stringtranslate.com

Купферовская ячейка

Клетки Купфера , также известные как звездчатые макрофаги и клетки Купфера-Бровича , представляют собой специализированные клетки, локализующиеся в печени в просвете синусоидов печени и адгезивные к их эндотелиальным клеткам, составляющим стенки кровеносных сосудов. Клетки Купфера составляют самую большую популяцию тканевых макрофагов в организме. Кишечные бактерии, бактериальные эндотоксины и микробный мусор, транспортируемые в печень из желудочно-кишечного тракта через воротную вену, сначала вступают в контакт с клетками Купфера, первыми иммунными клетками печени. Именно по этой причине любое изменение функций купферовских клеток может быть связано с различными заболеваниями печени, такими как алкогольная болезнь печени, вирусный гепатит, внутрипеченочный холестаз, стеатогепатит, активация или отторжение печени при трансплантации печени и фиброз печени. [2] [3] Они являются частью системы мононуклеарных фагоцитов .

Расположение и структура

Купферовские клетки можно обнаружить прикрепленными к синусоидальным эндотелиальным клеткам как в центрилобулярных, так и в перипортальных областях печеночных долек . Функции и структуры купферовских клеток специализированы в зависимости от их местоположения. Перипортальные клетки Купфера, как правило, крупнее и имеют больше лизосомальных ферментов и фагоцитарной активности, тогда как центрилобулярные клетки Купфера создают больше супероксидных радикалов.

Клетки Купфера имеют амебоидный характер, с поверхностными особенностями, включая микроворсинки , псевдоподии и ламеллиподии , которые выступают во всех направлениях. Микроворсинки и псевдоподии играют роль в эндоцитозе частиц.

Ядро изрезанное, яйцевидное, может быть дольчатым.

Известные цитоплазматические элементы включают рибосомы , комплексы Гольджи , центриоли , микротрубочки и микрофиламенты . Клетки Купфера также содержат шероховатую эндоплазматическую сеть , ядерную оболочку и кольчатые пластинки , все из которых демонстрируют пероксидазную активность.

Важно отметить, что клетки Купфера экспрессируют рецептор-поглотитель SR-AI/II . Этот рецептор участвует в распознавании и связывании липидного домена А липополисахарида (ЛПС) и липотейхоевой кислоты . (Липополисахарид (ЛПС) представляет собой бактериальный эндотоксин, который обнаруживается в клеточной стенке грамотрицательных бактерий , тогда как липотейхоевая кислота присутствует в грамположительных бактериях .) Благодаря этой системе обнаружения клетки Купфера играют решающую роль в инициации и опосредовании иммунного ответа. реакции на бактериальную инфекцию печени. [4]

Разработка

Развитие начальной популяции клеток Купфера начинается в эмбриональном желточном мешке , где клетки-предшественники дифференцируются в фетальные макрофаги . Попадая в кровоток, они мигрируют в печень плода , где и остаются. Там они завершают дифференцировку в купферовские клетки. В нормальных условиях эти популяции купферовских клеток долговечны и самообновляются. [5]

Однако если резидентные популяции купферовских клеток истощаются, моноциты, полученные из гемопоэтических стволовых клеток в костном мозге и транспортируемые через кровообращение в печень, также могут полностью дифференцироваться в истинные купферовские клетки. В отличие от других тканевых макрофагов, которые должны постоянно обновляться за счет циркулирующих моноцитов, эти купферовские клетки, полученные из моноцитов, способны к самообновлению после формирования популяции. [6]

Развитие зрелых клеток Купфера регулируется многочисленными факторами роста, ключевую роль в которых играет колониестимулирующий фактор макрофагов ( CSF1 ). Цитокины, участвующие в воспалении 2 типа , такие как IL-4 , также могут стимулировать пролиферацию клеток Купфера. В исследованиях на животных было продемонстрировано, что для полного восполнения популяции купферовских клеток требуется от 14 до 21 дня. Несмотря на высокий приток и скорость созревания моноцитов, популяции купферовских клеток печени постоянно поддерживаются. Очевидно, существует высокая скорость оборота: средняя продолжительность жизни купферовской клетки оценивается в 3,8 дня. Однако окончательная судьба клеток Купфера in vivo еще не до конца ясна. [4] [7] [3]

Функция

Основная функция клеток Купфера — удаление инородных частиц и частиц, поступивших из печеночной портальной системы при прохождении через печень. Клетки Купфера могут поглощать крупные частицы посредством фагоцитоза , а более мелкие — посредством пиноцитоза . [4] Купферовские клетки являются неотъемлемой частью врожденных реакций иммунной системы. Они важны для защиты хозяина и играют роль в метаболизме многих различных соединений, включая липиды, белковые комплексы и мелкие частицы. Они также полезны для удаления апоптотических клеток из кровообращения. [2] [3]

Количество купферовских клеток в печени остается постоянным. Клетки Купфера обладают пролиферативной способностью, позволяя популяциям клеток пополняться: это полностью контрастирует с макрофагами, происходящими из моноцитов, которые не обладают пролиферативным потенциалом. Старые или дефектные клетки удаляются путем апоптоза, а также путем фагоцитирования соседними клетками Купфера.

