Astrocyte/星状膠細胞(アストロサイト)

Biology/生物学

Glial cells are cells other than nerve cells (neurons) that make up the central nervous system. Glial cells are also called neuroglial cells. The total number of glial cells in the human brain far exceeds the number of neurons.

Because glial cells do not emit action potentials (they are electrically inactive), in the past, they thought to be unrelated to information processing in the brain and to be less important than neurons. However, with the recent development of analytical methods, glial cells are thought to release various transmitters and actively communicate with other cells. Since the late 20th century, research on glial cells has been actively conducted using techniques such as intracellular calcium concentration research methods.

The main glial cells distributed in the brain are astrocyte, oligodendrocyte, and microglia. Astrocyte expresses various neurotransmitter receptors, and in response to neuronal activity, astrocyte itself modifies neuronal activity by releasing transmitters. Additionally, the myelin sheath formed by oligodendrocytes expands in response to neural activity. Furthermore, microglia actively participate in synaptic reorganization. There are many discoveries. They indicate the possibility that such glial cells are involved in the expression of higher-order functions. These findings suggest the difficulty in elucidating the entire picture of brain function through conventional neuron-centered research.

Glial cells are classified as follows.
・Astrocyte: Star-shaped glial cells specific to the brain and spinal cord. The star-shaped glial cell connects the vascular system and neurons, and plays important roles in constructing the nervous system, taking up neurotransmitters, and forming the blood-brain barrier. The number of astrocytes is the largest and most numerous. In the past, it was thought that they play a role in supporting structures within the brain and maintaining the environment, but recently it has become clear that they are also actively involved in information processing in the brain.
・Oligodendrocyte: Cells with several short dendrites. Oligodendrocyte forms a myelin sheath by extending and wrapping its dendrites around the axons of neurons in the central nervous system, and increases the speed of signal transmission by jumping conduction of action potentials.
・Microglia: It is responsible for the brain’s immune system, playing roles such as repairing nerve cells and removing waste materials from the brain through phagocytosis.

グリア細胞とは,中枢神経系を構成する神経細胞(ニューロン)以外の細胞のことである.グリア細胞は膠細胞や神経膠細胞とも呼ばれる.ヒトの脳におけるグリア細胞全体の数はニューロンの数を遥かに上回る.

グリア細胞は活動電位を発しない(電気的に不活性)ため,従来では脳内情報処理には関りがなく神経細胞よりも重要性が低いと考えられてきた.しかし,近年の解析手法の発達により,グリア細胞は様々な伝達物質を放出し,他の細胞とも活発にコミュニケーションをしていると考えられている.20世紀後半から細胞内カルシウム濃度研究法などの技術により,グリア細胞の研究が活発になされている.

脳に分布する主なグリア細胞はアストロサイトとオリゴデンドロサイトとミクログリアである.アストロサイトが多様な神経伝達物質受容体を発現し,ニューロン活動に応答して,アストロサイト自身も伝達物質を遊離することによりニューロン活動を修飾する.また,オリゴデンドロサイトが形成する髄鞘は神経活動に応じて拡大する.さらに,ミクログリアがシナプスの再編成に積極的関与する.このようなグリア細胞が高次機能発現に関与する可能性を示す発見は多い.これらから,従来のニューロン中心の研究では脳機能の全貌を解き明かすことは困難であることを示唆している.

グリア細胞は以下のように分類される.
・アストロサイト:脳と脊髄に特異的な星型のグリア細胞である.星状膠細胞とも呼ぶ.血管系とニューロンを結びつけ,神経系の構築,神経伝達物質の取り込み,血液脳関門の形成などの重要な役割を果たしている.最も大きく数も多い.従来では脳内の構造の支持や環境維持の役割を担うと考えられてきたが,最近は脳の情報処理にも積極的に関与することが明らかになっている.
・オリゴデンドロサイト:いくつかの短い突起を有する細胞である.希突起膠細胞とも呼ぶ.中枢神経系のニューロンの軸索に突起を伸ばして巻き付くことで髄鞘を形成し,活動電位の跳躍電導により信号伝達速度を高める.
・ミクログリア:脳の免疫機構を担っており,神経細胞の修復や貪食による脳内不要物の除去などの役割を果たしている.小膠細胞とも呼ぶ.