stringtranslate.com

Кишечная железа

В гистологии кишечная железа ( также крипта Либеркюна и кишечная крипта ) — это железа, расположенная между ворсинками в эпителиальной выстилке тонкого и толстого кишечника (или толстой кишки). Железы и кишечные ворсинки покрыты эпителием , который содержит несколько типов клеток : энтероциты (поглощающие воду и электролиты), бокаловидные клетки (секретирующие слизь), энтероэндокринные клетки (секретирующие гормоны), чашечковые клетки, миофибробласты , пучковые клетки и в основании железы клетки Панета ( секретирующие антимикробные пептиды) и стволовые клетки .

Структура

Кишечные железы находятся в эпителии тонкого кишечника , а именно двенадцатиперстной кишки , тощей кишки и подвздошной кишки , а также в толстом кишечнике (ободочной кишке), где их иногда называют толстокишечными криптами . Кишечные железы тонкого кишечника содержат основу реплицирующихся стволовых клеток , клеток Панета врожденной иммунной системы и бокаловидных клеток , которые вырабатывают слизь. [1] В толстой кишке крипты не имеют клеток Панета. [2]

Функция

Энтероциты в слизистой оболочке тонкого кишечника содержат пищеварительные ферменты , которые переваривают определенные продукты , пока они всасываются через эпителий. Эти ферменты включают пептидазу , сахаразу , мальтазу , лактазу и кишечную липазу . Это контрастирует с желудочными железами желудка , где главные клетки секретируют пепсиноген .

Кроме того, здесь формируется новый эпителий, что важно, поскольку клетки в этом месте постоянно изнашиваются проходящей пищей. Базальная (дальше от просвета кишечника ) часть крипты содержит мультипотентные стволовые клетки . Во время каждого митоза одна из двух дочерних клеток остается в крипте как стволовая клетка, в то время как другая дифференцируется и мигрирует вверх по стороне крипты и в конечном итоге в ворсинку . Эти стволовые клетки могут дифференцироваться либо в абсорбционные ( энтероциты ), либо в секреторные ( бокаловидные клетки , клетки Панета , энтероэндокринные клетки ) линии. [3] Оба сигнальных пути Wnt и Notch играют большую роль в регуляции пролиферации клеток, а также в морфогенезе и гомеостазе кишечника . [4]

Считается, что потеря контроля над пролиферацией в криптах приводит к колоректальному раку .

Кишечный сок

Кишечный сок ( также называемый succus entericus [5] ) относится к прозрачным или бледно-желтым водянистым выделениям из желез, выстилающих стенки тонкого кишечника . Железы Бруннера выделяют большое количество щелочной слизи в ответ на (1) тактильные или раздражающие стимулы на слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки; (2) вагальную стимуляцию, которая увеличивает секрецию желез Бруннера одновременно с увеличением желудочной секреции; и (3) желудочно-кишечные гормоны, особенно секретин . [6]

Его функция заключается в завершении процесса, начатого панкреатическим соком ; фермент трипсин существует в панкреатическом соке в неактивной форме трипсиногена , он активируется кишечной энтерокиназой в кишечном соке. Затем трипсин может активировать другие ферменты протеазы и катализировать реакцию проколипаза → колипаза. Колипаза необходима, наряду с желчными солями , для обеспечения функции липазы . [ необходима цитата ]

Кишечный сок также содержит гормоны , пищеварительные ферменты , слизь , вещества для нейтрализации соляной кислоты, поступающей из желудка . Различные экзопептидазы , которые далее расщепляют полипептиды на аминокислоты, завершают переваривание белков . [ необходима цитата ]

Крипты толстой кишки

Крипты толстой кишки ( кишечные железы ) в четырех срезах ткани. На панели A полоса показывает 100 мкм и позволяет оценить частоту крипт в эпителии толстой кишки. Панель B включает три крипты в поперечном сечении, каждая с одним сегментом, дефицитным для экспрессии CCOI, и по крайней мере одну крипту с правой стороны, подвергающуюся делению на две крипты. Панель C показывает с левой стороны крипту, делящуюся на две крипты. Панель D показывает типичные небольшие кластеры из двух и трех крипт с дефицитом CCOI (полоса показывает 50 мкм). Изображения были сделаны с оригинальных микрофотографий, но панели A, B и D также были включены в статью [7]

Кишечные железы в толстой кишке часто называют толстокишечными криптами. Эпителиальная внутренняя поверхность толстой кишки испещрена инвагинациями, толстокишечными криптами. Толстокишечные крипты имеют форму микроскопических толстостенных пробирок с центральным отверстием по всей длине трубки ( просвет крипты ). Здесь показаны четыре среза ткани, два (A и B) разрезаны поперек длинных осей крипт и два (C и D) разрезаны параллельно длинным осям.