Купферовы клетки неоднородны по своим функциям, что зависит от их расположения в печеночных дольках . Клетки перипортальной зоны непосредственно подвергаются кровотоку и проявляют большую лизосомальную активность, позволяющую более эффективно перерабатывать поступающие чужеродные вещества. Напротив, клетки центрилобулярной зоны испытывают меньшую перфузию и оснащены большими запасами супероксида для борьбы с глубоко проникающими травмами и инфекциями.

В ответ на инфекцию или раздражение клетки Купфера могут вырабатывать воспалительные цитокины , TNF-альфа , кислородные радикалы и протеазы . Чрезмерное производство этих медиаторов связано с развитием повреждения печени. [4]

Помимо очистки от бактерий, клетки Купфера также отвечают за переработку гемоглобина , разрушая стареющие эритроциты посредством фагоцитарного действия. Цепи глобина используются повторно, в то время как железосодержащая часть, гем , далее расщепляется на железо, которое используется повторно, и билирубин , который конъюгируется с глюкуроновой кислотой в гепатоцитах и ​​секретируется в желчь .

Хелми и др. идентифицировали рецептор, присутствующий в клетках Купфера, рецептор комплемента семейства иммуноглобулинов (CRIg). Мыши без CRIg не могли очистить патогены, покрытые системой комплемента . CRIg консервативен у мышей и людей и является важнейшим компонентом врожденной иммунной системы. [8]

Клиническое значение

Клетки Купфера — невероятно пластичные клетки, способные поляризовать определенные состояния активации и выполнять разные функции в разных микросредах. М1 (классическая активация) и М2 (альтернативная активация) обозначают две крайности поляризации макрофагов . М1-поляризованные клетки Купфера продуцируют большое количество провоспалительных цитокинов, таких как TNF-альфа. С другой стороны, М2-поляризованные клетки Купфера продуцируют большое количество противовоспалительных медиаторов, например, IL-10. [9] [4]

Купферовские клетки играют роль в патогенезе повреждения печени в ответ на сепсис. Макрофаги в печени активируют и высвобождают как IL-1, так и TNF-альфа. В свою очередь, это активирует лейкоциты и синусоидальные эндотелиальные клетки для экспрессии ICAM-1 . Это приводит к повреждению тканей эндотелия протеазами, кислородными радикалами, простаноидами и другими веществами лейкоцитов.

Активация купферовских клеток способствует патогенезу как хронических, так и острых алкогольных заболеваний печени в ответ на повреждение печени, вызванное этанолом, часто встречающееся у хронических алкоголиков. Хронический алкоголизм и повреждение печени лечатся по системе двух ударов. В то время как первое воздействие является прямым, опосредованным прямой токсичностью этанола и побочных продуктов его метаболизма, второе воздействие является косвенным, опосредованным повышенным поглощением липополисахарида (эндотоксина) из кишечника.

Этанол увеличивает проницаемость кишечного эпителия, в результате чего эндотоксин, вырабатываемый кишечной флорой , просачивается из просвета кишечника в печень через воротную вену . Присутствие эндотоксина индуцирует сильную поляризацию М1 клеток Купфера. Активированные клетки Купфера производят большое количество активных форм кислорода, провоспалительных цитокинов и хемокинов, что приводит к повреждению печени.

Каскад начинается с эндотоксин-опосредованной активации Toll-подобного рецептора 4 ( TLR4 ) и CD14 , рецепторов на клетках Купфера, которые интернализуют эндотоксин. Это, в свою очередь, активирует транскрипцию провоспалительных цитокинов и фактора некроза опухоли-альфа (TNFα) с одновременной выработкой супероксидов .

Цитокины и супероксиды вызывают воспаление и окислительное повреждение соответственно, в то время как TNFα запускает звездчатые клетки печени, чтобы инициировать синтез коллагена . Эти процессы приводят к фиброзу или рубцеванию печени. Фиброз в конечном итоге приводит к циррозу печени — потере функции печени из-за обширного рубцевания. [10]

История

Клетки впервые наблюдал Карл Вильгельм фон Купфер в 1876 году. [11] Ученый назвал их «Sternzellen» (звездчатые клетки или звездчатые клетки печени ), но ошибочно полагал, что они являются неотъемлемой частью эндотелия кровеносных сосудов печени. и что они произошли от него. В 1898 году, после нескольких лет исследований, Тадеуш Бровиц правильно идентифицировал их как макрофаги . [12] [13] [14] [15]

