X.B. Gliosis
Gli astrociti hanno una capacità di reagire principalmente in relazione ad una lesione del SNC e costituiscono una gliosi reattiva. Sebbene ci possa essere anche una proliferazione associata e una reattività delle cellule microgliali, il termine gliosi è classicamente legato all’astrogliosi. Questa reazione è caratterizzata dall’ipertrofia degli astrociti, sia citoplasmatici che con nuclei ingranditi, associati a una profusione di processi citoplasmatici lunghi e spessi. C’è anche un aumento del numero di gliofilamenti e del loro costituente, il GFAP. La reazione gliotica può anche consistere in un’iperplasia, con la proliferazione che si verifica vicino a una lesione acuta; in altri casi, la proliferazione degli astrociti può essere discreta, anche assente, e il suo grado sembra dipendere dal tipo di lesione, dalla regione e dallo stato di sviluppo del cervello. La proliferazione degli astrociti, quando avviene, potrebbe provenire da cellule staminali multipotenziali o da precursori gliali ancora ampiamente presenti nel SNC adulto. Ci potrebbe anche essere dedifferenziazione degli astrociti maturi, che potrebbe spiegare l’espressione o la sovraespressione di molecole durante le prime fasi dell’astrogenesi per ricapitolazione delle fasi ontogenetiche.
Ci sono due tipi di astrociti reattivi. Uno è la gliosi isomorfa, in cui c’è un modello regolare di astrociti che sono paralleli agli assoni in degenerazione – per esempio, nella degenerazione walleriana, in cui l’organizzazione delle fibre gliali conserva una struttura normale. Questo si osserva in lesioni lentamente degenerative o a distanza da una lesione. C’è anche una gliosi anisomorfa in cui gli astrociti reattivi prossimali, vicino a una lesione, formano una maglia densa senza un modello distinguibile. La reattività degli astrociti è più intensa nella materia grigia che nella materia bianca, in cui c’è già un livello più alto di espressione di GFAP. Altri marcatori di astrociti sono anche espressi da astrociti reattivi, come GS e S100 beta. Gli astrociti S100 beta+ attivati sono drammaticamente aumentati nel cervello dei pazienti con malattia di Alzheimer e nei cambiamenti neuropatologici simili all’Alzheimer osservati nella sindrome di Down. Questo potrebbe favorire gli eventi mediati dal calcio nella malattia di Alzheimer, come l’eccessiva fosforilazione della proteina tau presente nei grovigli neurofibrillari, che potrebbe infine portare alla morte delle cellule neuronali caratteristica di questa malattia. Il concomitante notevole aumento di GFAP, anche in regioni che non presentano la patologia di Alzheimer, può riflettere il ruolo prominente svolto dagli astrociti durante questa patologia. È interessante notare che nella malattia di Alzheimer la produzione di proteina precursore β-amiloide (APP) è aumentata negli astrociti reattivi, così come l’isoforma ApoE, che è associata alla fisiopatologia del metabolismo di APP. In questo modo, gli astrociti reattivi possono essere coinvolti nell’elaborazione di APP, forse contribuendo alla deposizione di β-amiloide nella malattia di Alzheimer.
La gliosi è anche un processo secondario osservato durante l’invecchiamento così come in molte condizioni patologiche che colpiscono le cellule neurali, come il trauma cerebrale, l’ischemia, l’encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE), e le aree demielinizzate della sclerosi multipla. La correlazione della demenza da AIDS con un alto livello di espressione astrocitaria di proteine di adesione come VCAM-1 e ICAM-1 può essere coinvolta nella disfunzione cellulare. Nei mutanti della mielina, come il topo jimpy e il topo md e taiep, la gliosi è grave; tuttavia, la crescita assonale non è compromessa.
Il ruolo fisiologico dell’astrogliosi rimane controverso rispetto all’influenza benefica o dannosa degli astrociti reattivi sul recupero del SNC. Da un lato, la rete molto fitta di processi costruiti nella cicatrice dagli astrociti reattivi suggerisce che il tessuto cicatriziale può svolgere funzioni importanti come barriera che isola e protegge il tessuto intatto dalle lesioni, dalle quali potrebbero essere rilasciate molecole tossiche. D’altra parte, le molecole espresse nelle cicatrici delle lesioni sulla superficie delle cellule astrogliali o le molecole secrete rendono l’astrocita reattivo un substrato meno favorevole, che potrebbe essere inibitorio alla crescita neuritica. Proteoglicani come il condroitin solfato possono agire come inibitori della crescita neuritica attenuando il potenziale di allungamento dell’assone che potrebbe verificarsi a causa di una concomitante espressione di molecole promotrici della crescita come la laminina nelle regioni di gliosi reattiva. Sembra anche che ci siano differenze regionali nella capacità degli astrociti gliotici di secernere molecole inibitorie.
Nel cervello ferito, il rilascio di citochine immunoregolatrici da parte delle cellule intorno ai siti di lesione può essere un meccanismo che contribuisce all’induzione della gliosi. La segnalazione molecolare può avvenire tra neuroni lesionati, glia, cellule infiammatorie, fibroblasti e cellule meningee. Tra queste molecole di segnalazione della gliosi ci sono la proteina infiammatoria macrofagica (MIP)-1α e MIP-1β, il fattore di necrosi tumorale-α, il fattore di crescita trasformante-β, il bFGF, l’interleuchina-1, il LIF e il CNTF.