X.B. Glioza
Astrocyty mają zdolność do reagowania głównie w związku z urazem OUN i stanowią gliozę reaktywną. Chociaż może być również związana z tym proliferacja i reaktywność komórek mikrogleju, termin glioza jest klasycznie związany z astrogliozą. Reakcja ta charakteryzuje się przerostem astrocytów, zarówno cytoplazmatycznych, jak i z powiększonymi jądrami, połączonym z obfitością długich, grubych wyrostków cytoplazmatycznych. Obserwuje się również wzrost liczby gliofilamentów i ich składnika, GFAP. Odczyn glejowy może mieć również charakter hiperplazji, przy czym proliferacja występuje w pobliżu ostrej zmiany; w innych przypadkach proliferacja astrocytów może być dyskretna, a nawet nieobecna, a jej stopień wydaje się zależeć od rodzaju zmiany, okolicy i stanu rozwoju mózgu. Proliferacja astrocytów, gdy występuje, może wywodzić się z multipotencjalnych komórek macierzystych lub prekursorów glejowych nadal szeroko obecnych w dorosłym OUN. Może również dojść do dedifferentyzacji dojrzałych astrocytów, co mogłoby tłumaczyć ekspresję lub nadekspresję molekuł podczas pierwszych etapów astrogenezy poprzez rekapitulację etapów ontogenetycznych.
Istnieją dwa typy reaktywnych astrocytów. Jednym z nich jest izomorficzna glioza, w której istnieje regularny wzór astrocytów równoległych do degenerujących się aksonów – na przykład w zwyrodnieniu Walleriana, w którym organizacja włókien glejowych zachowuje normalną strukturę. Obserwuje się to w zmianach degeneracyjnych powoli lub w odległości od zmiany. Istnieje również glejoza anizomorficzna, w której proksymalne, reaktywne astrocyty, znajdujące się blisko zmiany, tworzą gęstą siatkę bez uchwytnego wzoru. Reaktywność astrocytów jest bardziej nasilona w istocie szarej niż w istocie białej, w której występuje już wyższy poziom ekspresji GFAP. Inne markery astrocytów są również wyrażane przez reaktywne astrocyty, takie jak GS i S100 beta. Aktywowane astrocyty S100 beta+ są dramatycznie zwiększone w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera oraz w alzheimeropodobnych zmianach neuropatologicznych obserwowanych w zespole Downa. Może to sprzyjać występowaniu w chorobie Alzheimera zdarzeń pośredniczonych przez wapń, takich jak nadmierna fosforylacja białka tau obecnego w splątkach neurofibrylarnych, co ostatecznie może prowadzić do charakterystycznej dla tej choroby śmierci komórek neuronalnych. Towarzyszący temu znaczny wzrost GFAP, nawet w regionach, które nie wykazują patologii Alzheimera, może odzwierciedlać znaczącą rolę odgrywaną przez astrocyty w tej patologii. Co ciekawe, w chorobie Alzheimera produkcja białka prekursorowego β-amyloidu (APP) jest zwiększona w reaktywnych astrocytach, podobnie jak izoforma ApoE, która jest związana z patofizjologią metabolizmu APP. W ten sposób reaktywne astrocyty mogą być zaangażowane w przetwarzanie APP, być może przyczyniając się do odkładania β-amyloidu w chorobie Alzheimera.
Glioza jest również procesem wtórnym obserwowanym podczas starzenia się, jak również w wielu stanach patologicznych dotyczących komórek nerwowych, takich jak urazy mózgu, niedokrwienie, eksperymentalne autoimmunologiczne zapalenie mózgu (EAE) i obszary demielinizacji w stwardnieniu rozsianym. Korelacja demencji AIDS z wysokim poziomem ekspresji astrocytarnych białek adhezyjnych, takich jak VCAM-1 i ICAM-1, może być zaangażowana w dysfunkcję komórek. W mutantach mieliny, takich jak mysz jimpy oraz szczur md i taiep, glioza jest ciężka; mimo to wzrost aksonów nie jest zaburzony.
Fizjologiczna rola astrogliozy pozostaje kontrowersyjna w odniesieniu do korzystnego lub szkodliwego wpływu reaktywnych astrocytów na regenerację OUN. Z jednej strony, bardzo gęsta sieć procesów zbudowanych w bliźnie przez reaktywne astrocyty sugeruje, że tkanka blizny może pełnić ważne funkcje jako bariera izolująca i chroniąca nienaruszoną tkankę od zmian, z których mogłyby być uwalniane toksyczne cząsteczki. Z drugiej strony, cząsteczki ulegające ekspresji w bliznach na powierzchni komórek astrogleju lub cząsteczki wydzielane sprawiają, że reaktywny astrocyt staje się mniej korzystnym substratem, co może hamować wzrost neurytów. Proteoglikany takie jak proteoglikany siarczanu chondroityny mogą działać jako inhibitory wzrostu neurytów poprzez osłabienie potencjału wydłużania aksonów, który mógłby wystąpić z powodu równoczesnej ekspresji cząsteczek promujących wzrost, takich jak laminina w regionach reaktywnej gliozy. Wydaje się również, że istnieją regionalne różnice w zdolności astrocytów glejowych do wydzielania cząsteczek hamujących.
W uszkodzonym mózgu uwalnianie cytokin immunoregulacyjnych przez komórki wokół miejsc uszkodzenia może być mechanizmem przyczyniającym się do indukcji gliozy. Sygnalizacja molekularna może zachodzić pomiędzy uszkodzonymi neuronami, glejami, komórkami zapalnymi, fibroblastami i komórkami opon mózgowych. Wśród tych cząsteczek sygnalizujących gliozę znajdują się: białko zapalne makrofagów (MIP)-1α i MIP-1β, czynnik martwicy nowotworów-α, transformujący czynnik wzrostu-β, bFGF, interleukina-1, LIF i CNTF.