Бокаловидная ячейка
| Бокаловидная ячейка | |
|---|---|
 Схематическое изображение бокаловидной клетки крупным планом, показывающее различные внутренние структуры клетки. | |
 Поперечный срез ворсинки человека кишечника . Х 350. а. Базальная мембрана здесь несколько сморщена от эпителия. б. Млечный . в. Столбчатый эпителий . д. Его полосатая граница. е. Бокаловидные клетки . ф. Лейкоциты в эпителии. е'. Лейкоциты под эпителием. г. Кровеносные сосуды . час Мышечные клетки разрезают поперек. | |
| Подробности | |
| Система | Дыхательная система |
| Форма | Простая столбчатая |
| Функция | муцин продуцирующие Эпителиальные клетки, |
| Идентификаторы | |
| латинский | экзокримозиноктус калициформис |
| МеШ | D020397 |
| ТД | H3.04.03.0.00009, H3.04.03.0.00016, H3.05.00.0.00006 |
| ФМА | 13148 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Бокаловидные клетки представляют собой простые столбчатые эпителиальные клетки , которые секретируют гелеобразующие муцины , такие как муцин 2 в нижних отделах желудочно-кишечного тракта и муцин 5AC в дыхательных путях. [1] Бокаловидные клетки в основном используют мерокринный метод секреции, секретируя 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 образует короткие микроворсинки, увеличивая площадь поверхности для секреции. [3]
Бокаловидные клетки обычно обнаруживаются в дыхательных, репродуктивных и нижних отделах желудочно-кишечного тракта и окружены другими столбчатыми клетками. [1] Предвзятая дифференцировка базальных клеток дыхательных путей в респираторный эпителий 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]
Структура
[ редактировать ]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
[ редактировать ]Бокаловидные клетки представляют собой простые столбчатые эпителиальные клетки, высота которых в четыре раза превышает их ширину. Цитоплазма поверхности бокаловидных клеток имеет тенденцию смещаться к базальному концу тела клетки крупными гранулами муцина , которые накапливаются вблизи апикальной клетки вдоль аппарата Гольджи , лежащего между гранулами и ядром . Это придает базальной части клетки базофильное окрашивание из-за нуклеиновых кислот внутри ядра и эндоплазматической сети грубого окрашивания 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.
Кишечная железа из кишечника человека с видимыми бокаловидными клетками
Бокаловидная клетка в подвздошной кишке
Раздел кишечника мыши, слизь бокаловидных клеток синего цвета.
Бокаловидные клетки толстой кишки
Функция
[ редактировать ]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 (у других животных меньше), смазывающий и защищающий стенку 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 гиперчувствительном пневмоните . [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 раздражители, такие 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 с астмой пациентов ; 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, если не лечить, может нанести вред здоровью. [13]
Существуют и другие клетки, секретирующие слизь (например, клетки желудка фовеолярные ). [15] они отличаются но гистологически от бокаловидных клеток.
Роль в оральной толерантности
[ редактировать ]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 доставляя антиген к эти CD103 + дендритные клетки. [16]
Клиническое значение
[ редактировать ]Аллергическая астма
[ редактировать ]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 IL остатков тирозина - 4Rα . [18] Это приводит к стыковке мономеров STAT6 , которые сами фосфорилируются, а затем покидают рецептор и собираются образуя гомодимеры STAT6. в цитоплазме, [18] Эти гомодимеры затем попадают в ядро , где связываются с регуляторными элементами ДНК, что влияет на транскрипцию определенных генов, участвующих в выработке слизи. [18]
Индукция передачи STAT6 сигналов 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-НЕТЕ), высвобождается внутриклеточно, где он конъюгируется с фосфатидилэтаноламином , фосфолипидным компонентом. [19] 15-HETE-PE индуцирует экспрессию муцина MUC5AC . [19]
Бокалоклеточный карциноид
[ редактировать ]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 удаление правой полуободочной кишки . также проводят [21] Диссеминированные опухоли могут потребовать лечения химиотерапией в дополнение к хирургическому вмешательству. [20]
Метаплазия
[ редактировать ]
Пищевод Барретта – метаплазия пищевода в кишечный эпителий, характеризующаяся наличием бокаловидных клеток. [22]
Лечение
[ редактировать ]Моноклональные антитела
[ редактировать ]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 воздействует на оба интерлейкина. [23]
История
[ редактировать ]Клетки были впервые отмечены Генле в 1837 году при изучении слизистой оболочки тонкой кишки, которую Лейдиг в 1857 году (который исследовал эпидермис рыб) обнаружил, что они производят слизь, и получили свое название от 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]
См. также
[ редактировать ]- Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков
- Список различных типов клеток в организме взрослого человека
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Ходжес, Р.Р.; Дартт, Д.А. (2010). «Бакаловидные клетки конъюнктивы». Энциклопедия глаза . стр. 369–376. дои : 10.1016/b978-0-12-374203-2.00053-1 . ISBN 9780123742032 .
