Calcium activity in astrocytes

Abstract

This Bachelor’s Thesis is a literature review on the calcium signaling in astrocytes, concentrating on the molecule- and cell-level. The study briefly surveys neural communication, and more thoroughly goes through the morphological astrocyte types, the major calcium pumps and receptors and the calcium signaling of the various astrocyte types. According to multiple studies, there are many morphological and functional astrocyte types with a characteristic location in the human brain. The types differ in their morphology and calcium activity patterns. The main contents of this study are the calcium signals, which are small local changes in the intracellular calcium concentration. It is still under debate on which pathways and mechanisms the calcium waves derive from, and which are the properties of the calcium signals in each astrocyte type. A further research is still needed to get a better understanding on the boundaries and properties of the different astrocyte types, as well as calcium signaling mechanisms of them.

Tämä kandidaatintyö on laadittu taustoittamaan kirjallisuuden avulla astrosyyttien kalsiumsignaalien syntyperää solutasolla. Työssä käydään läpi lyhyesti neuronien kommunikaatiota, määritetään astrosyyttien morfologiset tyypit, perehdytään tärkeimpiin solutason kalsiumpumppuihin ja –reseptoreihin ja selvitetään astrosyyttityyppien signalointia kalsiumin kannalta. Tutkimukset viittaavat moniin morfologisiin ja toiminallisiin astrosyyttityyppeihin, joista kukin sijaitsee tietyillä aivojen alueilla. Ne ovat anatomialtaan erilaisia ja saattavat erota myös kalsiumsignaaleiltaan. Työn pääosassa ovat kalsiumsignaalit, jotka ovat pieniä paikallisia kalsiumkonsentraation muutoksia solussa. Väittelyn alla on, mistä kalsiumin konsentraationmuutokset kulloisessakin astrosyyttityypissä johtuvat ja millaisia ominaisuuksia syntyneillä kalsiumpiikeillä on. Jatkossa tarvitaan lisää tutkimusta astrosyyttityyppien ominaisuuksista ja tyyppirajoista, kuten myös niiden kalsiumsignaloinnista, jotta aivojen toiminnasta saataisiin tarpeellista lisätietoa.