stringtranslate.com

Респираторный эпителий

Респираторный эпителий , или эпителий дыхательных путей , [1] представляет собой тип мерцательного цилиндрического эпителия , который выстилает большую часть дыхательных путей в качестве слизистой оболочки дыхательных путей , [2] где он служит для увлажнения и защиты дыхательных путей. Его нет в голосовых связках гортани , а также в ротоглотке и гортаноглотке , где вместо этого эпителий представляет собой многослойный плоский эпителий . [3] Он также действует как барьер для потенциальных патогенов и инородных частиц, предотвращая инфекцию и повреждение тканей за счет секреции слизи и действия мукоцилиарного клиренса .

Состав

псевдомногослойный эпителий
Псевдостратифицированный столбчатый эпителий, на анимированном изображении выделяются эпителиальные клетки, бокаловидные клетки, а затем подлежащая соединительная ткань.
Клетки респираторного эпителия. Базальные клетки показаны фиолетовым, реснитчатые клетки показаны коричневым, бокаловидные клетки показаны зеленым, а подслизистая железа показана синим.

Респираторный эпителий, выстилающий верхние дыхательные пути, классифицируется как мерцательный псевдомногослойный столбчатый эпителий . [4] Это обозначение связано с расположением нескольких типов клеток, составляющих респираторный эпителий. Хотя все клетки контактируют с базальной мембраной и, следовательно, представляют собой один слой клеток, их ядра не выровнены в одной плоскости. Следовательно, создается впечатление, что имеется несколько слоев клеток, а эпителий называется псевдостратифицированным (ложно-слоистым). Слизистая оболочка дыхательных путей переходит в простой мерцательный кубовидный эпителий и, наконец, в простой плоский эпителий в альвеолярных ходах и альвеолах . [5]

Клетки

Клетки респираторного эпителия делятся на пять основных типов: а) реснитчатые клетки , б) бокаловидные клетки , в) щеточные клетки, г) базальные клетки дыхательных путей и д) мелкие гранулярные клетки (NDES) [6]. Бокаловидных клеток становится все меньше. далее вниз по дыхательному дереву, пока они не исчезнут в терминальных бронхиолах; Клубные ячейки в некоторой степени берут на себя здесь их роль. [7] Другим важным типом клеток являются легочные нейроэндокринные клетки . Это иннервированные клетки, которые составляют лишь около 0,5% респираторных эпителиальных клеток. [7] Мерцательные клетки представляют собой столбчатые эпителиальные клетки со специализированными ресничными модификациями. Ресничные клетки составляют от 50 до 80 процентов эпителия. [8]

Между реснитчатыми клетками расположены многочисленные микроворсинки , прикрепленные в виде пучков к щеточным клеткам, иногда называемым клетками легочной щетки; [9] они также известны как пучковые клетки желудочно -кишечного тракта или кишечные пучковые клетки, [10] хотя между этими двумя типами есть разница: у щеточных клеток отсутствует концевая перепонка , которая лежит под микроворсинками пучковых клеток. . [9] Хотя их функция еще не полностью изучена, было высказано предположение, что они играют роль клиренса, связанного с вирулентностью, активируя мукоцилиарный клиренс путем высвобождения ацетилхолина . [11]

Функция

Респираторный эпителий увлажняет и защищает дыхательные пути. Он действует как физический барьер для патогенов, а также их удаление в механизме мукоцилиарного клиренса .

