stringtranslate.com

Бокаловидная ячейка

Бокаловидные клетки представляют собой простые столбчатые эпителиальные клетки , секретирующие гелеобразующие муцины , такие как муцин 5AC . [1] Бокаловидные клетки в основном используют мерокринный метод секреции, выделяя пузырьки в проток, но могут использовать апокринные методы, выделяя свои секреты в условиях стресса. [2] Термин «бокал» относится к бокаловидной форме клетки. Апикальная часть имеет чашеобразную форму и раздута за счет обильных гранул, содержащих слизь; его базальная часть лишена этих гранул и имеет форму стебля.

Бокаловидная клетка сильно поляризована: ядро ​​и другие органеллы сосредоточены у основания клетки, а секреторные гранулы, содержащие муцин, - на апикальной поверхности. [1] Апикальная плазматическая мембрана проецирует короткие микроворсинки , увеличивая площадь поверхности для секреции. [3]

Бокаловидные клетки обычно обнаруживаются в дыхательных, репродуктивных и желудочно-кишечных трактах и ​​окружены другими столбчатыми клетками. [1] Предвзятая дифференциация базальных клеток дыхательных путей в респираторном эпителии в бокаловидные клетки играет ключевую роль в избыточном производстве слизи, известном как гиперсекреция слизи, наблюдаемом при многих респираторных заболеваниях, включая хронический бронхит и астму . [4] [5]

Состав

Бокаловидные клетки рассеяны среди эпителиальной выстилки органов , таких как кишечник и дыхательные пути . [6] Они обнаруживаются внутри трахеи , бронхов и более крупных бронхиол дыхательных путей, тонкого кишечника , толстого кишечника и конъюнктивы верхнего века . В конъюнктиве бокаловидные клетки являются источником муцина слезной жидкости , а также секретируют различные типы муцинов на поверхность глаза . В слезных железах вместо этого слизь синтезируется ацинозными клетками . [7]

Микроанатомия

Бокаловидные клетки представляют собой простые столбчатые эпителиальные клетки, высота которых в четыре раза превышает их ширину. Цитоплазма бокаловидных клеток имеет тенденцию смещаться к базальному концу тела клетки крупными гранулами муцина , которые накапливаются вблизи апикальной поверхности клетки вдоль аппарата Гольджи , лежащего между гранулами и ядром . Это придает базальной части клетки базофильное окрашивание из-за нуклеиновых кислот внутри ядра и грубого окрашивания эндоплазматического ретикулума гематоксилином . Муцин внутри гранул окрашивается в бледный цвет на обычных гистологических срезах, главным образом потому, что эти богатые углеводами белки вымываются при подготовке образцов для микроскопии. Однако они легко окрашиваются методом окрашивания PAS , который окрашивает их в пурпурный цвет. [8] [9]

При окраске муцикармином внутри бокаловидных клеток обнаруживается темно-красный муцин. Бокаловидные клетки можно увидеть в примерах ниже как более крупные и бледные клетки.

Функция

Основная роль бокаловидных клеток заключается в выделении слизи для защиты слизистых оболочек , где они находятся. Бокаловидные клетки выполняют это путем секреции муцинов , крупных гликопротеинов , образованных главным образом углеводами . Гелеобразные свойства муцинам придают его гликаны (связанные углеводы), притягивающие относительно большие количества воды. [10] На внутренней поверхности кишечника человека он образует слой толщиной 200 мкм (меньше у других животных), который смазывает и защищает стенки органа. [11]

Различные формы муцина производятся в разных органах: хотя MUC2 преобладает в кишечнике, MUC5AC и MUC5B являются основными формами, обнаруживаемыми в дыхательных путях человека . [12] В дыхательных путях слизь вымывается ресничками респираторного эпителия в процессе, называемом мукоцилиарным клиренсом , и выбрасывается из легких в глотку, что приводит к удалению мусора и патогенов из дыхательных путей. [13] MUC5AC сверхэкспрессируется при аллергическом воспалении легких. [13]

Муцины постоянно вырабатываются и секретируются бокаловидными клетками для восстановления и замены существующего слоя слизи. [13]  Муцины хранятся в гранулах внутри бокаловидных клеток, прежде чем попасть в просвет органа. [10] Секреция муцина в дыхательные пути может происходить посредством регулируемой секреции. [14]  Секрецию могут стимулировать такие раздражители, как пыль и дым , особенно в дыхательных путях . [12] Другими раздражителями являются микробы , такие как вирусы и бактерии.

