гепатоцит
| гепатоцит | |
|---|---|
 | |
 Печень человека, окрашенная гематоксилином и эозином, демонстрирует гепатоциты, организованные в пластинки и дольки. | |
| Подробности | |
| Расположение | Печень |
| Идентификаторы | |
| МеШ | D022781 |
| ТД | Х3.04.05.0.00006 |
| ФМА | 14515 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Гепатоцит паренхиматозной основной ткани печени — клетка . Гепатоциты составляют 80% массы печени. Эти клетки участвуют в:
- Синтез белка
- Хранение белка
- Трансформация углеводов
- Синтез холестерина , солей желчных кислот и фосфолипидов.
- Детоксикация, модификация и выведение экзогенных и эндогенных веществ.
- Начало образования и секреции желчи
Структура
[ редактировать ]Типичный гепатоцит имеет кубическую форму со сторонами 20–30 мкм (для сравнения, человеческий волос имеет диаметр от 17 до 180 мкм). [1] Типичный объем гепатоцита составляет 3,4х10. −9 см 3 . [2] гладкой эндоплазматической сети . В отличие от большинства других типов клеток в гепатоцитах много [3]
Микроанатомия
[ редактировать ]Гепатоциты имеют эозинофильную цитоплазму, отражающую многочисленные митохондрии , и базофильную пунктирность из-за большого количества шероховатой эндоплазматической сети и свободных рибосом . Встречаются также коричневые гранулы липофусцина (с возрастом) вместе с неокрашенными участками цитоплазмы неправильной формы; они соответствуют цитоплазматическим запасам гликогена и липидов , удаленным во время гистологического препарата. Средняя продолжительность жизни гепатоцита — 5 мес; они способны регенерировать .
гепатоцитов Ядра округлые, с рассеянным хроматином и выступающими ядрышками . Анизокариоз (или изменение размера ядер) распространен и часто отражает тетраплоидию и другие степени полиплоидии , нормальную особенность 30-40% гепатоцитов в печени взрослого человека. [4] Двуядерные клетки также распространены.
Гепатоциты организованы в пластинки, разделенные сосудистыми каналами ( синусоидами ), расположение которых поддерживается сетью ретикулина ( коллаген типа III ). Пластинки гепатоцитов имеют толщину в одну клетку у млекопитающих и в две клетки у кур. Синусоиды имеют прерывистую окончатую выстилку из эндотелиальных клеток. Эндотелиальные клетки не имеют базальной мембраны и отделены от гепатоцитов пространством Диссе , отводящим лимфу портального тракта в лимфатические сосуды .
Клетки Купфера разбросаны между эндотелиальными клетками; они являются частью ретикулоэндотелиальной системы и фагоцитируют отработанные эритроциты . Звездчатые клетки (Ито) хранят витамин А и производят внеклеточный матрикс и коллаген ; они также распределены среди эндотелиальных клеток, но их трудно визуализировать с помощью световой микроскопии.
Функция
[ редактировать ]Синтез белка
[ редактировать ]Гепатоцит — это клетка в организме , которая вырабатывает сывороточный альбумин , фибриноген и протромбиновую группу факторов свертывания крови (за исключением факторов 3 и 4).
Это основной сайт синтеза липопротеинов , церулоплазмина , трансферрина , комплемента и гликопротеинов .Гепатоциты производят свои собственные структурные белки и внутриклеточные ферменты .
Синтез белков осуществляется шероховатой эндоплазматической сетью как шероховатая, так и гладкая эндоплазматическая сеть (RER), причем в секреции образующихся белков участвуют (SER).
Эндоплазматическая сеть (ЭР) участвует в конъюгации белков с липидными и углеводными фрагментами, синтезируемыми или модифицированными внутри гепатоцитов.
Белки, вырабатываемые гепатоцитами и функционирующие как гормоны, известны как гепатокины .
Углеводный обмен
[ редактировать ]Печень и образует жирные кислоты из углеводов синтезирует триглицериды из жирных кислот и глицерина. [5] Гепатоциты также синтезируют апопротеины , с помощью которых затем собирают и экспортируют липопротеины ( ЛПОНП , ЛПВП ).
Печень также является основным местом в организме глюконеогенеза , образования углеводов из предшественников, таких как аланин , глицерин и оксалоацетат .
Липидный обмен
[ редактировать ]Печень получает много липидов из системного кровообращения и метаболизирует остатки хиломикронов .Он также синтезирует холестерин из ацетата и далее синтезирует соли желчных кислот .Печень является единственным местом образования солей желчных кислот.
