costituita da queste cellule fa da guida per i neuroni, permettendogli di distribuirsi correttamente nello spazio celebrale. Una volta completata l'architettura della rete neurale, gli astrociti radiali vanno incontro a diversificazione, tramutandosi nelle altre due tipologie di cellule.
Figura 2: Differenza tra astrociti protoplasmatici e fibrosi.
Funzioni degli astrociti
Come detto in precedenza, l'opinione della scienza nei confronti di queste cellule è radicalmente cambiata nel corso dei decenni, passando da semplici comprimari a co-protagonisti effettivi delle funzioni celebrali.
Nonostante il riconoscimento delle funzioni relative al controllo dell'informazione neurochimica, rimangono comunque in piedi le inferenze circa il loro ruolo di protezione e nutrimento dei neuroni. Andiamo pertanto ad osservare da vicino le modalità di svolgimento di questi delicati compiti.
1) Funzione protettiva e trofica degli astrociti
Da questo punto di vista gli astrociti lavorano proteggendo i neuroni sia dall'attacco di organismi patogeni che dall'assorbimento di sostanze tossiche. Il primo compito è svolto grazie alla capacità di fagocitosi di cui queste cellule sono dotate, che gli garantisce la possibilità di neutralizzare eventuali microorganismi pericolosi. L'azione di protezione dalle sostanze tossiche è determinata invece dalla capacità di operare come filtro cellulare sulle sostanze presenti nei capillari celebrali.
Grazie all'intima connessione esistente tra i pedicelli ed i capillari, infatti, i primi riescono ad assorbire selettivamente dal flusso sanguigno le sostanze in esso presenti, rilasciando poi nello spazio interstiziale solo quelle necessarie al nutrimento dei neuroni. Nell'esercitare questa azione, gli astrociti si associano ad altri elementi strutturali andando a formare la Barriera Emato-Encefalica.
2) Regolazione del passaggio dell'informazione
Gli astrociti intervengono direttamente regolando e modulando la risposta del tessuto nervoso alle sollecitazioni neurochimiche. Per esercitare questa funzione, gli astrociti sono capaci, da un lato, di regolare la concentrazione di ioni nello spazio interstiziale e dall'altro di modulare il flusso dei neurotrasmettitori fino a bloccarlo del tutto, assorbendo queste molecole prima che esse raggiungano i neuroni.
Figura 3: Modulazione dell'informazione neurochimica da parte degli astrociti. A) Regolazione della concentrazione di ioni nello spazio interstiziale B) Interazione contemporanea dell'astrocita con i vasi capillari e con le sinapsi dei neuroni.
La regolazione della concentrazione ionica avviene soprattutto a carico di ioni quali sodio, potassio e calcio, coinvolti nella realizzazione dei potenziali d'azione e quindi del trasferimento del segnale elettrochimico.
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