Мерцательные клетки являются основными компонентами механизма мукоцилиарного клиренса. Каждая эпителиальная клетка имеет около 200 ресничек , которые постоянно бьются со скоростью от 10 до 20 раз в секунду. Направление их ударов направлено к глотке , либо вверх от нижних дыхательных путей, либо вниз от структур носа. [12]

Бокаловидные клетки , названные так потому, что по форме напоминают винный бокал, представляют собой столбчатые эпителиальные клетки , которые содержат мембраносвязанные слизистые гранулы и выделяют слизь как часть поверхностной жидкости дыхательных путей (ASL), также известной как жидкость эпителиальной выстилки , состав который жестко регулируется; слизь помогает поддерживать влажность эпителия и задерживает твердые частицы и болезнетворные микроорганизмы, перемещающиеся по дыхательным путям. и определяет, насколько хорошо работает мукоцилиарный клиренс. [13] [14]

Базальные клетки маленькие, почти кубовидные , которые дифференцируются в другие типы клеток, встречающиеся в эпителии. Базальные клетки реагируют на повреждение эпителия дыхательных путей, мигрируя, чтобы покрыть участок, лишенный дифференцированных эпителиальных клеток, и впоследствии дифференцируются, чтобы восстановить здоровый слой эпителиальных клеток. Дифференцированные эпителиальные клетки также могут дедифференцироваться в стволовые клетки и способствовать восстановлению барьера. [15]

Клубные клетки выполняют аналогичные функции в более дистальных отделах дыхательных путей.

Определенные части дыхательных путей , такие как ротоглотка , также подвержены абразивному глотанию пищи. Чтобы предотвратить разрушение эпителия на этих участках, его заменяют на многослойный плоский эпителий , который лучше приспособлен к постоянному шелушению и истиранию. Плоский слой ротоглотки переходит в пищевод . [ нужна цитата ]

Респираторный эпителий выполняет еще одну роль иммунитета для легких — гомеостаз глюкозы . [16] Концентрация глюкозы в поверхностной жидкости дыхательных путей поддерживается на уровне примерно в 12 раз ниже, чем концентрация сахара в крови. [16] Плотные соединения действуют как барьер, который ограничивает прохождение глюкозы через эпителий в просвет дыхательных путей. Некоторое количество глюкозы проходит через нее, где она диффундирует в поверхностную жидкость дыхательных путей и поддерживается на пониженном уровне за счет легочного транспорта глюкозы и метаболизма. [17] Однако воспаление дыхательных путей снижает эффективность плотных соединений, делая барьер более проницаемым для глюкозы. Более высокие уровни глюкозы способствуют размножению бактерий, предоставляя им глюкозу в качестве источника углерода. [16] Повышенный уровень глюкозы в поверхностной жидкости дыхательных путей связан с респираторными заболеваниями и гипергликемией . [17]

Клиническое значение

Длительное раздражение эпителиальных клеток может вызвать перепроизводство слизи, известное как гиперсекреция слизи . Гиперсекреция слизи приводит к продуктивному кашлю при хроническом бронхите . [18]

Легочные нейроэндокринные клетки связаны с рядом хронических заболеваний легких. Они также являются исходными клетками мелкоклеточного рака легких . [19]

