神经支持细胞如何影响神经功能?
长期以来,研究人员一直想知道胶质细胞是如何调节神经细胞的活动的。胶质细胞有助于提供营养并维持神经细胞周围的直接环境。
由芝加哥伊利诺伊大学生物科学副教授Robert Paul Malchow领导的研究人员发现,神经胶质细胞可以通过增加细胞外环境的酸度来调节神经递质的释放——神经递质是一种在神经细胞间传递信号的化学物质。他们的研究结果发表在在线杂志上普罗斯一体。
神经元之间既通过电方式(通过动作电位导致细胞膜通透性的改变)进行交流,又通过化学方式(通过释放神经递质,如血清素和多巴胺)进行交流。三磷酸腺苷(ATP)以其在新陈代谢中的作用而闻名,它帮助细胞利用能量,但它也是一种常见的神经递质。先前的研究表明,ATP可能在神经胶质细胞和神经细胞之间的信号传递中发挥作用。
当研究人员将ATP应用于视网膜胶质细胞时,它们从细胞中看到了立即和大量的酸。“我们决定进一步调查ATP和胶质细胞,因为这种真正强烈的反应,在胶质细胞旁边的环境左右的环境中提高了酸性水平,”Malchow说。“
在生物体中,当神经细胞变得激动时,神经元被神经元释放到称为突触之间的空间中。换句话说,当神经细胞主动将消息中继到邻居时。
研究人员确定神经细胞外部的ATP升高导致相邻的胶质细胞释放氢离子,从而提高立即细胞外环境的酸度。氢离子又结合到钙通道中神经细胞膜,关闭这些通道。当钙通道打开时,可以释放神经递质。
“由胶质细胞产生的细胞外环境中的酸度增加形成反馈回路,防止释放过多神经递质,“Malchow说。
研究人员使用海洋生物实验室开发的超灵敏pH传感器来测量包括人类在内的多种生物中分离的视网膜胶质细胞周围pH水平的变化。
研究人员假设胶质释放的酸细胞减少神经递质的释放神经细胞。这是因为酸会结合并抑制控制神经递质释放的神经元钙通道。
“我们认为,这种ATP介导的质子释放胶质细胞Malchow解释说,作为整个神经系统的基本反馈机制,以限制神经元的过度兴奋性。“
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