stringtranslate.com

Респираторный эпителий

Респираторный эпителий , или эпителий дыхательных путей , [1] представляет собой тип мерцательного столбчатого эпителия, выстилающего большую часть дыхательных путей в качестве респираторной слизистой оболочки, [2] где он служит для увлажнения и защиты дыхательных путей. Он отсутствует в голосовых связках гортани , ротоглотки и гортаноглотки , где вместо этого эпителий является слоистым плоским . [ 3 ] Он также выполняет функцию барьера для потенциальных патогенов и инородных частиц, предотвращая инфекцию и повреждение тканей путем секреции слизи и действия мукоцилиарного клиренса .

Структура

псевдомногослойный эпителий
Псевдостратифицированный столбчатый эпителий, анимированное изображение, на котором выделены эпителиальные клетки, бокаловидные клетки, а затем подлежащая соединительная ткань.
Клетки респираторного эпителия. Базальные клетки показаны фиолетовым цветом, реснитчатые клетки показаны коричневым цветом, бокаловидные клетки показаны зеленым цветом, а подслизистые железы показаны синим цветом.

Дыхательный эпителий, выстилающий верхние дыхательные пути, классифицируется как реснитчатый псевдостратифицированный столбчатый эпителий . [4] Это обозначение обусловлено расположением множественных 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, кажется, что присутствует несколько слоев клеток, и эпителий называется псевдостратифицированным (ложно слоистым). Слизистая оболочка дыхательных путей переходит в простой реснитчатый кубический эпителий и, наконец, в простой плоский эпителий в альвеолярных ходах и альвеолах . [5]

Клетки

Клетки в респираторном эпителии бывают пяти основных типов: a) реснитчатые клетки , b) бокаловидные клетки , c) щеточные клетки, d) базальные клетки дыхательных путей и e) мелкие гранулярные клетки (NDES) [6]. Бокаловидных клеток становится все меньше и меньше по мере продвижения вниз по респираторному дереву, пока они не исчезнут в терминальных бронхиолах; здесь их роль в некоторой степени берут на себя клубочковые клетки. [7] Другим важным типом клеток являются легочные нейроэндокринные клетки . Это иннервированные клетки, которые составляют лишь около 0,5% респираторных эпителиальных клеток. [7] Ресничные клетки представляют собой столбчатые эпителиальные клетки со специализированными реснитчатыми модификациями. Ресничные клетки составляют от 50 до 80 процентов эпителия. [8]

Между реснитчатыми клетками находятся многочисленные микроворсинки , прикрепленные в виде пучков к щеточным клеткам, иногда называемым легочными щеточными клетками; [9] их также называют пучковыми клетками желудочно -кишечного тракта или кишечными пучковыми клетками, [10] хотя между этими двумя типами есть разница: у щеточных клеток отсутствует терминальная сеть , которая лежит под микроворсинками пучковых клеток. [9] Хотя их функция еще не полностью изучена, было высказано предположение, что они выполняют функцию очистки, связанную с вирулентностью, активируя мукоцилиарный клиренс путем высвобождения ацетилхолина . [11]

Функция

Респираторный эпителий выполняет функцию увлажнения и защиты дыхательных путей. Он действует как физический барьер для патогенов, а также для их удаления в механизме мукоцилиарного клиренса .

Ресничные клетки являются основными компонентами механизма мукоцилиарного очищения. Каждая эпителиальная клетка имеет около 200 ресничек , которые постоянно бьются со скоростью от 10 до 20 раз в секунду. Направление их биения направлено в сторону глотки , либо вверх от нижних дыхательных путей, либо вниз от носовых структур. [12]

Бокаловидные клетки , названные так потому, что они имеют форму винного бокала, представляют собой столбчатые эпителиальные клетки , которые содержат связанные с мембраной слизистые гранулы и секретируют слизь как часть поверхностной жидкости дыхательных путей (ASL), также известной как жидкость эпителиальной выстилки , состав которой строго регулируется; слизь помогает поддерживать эпителиальную влажность и задерживает твердые частицы и патогены, перемещающиеся по дыхательным путям, и определяет, насколько хорошо работает мукоцилиарный клиренс. [13] [14]

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

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

Некоторые части дыхательных путей , такие как ротоглотка , также подвергаются абразивному глотанию пищи. Чтобы предотвратить разрушение эпителия в этих областях, он изменяется на многослойный плоский эпителий , который лучше подходит для постоянного отшелушивания и истирания. Плоский слой ротоглотки является непрерывным с пищеводом . [ требуется цитата ]

