Asztrociták gyújtják a fényt az éjszakában

Régóta ismert, hogy az alvás javítja az emlékezőképességet, ahogy az is, hogy az alvásmegvonás egyik alapvető következménye a memória romlása. Különösen fontos szerepet játszik ebben a tekintetben egy, a legmélyebb alvásfázisra jellemző agyi ritmus, a lassúhullám-aktivitás, aminek csökkenése közvetlenül gátolja a memória hosszú távú rögzülését.

A lassúhullám-aktivitás tulajdonképpen a hálózatba rendeződő idegsejtek membránpotenciáljának ritmikus váltakozása egy fokozott aktivitással járó depolarizált és egy „csendes” hiperpolarizált fázis között. Annak ellenére azonban, hogy kiemelkedő szerepe régóta ismert, ma sem tudjuk pontosan, mi váltja ki a neuronok aktivitásának e hálózati szinkronizációját, ahogy azt sem, mi okozza más, hasonlóan szinkronaktivitással járó állapotok, mint például az epilepszia megjelenését.

Az MTA TTK Szerves Kémiai Intézet kutatói most egy nevét csillagszerű alakjáról kapó sejttípus, az asztrociták szerepét írták le a folyamatban.

Piros fluoreszcens festékkel feltöltött asztrociták hálózata Forrás: MTA TTK Szerves Kémiai Intézet Funkcionális Farmakológiai Kutatócsoport

Az asztrociták, bár számbelileg agyunk legnépesebb sejttípusát alkotják, funkcionális szerepüket tekintve sokáig alulértékeltek voltak. Úgy tartották, hogy feladatuk kizárólag a neuronok anyagcserehátterének biztosítására, „életben tartására” korlátozódik. Az utóbbi egy-két évtized kutatásai alapján azonban nyilvánvalóvá vált, hogy az asztrociták aktívan kontrollálják a neuronok működését, jelentős mértékben befolyásolják a neuronok közötti információátadás helyszínének, a szinapszisnak az aktivitását.

Héja László és a Funkcionális Farmakológiai Kutatócsoport munkatársai ezen a vonalon továbbhaladva azt feltételezték, hogy az asztrociták nemcsak az egyedi szinapszisok szintjén képesek modulálni a neuronális aktivitást, hanem az asztrocitahálózatok nagyobb léptékben is kontrollálják a neuronális hálózati működést.

Az általánosan elfogadott nézettel szemben, miszerint a lassúhullám-aktivitás kizárólag a neuronok tüzelésének eredménye, kimutatták, hogy in vivo az asztrocitahálózatok is ugyanilyen aktivitást mutatnak.

Ehhez egy olyan új, az MTA TTK Enzimológiai Intézetének kutatócsoportjaival közösen létrehozott patkányvonalat használtak, amely a neuronok és az asztrociták aktivitásának vizsgálatát lehetővé tevő molekulát (kalciumszenzitív zöld fluoreszcens fehérjét) termel. Az MTA KOKI munkatársaival közösen ezeken az állatokon azt is igazolták, hogy az asztrocitahálózatban előbb terjed el a lassúhullám-aktivitás, és ez segíti hozzá a neuronokat is ahhoz, hogy aktiválódjanak, azaz az asztrociták lehetnek a neuronális szinkronizáció szimfóniájának karmesterei.

A kutatók reményei szerint e mechanizmus felismerése a jövőben hozzájárulhat a kognitív zavarok, demenciák jobb megértéséhez és hatékonyabb kezeléséhez is.

A kutatócsoport eredményeiről beszámoló szakmai közlemény a Scientific Reportsban jelent meg.