- ^ Ломанн-Мэттес, ML.; Штайнмюллер, К.; Франке-Ульманн, Г. (1994). «Легочные макрофаги» . Европейский респираторный журнал . 7 (9): 1678–1689. дои : 10.1183/09031936.94.07091678 . ПМИД 7995399 .
- ^ Саладин, К. (2012). Анатомия и физиология: единство формы и функции (6-е изд.). МакГроу-Хилл. стр. 88–89. ISBN 9780073378251 .
- ^ Охар, Дж.А.; Донохью, Дж. Ф.; Спангенталь, С. (23 октября 2019 г.). «Роль гвайфенезина в лечении хронической гиперсекреции слизи, связанной со стабильным хроническим бронхитом: всесторонний обзор» . Хронические обструктивные заболевания легких . 6 (4): 341–349. doi : 10.15326/jcopdf.6.4.2019.0139 . ПМК 7006698 . PMID 31647856 .
- ^ 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 .
- ^ «бокаловидная клетка» в Медицинском словаре Дорланда.
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Янг Б., Вудфорд П., О'Дауд Дж. (2013). Функциональная гистология Уитера: текстовый и цветной атлас (6-е изд.). Эльзевир. п. 94. ИСБН 978-0702047473 .
- ^ Jump up to: а б Йоханссон М.Э., Шёвалл Х., Ханссон Г.К. (2013). «Желудочно-кишечная слизистая система в норме и патологии» . Обзоры природы. Гастроэнтерология и гепатология . 10 (6): 352–361. дои : 10.1038/nrgastro.2013.35 . ПМЦ 3758667 . ПМИД 23478383 .
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: а б Рубин БК (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 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж 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 .
- ^ Бирченаф, 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 .
- ^ Гистологическое изображение: 11303loa из Воган, Дебора (2002). Система обучения гистологии: компакт-диск и руководство . Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0195151732 . - Пищеварительная система: Пищеварительный канал: фундальное пространство желудка, желудочные железы, просвет.
- ^ Jump up to: а б МакДоул; и др. (2012). «Бокалковые клетки доставляют люминальный антиген к CD103+ дендритным клеткам тонкой кишки» . Природа . 483 (7389): 345–349. Бибкод : 2012Natur.483..345M . дои : 10.1038/nature10863 . ПМЦ 3313460 . ПМИД 22422267 .
- ^ Jump up to: а б Ламбрехт, Барт Н; Хаммад, Хамида (2015). «Имунология астмы» Природная иммунология . 16 (1): 45–5 дои : 10.1038/ni.3049 . ПМИД 25521684 . S2CID 5451867 .
- ^ Jump up to: а б с д 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 .
- ^ Jump up to: а б с д 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 .
- ^ Jump up to: а б Холт, Н.; Грёнбек, Х (2013). «Бокалоклеточный карциноид аппендикса» . Научный мировой журнал . 2013 : 543696. doi : 10.1155/2013/543696 . ПМЦ 3556879 . ПМИД 23365545 .
- ^ 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 гг.» . Рак . 94 (12): 3307–12. дои : 10.1002/cncr.10589 . ПМИД 12115365 . S2CID 40814989 .
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: а б с д и Ватрелла, Алессандро; Фабоцци, Непорочный; 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 .
- ^ Фелтс, Уильям Дж.Л.; Харрисон, Ричард Дж. (26 августа 2015 г.). Международное обозрение общей и экспериментальной зоологии . Эльзевир. п. 244. ИСБН 9781483224824 .
- ^ Jump up to: а б «Глава IV: Кубковая камера в целом». Акта офтальмологическая . 46 (С95): 25–35. 1 февраля 1968 г. дои : 10.1111/j.1755-3768.1968.tb05926.x . ISSN 1755-3768 . S2CID 221392598 .
- ^ Васкес-Санчес, Мария Анхелес. «Какабоблет» . Готовая ячейка . Проверено 20 июля 2018 г.