Дыхательный эпителий играет еще одну роль иммунитета для легких — роль гомеостаза глюкозы . [16] Концентрация глюкозы в жидкости поверхности 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. Часть глюкозы проходит через него, где она диффундирует в жидкость поверхности дыхательных путей, чтобы поддерживаться на своем пониженном уровне с помощью 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 глюкозу в качестве источника углерода для них. [16] Повышенные уровни глюкозы в жидкости поверхности дыхательных путей связаны с респираторными заболеваниями и гипергликемией . [17]

Клиническое значение

Длительное раздражение эпителиальных клеток может вызвать избыточное образование 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]

Ссылки

  1. ^ Crystal, R (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. PMC  5820806. PMID  18757316 .
  2. ^ "Слизистая оболочка дыхательных путей". meshb.nlm.nih.gov . Получено 26 июля 2019 г. .
  3. ^ Саладин, К (2012). Анатомия и физиология: единство формы и функции (6-е изд.). McGraw-Hill. С. 857–859. ISBN 9780073378251.
  4. ^ Mescher AL, "Глава 17. Дыхательная система" (Глава). Mescher AL: Junqueira's Basic Histology: Text & Atlas, 12e: "AccessMedicine | Дыхательная система: Введение". Архивировано из оригинала 2013-06-03 . Получено 2015-02-24 ..
  5. ^ "Бронхи, бронхиальное дерево и легкие". nih.gov . Получено 17 сентября 2019 г. .
  6. ^ Мешер, Энтони Л. (2018). Базовая гистология Жункейры: текст и атлас (Пятнадцатое изд.). [Нью-Йорк]. стр. 350. ISBN 978-1-26-002618-4.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  7. ^ ab Weinberger, Steven; Cockrill, Barbara; Mandel, Jess (2019). Principles of lung medicine (Седьмое изд.). Elsevier. стр. 67. ISBN 9780323523714.
  8. ^ Яги, А; Долович, МБ (11 ноября 2016 г.). «Реснички эпителиальных клеток дыхательных путей и обструктивная болезнь легких». Клетки . 5 (4): 40. doi : 10.3390/cells5040040 . PMC 5187524 . PMID  27845721. 
  9. ^ ab Reid, L; Meyrick, B; Antony, VB; Chang, LY; Crapo, JD; Reynolds, HY (1 июля 2005 г.). «Таинственная легочная щеточная клетка: клетка в поисках функции». American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine . 172 (1): 136–9. doi :10.1164/rccm.200502-203WS. PMC 2718446. PMID  15817800 . 
  10. ^ Хаслтон, Филип (1996). Патология легких Спенсера. McGraw-Hill. С. 10. ISBN 0071054480.
  11. ^ Пернисс, Александр; Луи, Шуя; Боонен, Бретт; Цуфалль, Франк; Баффе, Бернд; Куммер, Вольфганг (14.04.2020). «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 . PMID  32294408.
  12. ^ Холл, Джон (2011). Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла . Saunders/Elsevier. стр. 473. ISBN 9781416045748.
  13. ^ Станке Ф. Вклад эпителиальных клеток дыхательных путей в защиту хозяина. Медиаторы воспаления. 2015;2015:463016. PMID  26185361 PMC 4491388
  14. ^ Агентство по охране окружающей среды США. Комплексная научная оценка оксидов азота — критерии здоровья (окончательный отчет за 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 Агентства по охране окружающей среды.
  15. ^ Hiemstra, PS; McCray PB, Jr; Bals, R (апрель 2015 г.). «Врожденная иммунная функция эпителиальных клеток дыхательных путей при воспалительных заболеваниях легких». The European Respiratory Journal . 45 (4): 1150–62. doi :10.1183/09031936.00141514. PMC 4719567. PMID  25700381 . 
  16. ^ abc Baker, EH; Baines, DL (февраль 2018 г.). «Гемостаз глюкозы в дыхательных путях: новая цель в профилактике и лечении легочной инфекции». Chest . 153 (2): 507–514. doi :10.1016/j.chest.2017.05.031. PMID  28610911. S2CID  13733461.
  17. ^ ab Garnett, JP; Baker, EH; Baines, DL (ноябрь 2012 г.). «Сладкие разговоры: понимание природы и важности транспорта глюкозы в эпителии легких». The European Respiratory Journal . 40 (5): 1269–76. doi : 10.1183/09031936.00052612 . PMID  22878875.
  18. ^ Глобальная инициатива по хронической обструктивной болезни легких - GOLD (PDF) . 2018. стр. 15 . Получено 10 ноября 2019 .
  19. ^ Garg, A; Sui, P; Verheyden, JM; Young, LR; Sun, X (2019). «Рассмотрите легкие как сенсорный орган: совет от легочных нейроэндокринных клеток». Current Topics in Developmental Biology . 132 : 67–89. doi : 10.1016/bs.ctdb.2018.12.002. ISBN 9780128104897. PMID  30797518. S2CID  73489416.

Дополнительные изображения

Внешние ссылки