Рекомендации

  1. ^ Кристалл, Р. (сентябрь 2008 г.). «Эпителиальные клетки дыхательных путей: современные концепции и проблемы». Proc Am Thorac Soc . 15 (7): 772–777. doi : 10.1513/pats.200805-041HR. ПМК  5820806 . ПМИД  18757316.
  2. ^ «Слизистая оболочка дыхательных путей». meshb.nlm.nih.gov . Проверено 26 июля 2019 г.
  3. ^ Саладин, К. (2012). Анатомия и физиология: единство формы и функции (6-е изд.). МакГроу-Хилл. стр. 857–859. ISBN 9780073378251.
  4. ^ Мешер А.Л., «Глава 17. Дыхательная система» (Глава). Мешер А.Л.: Основная гистология Жункейры: Текст и Атлас, 12e: «AccessMedicine | Дыхательная система: Введение». Архивировано из оригинала 3 июня 2013 г. Проверено 24 февраля 2015 г..
  5. ^ «Бронхи, бронхиальное дерево и легкие». nih.gov . Проверено 17 сентября 2019 г.
  6. ^ Мешер, Энтони Л. (2018). Основная гистология Жункейры: текст и атлас (Пятнадцатое изд.). [Нью-Йорк]. п. 350. ИСБН 978-1-26-002618-4.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  7. ^ Аб Вайнбергер, Стивен; Кокрилл, Барбара; Мандель, Джесс (2019). Принципы легочной медицины (Седьмое изд.). Эльзевир. п. 67. ИСБН 9780323523714.
  8. ^ Яги, А; Долович, М.Б. (11 ноября 2016 г.). «Реснички эпителиальных клеток дыхательных путей и обструктивная болезнь легких». Клетки . 5 (4): 40. дои : 10,3390/cells5040040 . ПМК 5187524 . ПМИД  27845721. 
  9. ^ Аб Рид, Л; Мейрик, Б; Энтони, В.Б.; Чанг, Линия; Крапо, Джей Ди; Рейнольдс, HY (1 июля 2005 г.). «Загадочная клетка легочной щетки: клетка в поисках функции». Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 172 (1): 136–9. doi : 10.1164/rccm.200502-203WS. ПМК 2718446 . ПМИД  15817800. 
  10. ^ Хаслтон, Филип (1996). Патология легких Спенсера. МакГроу-Хилл. стр. 10. ISBN 0071054480.
  11. ^ Пернисс, Александр; Луи, Шуя; Боонен, Бретт; Зуфолл, Фрэнк; Буфф, Бернд; Куммер, Вольфганг (14 апреля 2020 г.). «Ацетилхолин, полученный из хемосенсорных клеток, стимулирует мукоцилиарный клиренс трахеи в ответ на формилпептиды, связанные с вирулентностью». Клеточный иммунитет . 52 (2): 683–699.e11. doi : 10.1016/j.immuni.2020.03.005 . ПМИД  32294408.
  12. ^ Холл, Джон (2011). Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла . Сондерс/Эльзевир. п. 473. ИСБН 9781416045748.
  13. ^ Станке Ф. Вклад эпителиальных клеток дыхательных путей в защиту хозяина. Медиаторы воспаления. 2015;2015:463016. ПМИД  26185361 ПМК 4491388
  14. ^ Агентство по охране окружающей среды США. Комплексная научная оценка оксидов азота – критерии здоровья (заключительный отчет 2016 г.). Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, EPA/600/R-15/068, 2016 г. Уведомление Федерального реестра от 28 января 2016 г. Бесплатная загрузка доступна на странице отчета на веб-сайте EPA.
  15. ^ Химстра, PS; Маккрей П.Б., младший; Балс, Р. (апрель 2015 г.). «Врожденная иммунная функция эпителиальных клеток дыхательных путей при воспалительном заболевании легких». Европейский респираторный журнал . 45 (4): 1150–62. дои : 10.1183/09031936.00141514. ПМЦ 4719567 . ПМИД  25700381. 
  16. ^ abc Бейкер, Э.Г.; Бейнс, Д.Л. (февраль 2018 г.). «Гомеостаз глюкозы в дыхательных путях: новая цель в профилактике и лечении легочной инфекции». Грудь . 153 (2): 507–514. дои :10.1016/j.chest.2017.05.031. PMID  28610911. S2CID  13733461.
  17. ^ аб Гарнетт, JP; Бейкер, Э. Х.; Бейнс, Д.Л. (ноябрь 2012 г.). «Сладкая беседа: понимание природы и важности транспорта глюкозы в эпителии легких». Европейский респираторный журнал . 40 (5): 1269–76. дои : 10.1183/09031936.00052612 . ПМИД  22878875.
  18. ^ Глобальная инициатива по хронической обструктивной болезни легких - ЗОЛОТО (PDF) . 2018. с. 15 . Проверено 10 ноября 2019 г. .
  19. ^ Гарг, А; Суй, П; Верхейден, Дж. М.; Янг, ЛР; Солнце, Х (2019). «Рассмотрим легкие как орган чувств: советы легочных нейроэндокринных клеток». Актуальные темы биологии развития . 132 : 67–89. doi :10.1016/bs.ctdb.2018.12.002. ISBN 9780128104897. PMID  30797518. S2CID  73489416.

Дополнительные изображения

Внешние ссылки