Детоксикация
[ редактировать ]Гепатоциты обладают способностью метаболизировать, детоксицировать и инактивировать экзогенные соединения, такие как лекарства (см. Метаболизм лекарств ), инсектициды и эндогенные соединения, такие как стероиды .
Дренаж кишечной венозной крови в печень требует эффективной детоксикации различных абсорбированных веществ для поддержания гомеостаза и защиты организма от поступивших в организм токсинов.
Одной из детоксикационных функций гепатоцитов является преобразование аммиака в мочевину для выведения.
Наиболее распространенной органеллой в клетках печени является гладкая эндоплазматическая сеть .
Старение
[ редактировать ]По мере старения клеток печени млекопитающих повреждений в их ДНК распространенность увеличивается. Обзор литературы показал, что в клетках печени мышей повреждения ДНК (однонитевые разрывы, окисленные основания и 7-метилгуанин ) увеличиваются с возрастом. [6] Кроме того, в печени крыс с возрастом увеличиваются одно- и двухцепочечные разрывы ДНК, окисленные и метилированные основания; а в печени кроликов количество сшитых оснований увеличивается с возрастом. [6] Клетки печени зависят от путей восстановления ДНК , которые специфически защищают транскрибируемый участок генома, обеспечивая устойчивую функциональность и сохранение клеток с возрастом. [7]
Общество и культура
[ редактировать ]Использование в исследованиях
[ редактировать ]Первичные гепатоциты обычно используются в клеточных биологических и биофармацевтических исследованиях. Модельные системы in vitro на основе гепатоцитов оказали большую помощь в понимании роли гепатоцитов в (пато)физиологических процессах печени. Кроме того, фармацевтическая промышленность в значительной степени полагалась на использование гепатоцитов в суспензии или культуре для изучения механизмов метаболизма лекарств и даже прогнозирования метаболизма лекарств in vivo. Для этих целей гепатоциты обычно выделяют из животных или человека. [8] целая печень или ткань печени путем расщепления коллагеназой , что представляет собой двухэтапный процесс. На первом этапе печень помещают в изотонический раствор, из которого удаляется кальций, чтобы разрушить плотные межклеточные соединения с помощью хелатирующего кальций агента . Далее для отделения гепатоцитов от стромы печени добавляют раствор, содержащий коллагеназу . В результате этого процесса создается суспензия гепатоцитов, которую можно высевать в многолуночные планшеты и культивировать в течение многих дней или даже недель. Для получения оптимальных результатов культуральные чашки сначала должны быть покрыты внеклеточным матриксом (например, коллагеном, матригелем) для содействия прикреплению гепатоцитов (обычно в течение 1-3 часов после посева) и поддержанию печеночного фенотипа. Кроме того, для создания сэндвич-культуры гепатоцитов часто выполняют наложение дополнительного слоя внеклеточного матрикса. Применение сэндвич-конфигурации способствует длительному поддержанию гепатоцитов в культуре. [9] [10] Свежевыделенные гепатоциты, которые не используются сразу, можно криоконсервировать и хранить. [11] Они не распространяются в культуре. Гепатоциты чрезвычайно чувствительны к повреждениям во время циклов криоконсервации, включая замораживание и оттаивание. Даже после добавления классических криопротекторов при криоконсервации все равно остается вред. [12] Тем не менее, последние протоколы криоконсервации и реанимации поддерживают применение криоконсервированных гепатоцитов для большинства биофармацевтических применений. [13]
Дополнительные изображения
[ редактировать ]
Принципиальная схема желчевыводящей системы
Гепатоциты в культуре клеток
Схема поляризации гепатоцитов , показывающая белки, локализованные на базолатеральной и апикальной поверхностях гепатоцитов, называемых синусоидальной и каналикулярной мембранами соответственно.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Диаметр . человеческого волоса колеблется от 17 до 181 мкм Лей, Брайан (1999). Элерт, Гленн (ред.). «Диаметр человеческого волоса» . Справочник по физике . Проверено 8 декабря 2018 г.
- ^ Лодиш, Х., Берк, А., Зипурски, С.Л., Мацудайра, П., Балтимор, Д., Дарнелл, Дж. Э. Молекулярно-клеточная биология (пятое издание). WH Фриман и компания. Нью-Йорк, 2000, стр. 10.