Аномалии количества бокаловидных клеток связаны с изменениями секреции муцинов, что может привести ко многим нарушениям, наблюдаемым у пациентов с астмой, таким как закупорка дыхательных путей из-за гиперсекреции слизи и возможная потеря функции легких. [13] Сверхэкспрессия MUC5AC сама по себе не приводит к патофизиологии, наблюдаемой у пациентов с астмой ; именно чрезмерная продукция наряду со скоростью секреции приводит к образованию густой слизи, которую невозможно удалить ресничками или кашлевым действием. [13] Это, помимо сужения дыхательных путей, приводит к закупорке дыхательных путей, что может нанести вред здоровью, если не лечить. [13]  

Существуют и другие клетки, секретирующие слизь (например, фовеолярные клетки желудка ) [15] , но гистологически они отличаются от бокаловидных клеток.

Роль в оральной толерантности

Пероральная толерантность — это процесс, при котором иммунная система не может реагировать на антиген, полученный из пищевых продуктов, поскольку пептиды из пищи могут попасть в кровоток через кишечник, что теоретически приведет к иммунному ответу. Статья, опубликованная в журнале Nature в 2012 году, пролила некоторый свет на этот процесс и указала на участие в нем бокаловидных клеток. [16] Было известно, что CD103 -экспрессирующие дендритные клетки собственной пластинки играют роль в индукции пероральной толерантности (потенциально, индуцируя дифференцировку регуляторных Т-клеток ), и в этой статье предполагается, что бокаловидные клетки действуют преимущественно доставить антиген к этим CD103 + дендритным клеткам. [16]

Клиническое значение

Аллергическая астма

Чрезмерное производство слизи, наблюдаемое у пациентов с аллергической астмой, обусловлено метаплазией бокаловидных клеток , дифференцировкой эпителиальных клеток дыхательных путей в бокаловидные клетки, продуцирующие муцин. [17] Эти клетки производят толстые муцины MUC5AC и MUC5B , которые закупоривают дыхательные пути, что приводит к обструкции дыхательных путей, характерной для астмы . [17]

Метаплазия бокаловидных клеток при аллергической астме обусловлена ​​действием цитокина IL -13 . IL-13 связывается с рецептором IL-4Rα и инициирует сигнальный ответ STAT6 . [18] Связывание IL-13 вызывает фосфорилирование остатков тирозина в IL-4Rα . [18] Это приводит к стыковке мономеров STAT6 , которые сами фосфорилируются, а затем покидают рецептор и собираются в цитоплазме, образуя гомодимеры STAT6. [18] Эти гомодимеры затем попадают в ядро , где они связываются с регуляторными элементами ДНК, что влияет на транскрипцию определенных генов, участвующих в выработке слизи. [18]

Индукция передачи сигналов STAT6 с помощью IL-13 приводит к увеличению экспрессии 15-липоксигеназы (15-LO-1), которая представляет собой фермент, участвующий в расщеплении ненасыщенных жирных кислот. [19] 15-липоксигеназа действует путем связывания с фосфолипидами и образует гидроперокси- и эпоксидные метаболиты. [19] Один из таких метаболитов, 15-гидроксиэйкозатетраноевая кислота (15-HETE), высвобождается внутриклеточно, где он конъюгируется с фосфатидилэтаноламином , фосфолипидным компонентом. [19] 15-HETE-PE индуцирует экспрессию муцина MUC5AC . [19]

Бокалоклеточный карциноид

Бокалоклеточные карциноиды — класс редких опухолей, образующихся в результате чрезмерной пролиферации как бокаловидных, так и нейроэндокринных клеток . Большинство этих опухолей возникают в аппендиксе и могут иметь симптомы, сходные с симптомами гораздо более распространенного острого аппендицита . [20] Основным методом лечения локализованных бокаловидных опухолей является удаление аппендикса , иногда также выполняется удаление правой полуободочной кишки . [21] Диссеминированные опухоли могут потребовать лечения химиотерапией в дополнение к хирургическому вмешательству. [20]

Метаплазия

Неполная кишечная метаплазия (неполный пищевод Барретта ), демонстрирующая как фовеолярные , так и бокаловидные клетки, последние обозначены стрелками, и обычно имеющая слегка голубоватый цвет по сравнению с апикальной цитоплазмой фовеолярных клеток при окрашивании H&E.