Рекомендации

  1. ^ Боннардель Дж., Т'Джонк В., Гаубломм Д., Бровейс Р., Скотт К.Л., Мартенс Л. и др. (октябрь 2019 г.). «Звездчатые клетки, гепатоциты и эндотелиальные клетки запечатлевают идентичность купферовских клеток на моноцитах, колонизирующих нишу макрофагов печени». Иммунитет . 51 (4): 638–654.е9. doi :10.1016/j.immuni.2019.08.017. ПМК  6876284 . ПМИД  31561945.
  2. ^ аб Нгуен-Лефевр, Ань Ту; Горузско, Анатолий (2015). «Метаболизм и функции купферовских клеток». Журнал энзимологии и метаболизма . 1 (1). ПМЦ 4771376 . ПМИД  26937490. 
  3. ^ abc Диксон, Лаура Дж.; Барнс, Марк; Тан, Хуэй; Причард, Мишель Т.; Надь, Лаура Э. (апрель 2013 г.). «Купферовские клетки в печени». Комплексная физиология . 3 (2): 785–797. doi : 10.1002/cphy.c120026. ISSN  2040-4603. ПМЦ 4748178 . ПМИД  23720329. 
  4. ^ abcde Басит, Хаджира; Тан, Майкл Л.; Вебстер, Дэниел Р. (2020), «Гистология, купферовские клетки», StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID  29630278 , получено 25 августа 2020 г.
  5. ^ Наито М., Хасегава Г., Такахаси К. (ноябрь 1997 г.). «Развитие, дифференцировка и созревание купферовских клеток». Микроскопические исследования и техника . 39 (4): 350–64. doi :10.1002/(SICI)1097-0029(19971115)39:4<350::AID-JEMT5>3.0.CO;2-L. PMID  9407545. S2CID  21193303.
  6. ^ Скотт С., Чжэн Ф., Де Бэселье П. и др. (27 января 2016 г.). «Моноциты костномозгового происхождения дают начало самообновляющимся и полностью дифференцированным клеткам Купфера». Природные коммуникации . 7, 10321 (2016): 10321. Бибкод : 2016NatCo...710321S. дои : 10.1038/ncomms10321 . ПМЦ 4737801 . ПМИД  26813785. 
  7. ^ Чен, Цзяцзя; Дэн, Сяои; Лю, Юнцзянь; Тан, Цюхуа; Хуан, Гуйдун; Че, Циши; Го, Цзяо; Су, Чжэнцюань (2020). «Купферовские клетки при неалкогольной жировой болезни печени: друг или враг?». Международный журнал биологических наук . 16 (13): 2367–2378. дои : 10.7150/ijbs.47143. ПМЦ 7378652 . ПМИД  32760204 . Проверено 31 августа 2020 г. 
  8. ^ Хелми К.Ю., Качке К.Дж., Горгани Н.Н., Клявин Н.М., Эллиотт Дж.М., Диль Л. и др. (март 2006 г.). «CRIg: рецептор макрофагального комплемента, необходимый для фагоцитоза циркулирующих патогенов». Клетка . 124 (5): 915–27. дои : 10.1016/j.cell.2005.12.039 . PMID  16530040. S2CID  15525209.
  9. ^ Цзэн, Тао; Чжан, Цуй-Ли; Сяо, Мо; Ян, Руи; Се, Кэ-Цинь (2016). «Критическая роль купферовских клеток в патогенезе алкогольной болезни печени: от фундаментальной науки к клиническим испытаниям». Границы в иммунологии . 7 : 538. дои : 10.3389/fimmu.2016.00538 . ISSN  1664-3224. ПМК 5126119 . ПМИД  27965666. 
  10. ^ Уилер, доктор медицины (2003). «Активация эндотоксинов и купферовских клеток при алкогольной болезни печени». Исследования алкоголя и здоровье . 27 (4): 300–6. ПМЦ 6668869 . ПМИД  15540801. 
  11. ^ Хаубрих WS (июль 2004 г.). «Купфер из купферовских клеток». Гастроэнтерология . 127 (1): 16. doi :10.1053/j.gastro.2004.05.041. ПМИД  15236167.
  12. ^ Шиманская Р., Шмидт-Поспула М. (1979). «[Исследования ретикулоэндотелиальных клеток печени Тадеуша Бровица и Карла Купфера. Исторический очерк]». Архив истории медицины . 42 (3): 331–6. ПМИД  386989.
  13. ^ Стахура Дж, Галонзка К (декабрь 2003 г.). «История и современное состояние польской гастроэнтерологической патологии». Журнал физиологии и фармакологии . 54 Приложение 3: 183–92. ПМИД  15075472.
  14. ^ Сродка А, Грыглевский Р.В., Щепаньский В. (2006). «Клетки Бровича или Купфера?». Польский журнал патологии . 57 (4): 183–5. ПМИД  17285760.
  15. ^ Уэйк К. (2009). «[Фагоцитарные клетки Бровича и «так называемые звездчатые клетки Купфера»]». Кайбогаку Засси . 84 (1): 17–21. ПМИД  19413196.

Внешние ссылки