На этих изображениях клетки были окрашены, чтобы показать коричнево-оранжевый цвет, если клетки вырабатывают митохондриальный белок, называемый субъединицей I цитохром с оксидазы (CCOI или COX-1). Ядра клеток (расположенные на внешних краях клеток, выстилающих стенки крипт) окрашены в сине-серый цвет гематоксилином . Как видно на панелях C и D, крипты имеют длину около 75–110 клеток. Средняя окружность крипты составляет 23 клетки. [8] Из изображений видно, что среднее значение составляет около 1725–2530 клеток на крипту толстой кишки. Было получено еще одно измерение, дающее диапазон от 1500 до 4900 клеток на крипту толстой кишки. [9] Клетки вырабатываются в основании крипты и мигрируют вверх вдоль оси крипты, прежде чем через несколько дней выбрасываются в просвет толстой кишки . [8] В основании крипт находится от 5 до 6 стволовых клеток. [8]

Согласно оценке, представленной на панели А, на квадратный миллиметр эпителия толстой кишки приходится около 100 толстокишечных крипт. [10] Длина толстой кишки человека в среднем составляет 160,5 см (измеренная от дна слепой кишки до колоректального соединения) с диапазоном от 80 см до 313 см. [11] Средняя внутренняя окружность толстой кишки составляет 6,2 см. [10] Таким образом, внутренняя поверхность эпителиальной области толстой кишки человека имеет площадь в среднем около 995 см2 , что включает в себя 9 950 000 (около 10 миллионов) крипт.

В четырех срезах тканей, показанных здесь, многие кишечные железы имеют клетки с мутацией митохондриальной ДНК в гене CCOI и выглядят в основном белыми, причем их основным цветом является сине-серое окрашивание ядер. Как видно на панели B, часть стволовых клеток трех крипт, по-видимому, имеет мутацию в CCOI, так что 40–50 % клеток, возникающих из этих стволовых клеток, образуют белый сегмент в области поперечного среза.

В целом, процент крипт, дефицитных по CCOI, составляет менее 1% до 40 лет, но затем линейно увеличивается с возрастом. [7] Крипты толстой кишки, дефицитные по CCOI, достигают в среднем 18% у женщин и 23% у мужчин к 80–84 годам. [7]

Крипты толстой кишки могут размножаться делением, как показано на панели C, где крипта делится, образуя две крипты, и на панели B, где по крайней мере одна крипта, по-видимому, делится. Большинство крипт с дефицитом CCOI находятся в кластерах крипт (клонах крипт) с двумя или более криптами с дефицитом CCOI, соседствующими друг с другом (см. панель D). [7]

Клиническое значение

Воспаление крипты известно как криптит и характеризуется наличием нейтрофилов между энтероцитами . Тяжелый криптит может привести к крипт- абсцессу .

Патологические процессы, приводящие к болезни Крона, т. е. прогрессирующей деструкции кишечных крипт, связаны с разветвлением крипт.

Причины разветвления крипт включают в себя:

Исследовать

Кишечные железы содержат взрослые стволовые клетки, называемые кишечными стволовыми клетками . [12] Эти клетки использовались в области стволовой биологии для дальнейшего изучения ниш стволовых клеток , [13] и для создания кишечных органоидов . [12]

История

Крипты Либеркюна названы в честь немецкого анатома XVIII века Иоганна Натанаэля Либеркюна .

