Интерстициальные клетки Кахаля (ICC) — это интерстициальные клетки , обнаруженные в желудочно-кишечном тракте . Существуют разные типы ICC с разными функциями. ICC и другой тип интерстициальных клеток, известный как клетки рецептора тромбоцитарного фактора роста альфа (PDGFRα), электрически связаны с гладкомышечными клетками через щелевые контакты , которые работают вместе как функциональный синцитий SIP . [2] Миэнтеральные интерстициальные клетки Кахаля (ICC-MY) служат клетками-водителями ритма, которые генерируют биоэлектрические события, известные как медленные волны . [3] Медленные волны проводят к гладким мышечным клеткам и вызывают фазовые сокращения. [4] [5]
На рисунке справа показаны изолированные интерстициальные клетки Кахаля из миентерального сплетения тонкой кишки мыши, выращенные в первичной культуре клеток. Морфологически этот тип клеток можно охарактеризовать как небольшое клеточное тело, часто треугольной или звездчатой формы, с несколькими длинными отростками, разветвляющимися на вторичные и третичные отростки - эти отростки часто контактируют с гладкомышечными клетками. Они обладают сократительным поведением как в теле клетки, так и в расширенных отростках.
Эти клетки происходят из мезодермы , [6] в отличие от кишечных нейронов , которые возникают из клеток нервного гребня.
Внутримышечные интерстициальные клетки Кахаля (ICC-IM) участвуют в опосредовании ответов на нейротрансмиссию. [7] Все ICC в желудочно-кишечном тракте экспрессируют активируемые кальцием хлоридные каналы, кодируемые геном ANO1 . Эти каналы активируются высвобождением кальция в ICC и важны как для пейсмекерной активности ICC, так и для их ответов на нейротрансмиттеры. В недавнем обзоре отмечено, что карбахол увеличивает активность ICC через этот канал. [8] [9] Мыши с нокаутом ANO1 не способны производить медленные волны, а ингибиторы каналов ANO1 блокируют медленные волны. [8]
Считается, что ICC также присутствует в других типах гладкомышечных тканей. Но, за немногими исключениями, функция этих клеток недостаточно изучена и в настоящее время является областью активных исследований .
ICC служат электрическими кардиостимуляторами и генерируют спонтанные электрические медленные волны в желудочно-кишечном тракте. Электрические медленные волны распространяются от ICC к гладкомышечным клеткам , и возникающая в результате деполяризация инициирует вход ионов кальция и их сокращение. Медленные волны организуют сокращения кишечника в фазовые сокращения, которые являются основой перистальтики и сегментации . [ нужна медицинская ссылка ]
Частота активности кардиостимулятора ICC различается в разных отделах желудочно-кишечного тракта: [10]
ICC также опосредует нервный сигнал от энтеральных мотонейронов . У животных, лишенных ICC, значительно снижена реакция на нейромедиатор ацетилхолин , высвобождаемый возбуждающими мотонейронами, и на передатчик оксида азота , высвобождаемый тормозными мотонейронами. Таким образом, потеря ICC при заболевании может нарушить нормальный нервный контроль сокращений желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и привести к функциональным расстройствам ЖКТ, таким как синдром раздраженного кишечника . [ нужна медицинская ссылка ]
ICC также экспрессирует механочувствительные механизмы, которые заставляют эти клетки реагировать на растяжение. Растяжение мышц желудочно-кишечного тракта может повлиять на потенциалы покоя ICC и частоту активности кардиостимулятора. Карбахол увеличивает активность ICC за счет активации ANO1 . [8] [9]
ICC также играют решающую роль в распространении медленных электрических волн. ICC образуют сеть, по которой может распространяться медленная волновая активность. Если эта сеть нарушена, то 2 области мышц будут функционировать независимо. [ нужна медицинская ссылка ]
Считается, что ICC являются клетками, из которых возникают желудочно-кишечные стромальные опухоли (ГИСО). [11] Кроме того, аномалии в сети ICC являются одной из причин хронической кишечной псевдообструкции . [12]
Интерстициальные клетки Кахаля названы в честь Сантьяго Рамона-и - Кахаля , [13] испанского патолога и лауреата Нобелевской премии .