Пищевод Барретта – метаплазия пищевода в кишечный эпителий, характеризующаяся наличием бокаловидных клеток. [22]

Лечение

Моноклональные антитела

Исследования на мышах, получавших моноклональные антитела к IL-13, привели к снижению экспрессии бокаловидных клеток у пациентов с астмой . [23] Некоторые методы лечения, в которых используются моноклональные антитела против IL-13, включают тралокинумаб и лебрикизумаб . [23] Эти методы лечения показали улучшение состояния пациентов с астмой, однако все еще существуют ограничения на использование моноклональных антител против IL-13. [23] Дупилумаб — новый препарат, который нацелен на общий рецептор IL-4 и IL-13 , IL4Rα . [23] Поскольку IL-4 и IL-13 обладают взаимосвязанной биологической активностью, дупилумаб является более эффективной формой лечения, поскольку он нацелен на оба интерлейкина. [23]

История

Клетки были впервые отмечены Генле в 1837 году при изучении слизистой оболочки тонкой кишки, которую Лейдиг в 1857 году (который исследовал эпидермис рыб) считал вырабатывающей слизь слизью , а свое название им дал Шульце в 1867 году [24]. [25] Шульце выбрал описательное название «бокал» из-за формы клетки, а не функционального названия, поскольку он оставался неуверенным относительно функции клетки по производству слизи. [25]