Ссылки

  1. ^ Дикин, Барбара Янг и др. (2006). Функциональная гистология Уитера: текст и цветной атлас . рисунки Филиппа Дж. (5-е изд.). [Эдинбург?]: Churchill Livingstone/Elsevier. ISBN 978-0-4430-6-8508.
  2. ^ Гонсалвес, Карлос; Байрос, Васко (2010). Histologia, Texto e Imagens (на португальском языке) (3-е изд.). Imprensa da Universidade de Coimbra. п. 261. ИСБН 9789892600703.
  3. ^ Умар С. Кишечные стволовые клетки. Curr Gastroenterol Rep. 2010;12(5):340-348. doi:10.1007/s11894-010-0130-3
  4. ^ Fre S, Pallavi SK, Huyghe M, Laé M, Janssen KP, Robine S, Artavanis-Tsakonas S, Louvard D. Сигналы Notch и Wnt совместно контролируют пролиферацию клеток и образование опухолей в кишечнике. Proc Natl Acad Sci US A. 2009 Apr 14;106(15):6309-14. doi: 10.1073/pnas.0900427106
  5. ^ "факты, информация, фотографии о succus entericus | Статьи Encyclopedia.com о succus entericus". www.encyclopedia.com . Получено 22.04.2017 .
  6. ^ Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла , 11-е издание, стр. 805
  7. ^ abcd Bernstein C, Facista A, Nguyen H, Zaitlin B, Hassounah N, Loustaunau C, Payne CM, Banerjee B, Goldschmid S, Tsikitis VL, Krouse R, Bernstein H (2010). «Рак и возрастные дефициты цитохрома с оксидазы I в криптах толстой кишки». World J Gastrointest Oncol . 2 (12): 429–42. doi : 10.4251/wjgo.v2.i12.429 . PMC 3011097. PMID  21191537 . 
  8. ^ abc Baker AM, Cereser B, Melton S, Fletcher AG, Rodriguez-Justo M, Tadrous PJ, Humphries A, Elia G, McDonald SA, Wright NA, Simons BD, Jansen M, Graham TA (2014). «Количественная оценка эволюции крипт и стволовых клеток в нормальной и неопластической толстой кишке человека». Cell Rep . 8 (4): 940–7. doi :10.1016/j.celrep.2014.07.019. PMC 4471679. PMID  25127143 . 
  9. ^ Nooteboom M, Johnson R, Taylor RW, Wright NA, Lightowlers RN, Kirkwood TB, Mathers JC, Turnbull DM, Greaves LC (2010). «Возрастные мутации митохондриальной ДНК приводят к небольшим, но значимым изменениям в пролиферации клеток и апоптозе в криптах толстой кишки человека». Aging Cell . 9 (1): 96–9. doi :10.1111/j.1474-9726.2009.00531.x. PMC 2816353. PMID  19878146 . 
  10. ^ ab Nguyen H, Loustaunau C, Facista A, Ramsey L, Hassounah N, Taylor H, Krouse R, Payne CM, Tsikitis VL, Goldschmid S, Banerjee B, Perini RF, Bernstein C (2010). "Дефицит Pms2, ERCC1, Ku86, CcOI в дефектах поля во время прогрессирования рака толстой кишки". J Vis Exp (41). doi :10.3791/1931. PMC 3149991. PMID  20689513 . 
  11. ^ Hounnou G, Destrieux C, Desmé J, Bertrand P, Velut S (2002). «Анатомическое исследование длины человеческого кишечника». Surg Radiol Anat . 24 (5): 290–4. doi :10.1007/s00276-002-0057-y. PMID  12497219. S2CID  33366428.
  12. ^ ab Pastuła A, Middelhoff M, Brandtner A, Tobiasch M, Höhl B, Nuber AH, Quante M (2016). «Трехмерная культура желудочно-кишечных органоидов в сочетании с нервами или фибробластами: метод характеристики ниши желудочно-кишечных стволовых клеток». Stem Cells International . 2016 : 1–16. doi : 10.1155/2016/3710836 . PMC 4677245. PMID  26697073 . 
  13. ^ Каннатаро, Винсент; МакКинли, Скотт; Сент-Мэри, Колетт (2017). «Эволюционный компромисс между размером ниши стволовых клеток, старением и опухолеобразованием». Evolutionary Applications . 10 (6): 590–602. doi :10.1111/eva.12476. PMC 5469181. PMID  28616066 . 

Внешние ссылки