В настоящее время эти клетки используются в лабораториях для оценки кишечной абсорбции целевых лекарственных средств с помощью различных наборов, таких как CacoGoblet. [26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Ходжес, РР; Дартт, Д.А. (2010). «Бакаловидные клетки конъюнктивы». Энциклопедия глаза . стр. 369–376. дои : 10.1016/b978-0-12-374203-2.00053-1. ISBN 9780123742032.
  2. ^ Ломанн-Маттес, ML.; Штайнмюллер, К.; Франке-Ульманн, Г. (1994). «Легочные макрофаги». Европейский респираторный журнал . 7 (9): 1678–1689. дои : 10.1183/09031936.94.07091678 . ПМИД  7995399.
  3. ^ Саладин, К. (2012). Анатомия и физиология: единство формы и функции (6-е изд.). МакГроу-Хилл. стр. 88–89. ISBN 9780073378251.
  4. ^ Охар, Дж.А.; Донохью, Дж. Ф.; Спангенталь, С. (23 октября 2019 г.). «Роль гвайфенезина в лечении хронической гиперсекреции слизи, связанной со стабильным хроническим бронхитом: комплексный обзор». Хронические обструктивные заболевания легких . 6 (4): 341–349. doi : 10.15326/jcopdf.6.4.2019.0139 . ПМК 7006698 . ПМИД  31647856. 
  5. ^ Эванс, CM; Ким, К; Тувим, MJ; Дики, БФ (январь 2009 г.). «Гиперсекреция слизи при астме: причины и последствия». Современное мнение в области легочной медицины . 15 (1): 4–11. дои : 10.1097/MCP.0b013e32831da8d3. ПМК 2709596 . ПМИД  19077699. 
  6. ^ «бокаловидная клетка» в Медицинском словаре Дорланда.
  7. ^ Гусман-Арангес, А; Аргуэсо, П. (2010). «Структура и биологическая роль О-гликанов муцинового типа на поверхности глаза». Глазная поверхность . 8 (1): 8–17. дои : 10.1016/S1542-0124(12)70213-6. ПМЦ 2847370 . ПМИД  20105403. 
  8. ^ Росс М., Павлина В. (2011). Гистология: Текст и Атлас (6-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 592–593. ISBN 978-0-7817-7200-6.
  9. ^ Янг Б., Вудфорд П., О'Дауд Дж. (2013). Функциональная гистология Уитера: текстовый и цветной атлас (6-е изд.). Эльзевир. п. 94. ИСБН 978-0702047473.
  10. ^ аб Йоханссон М.Э., Шёвалл Х., Ханссон Г.К. (2013). «Желудочно-кишечная слизистая система в норме и заболеваниях». Обзоры природы. Гастроэнтерология и гепатология . 10 (6): 352–361. дои : 10.1038/nrgastro.2013.35. ПМЦ 3758667 . ПМИД  23478383. 
  11. ^ Йоханссон М.Э., Ханссон Г.К. (2013). «Слизь и бокаловидная клетка». Пищеварительные заболевания . 31 (3–4): 305–309. дои : 10.1159/000354683. ПМЦ 4282926 . ПМИД  24246979. 
  12. ^ аб Рубин Б.К. (2013). «Свойства секреции, клиренс и терапия заболеваний дыхательных путей». Трансляционная респираторная медицина . 2 (6): 6. дои : 10.1186/2213-0802-2-6 . ПМЦ 4215824 . ПМИД  25505698. 
  13. ^ abcdef Адлер, Кеннет Брюс; Тувим, Майкл Дж.; Дики, Бертон Ф. (2013). «Регулируемая секреция муцина из эпителиальных клеток дыхательных путей». Границы эндокринологии . 4 : 129. дои : 10.3389/fendo.2013.00129 . ISSN  1664-2392. ПМК 3776272 . ПМИД  24065956. 
  14. ^ Бирченоф, GMH; Йоханссон, М. Эв; Густафссон, Дж. К.; Бергстрем, Дж. Х.; Ханссон, GC (июль 2015 г.). «Новые разработки в области секреции и функции слизи бокаловидных клеток». Иммунология слизистой оболочки . 8 (4): 712–719. дои : 10.1038/ми.2015.32. ISSN  1933-0219. ПМК 4631840 . ПМИД  25872481. 
  15. ^ Гистологическое изображение: 11303loa от Vaughan, Deborah (2002). Система обучения гистологии: компакт-диск и руководство . Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0195151732.- Пищеварительная система: Пищеварительный канал: фундальное пространство желудка, желудочные железы, просвет.
  16. ^ аб Макдоул; и другие. (2012). «Бокалковые клетки доставляют люминальный антиген к дендритным клеткам CD103+ в тонком кишечнике». Природа . 483 (7389): 345–349. Бибкод : 2012Natur.483..345M. дои : 10.1038/nature10863. ПМК 3313460 . ПМИД  22422267. 
  17. ^ аб Ламбрехт, Барт Н; Хаммад, Хамида (2015). «Иммунология астмы». Природная иммунология . 16 (1): 45–56. дои : 10.1038/ni.3049. PMID  25521684. S2CID  5451867.
  18. ^ abcd Куперман, Дуглас А.; Шлеймер, Роберт П. (август 2008 г.). «Интерлейкин-4, интерлейкин-13, преобразователь сигнала и активатор фактора транскрипции 6 и аллергическая астма». Современная молекулярная медицина . 8 (5): 384–392. дои : 10.2174/156652408785161032. ISSN  1566-5240. ПМЦ 4437630 . ПМИД  18691065. 
  19. ^ abcd Чжао, Цзиньмин; О'Доннелл, Валери Б.; Бальзар, Сильвана; Сент-Круа, Клодетт М.; Трюдо, Джон Б.; Венцель, Салли Э. (23 августа 2011 г.). «15-липоксигеназа 1 взаимодействует с фосфатидилэтаноламин-связывающим белком, регулируя передачу сигналов MAPK в эпителиальных клетках дыхательных путей человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (34): 14246–14251. Бибкод : 2011PNAS..10814246Z. дои : 10.1073/pnas.1018075108 . ISSN  0027-8424. ПМК 3161579 . ПМИД  21831839. 
  20. ^ аб Холт, Н; Грёнбек, Х (2013). «Бокалоклеточный карциноид аппендикса». Научный мировой журнал . 2013 : 543696. doi : 10.1155/2013/543696 . ПМЦ 3556879 . ПМИД  23365545. 
  21. ^ Маккаскер, Мэн; Коте, ТР; Клегг, LX; Собин, Л.Х. (2002). «Первичные злокачественные новообразования аппендикса: популяционное исследование в рамках программы наблюдения, эпидемиологии и конечных результатов, 1973–1998». Рак . 94 (12): 3307–12. дои : 10.1002/cncr.10589 . PMID  12115365. S2CID  40814989.
  22. ^ Фуад, Ю.М.; Мостафа, я; Йехия, Р; Эль-Хаят, Х (2014). «Биомаркеры пищевода Барретта». Всемирный журнал желудочно-кишечной патофизиологии . 5 (4): 450–456. дои : 10.4291/wjgp.v5.i4.450 . ПМЦ 4231509 . ПМИД  25400988. 
  23. ^ abcde Vatrella, Алессандро; Фабоцци, Иммаколата; Калабрезе, Сесилия; Маселли, Росарио; Пелайя, Джироламо (04 сентября 2014 г.). «Дупилумаб: новое лечение астмы». Журнал астмы и аллергии . 7 : 123–130. дои : 10.2147/JAA.S52387 . ISSN  1178-6965. ПМК 4159398 . ПМИД  25214796. 
  24. ^ Фелтс, Уильям Дж.Л.; Харрисон, Ричард Дж. (26 августа 2015 г.). Международное обозрение общей и экспериментальной зоологии. Эльзевир. п. 244. ИСБН 9781483224824.
  25. ^ ab «Глава IV: Кубковая камера в целом». Акта офтальмологическая . 46 (С95): 25–35. 1 февраля 1968 г. doi :10.1111/j.1755-3768.1968.tb05926.x. ISSN  1755-3768. S2CID  221392598.
  26. ^ Васкес-Санчес, Мария Анхелес. «Како-Кубок». Готовая ячейка . Проверено 20 июля 2018 г.

Внешние ссылки