- ^ Павелка, Маргит; Рот, Дж. (Клеточный и молекулярный патолог) (2010). Функциональная ультраструктура: Атлас биологии и патологии тканей . Вена: SpringerWeinNewYork. ISBN 978-3-211-99390-3 . OCLC 663096046 .
- ^ Селтон-Моризур, С; Мерлен, Г; Кутон, Д; Дедуэ, К. (1 февраля 2010 г.). «Полиплоидия и пролиферация печени: центральная роль передачи сигналов инсулина» (PDF) . Клеточный цикл . 9 (3): 460–6. дои : 10.4161/cc.9.3.10542 . ПМИД 20090410 . S2CID 22708555 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2012 г.
- ^ Али Э.С., Хуа Дж., Уилсон CH, Таллис Г.А., Чжоу Ф.Х., Рычков Г.Ю., Барритт Г.Дж. (2016). «Аналог глюкагоноподобного пептида-1 эксендин-4 обращает вспять нарушенную внутриклеточную передачу сигналов Ca2+ в стеатотических гепатоцитах» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1863 (9): 2135–46. дои : 10.1016/j.bbamcr.2016.05.006 . ПМИД 27178543 .
- ^ Перейти обратно: а б Холмс Г.Е., Бернштейн С., Бернштейн Х. Окислительные и другие повреждения ДНК как основа старения: обзор. Мутат Рес. Сентябрь 1992 г.; 275 (3-6): 305-15. дои: 10.1016/0921-8734(92)90034-м. ПМИД 1383772
- ^ Вугиокалаки М, Деммерс Дж, Вермей В.П., Баар М., Брюэнс С., Магараки А., Куйк Э., Ягер М., Мерзук С., Брандт RMC, Коувенберг Дж., ван Бокстель Р., Куппен Э., Потхоф Дж., Хоймейкерс Дж.Х.Дж. Различные реакции на повреждение ДНК определяют различия в старении между органами. Стареющая клетка. 21 апреля 2022 г. (4): e13562. doi:10.1111/acel.13562. Epub, 4 марта 2022 г. PMID 35246937; PMCID: PMC9009128
- ^ Леклюз Э.Л., Александр Э. (2010). «Выделение и культура первичных гепатоцитов из резецированной ткани печени человека». Гепатоциты . Методы Мол. Биол. Том. 640. стр. 57–82. дои : 10.1007/978-1-60761-688-7_3 . ISBN 978-1-60761-687-0 . ПМИД 20645046 .
- ^ Данн Дж.К., Ярмуш М.Л., Кобе Х.Г., Томпкинс Р.Г. (февраль 1989 г.). «Функция гепатоцитов и геометрия внеклеточного матрикса: долгосрочная культура в сэндвич-конфигурации» . ФАСЕБ Дж . 3 (2): 174–7. дои : 10.1096/fasebj.3.2.2914628 . ПМИД 2914628 . S2CID 449420 . Опечатка в: FASEB J, 1989, май;3(7):1873.
- ^ Де Брюин Т., Чаттерджи С., Фаттах С., Киминк Дж., Николаи Дж., Аугустейнс П., Аннаерт П. (май 2013 г.). «Гепатоциты, культивированные в сэндвич-культивировании: полезность для исследования in vitro гепатобилиарного распределения лекарств и гепатотоксичности, вызванной лекарствами». Экспертное мнение о препарате Метаб Токсикол . 9 (5): 589–616. дои : 10.1517/17425255.2013.773973 . ПМИД 23452081 . S2CID 27593521 .
- ^ Ли Альберт П. (2001). «Проверка свойств лекарств ADME/Tox для человека при открытии лекарств». Открытие наркотиков сегодня . 6 (7): 357–366. дои : 10.1016/s1359-6446(01)01712-3 . ПМИД 11267922 .
- ^ Хамель, Ф.; Грондин, МЛ; Денизо, Ф.; Аверилл-Бейтс, округ Колумбия; Сархан, Ф. (2006). «Экстракты пшеницы как эффективный криопротектор для первичных культур гепатоцитов крыс». Биотехнология и биоинженерия . 95 (4): 661–670. дои : 10.1002/бит.20953 . ПМИД 16927246 . S2CID 4981423 .
- ^ Де Брюйн Т., Йе З.В., Петерс А., Сахи Дж., Баес М., Аугустейнс П.Ф., Аннаерт П.П. (июль 2011 г.). «Определение активности поглощения субстрата, опосредованной OATP, NTCP и OCT, в отдельных и объединенных партиях криоконсервированных гепатоцитов человека». Eur J Pharm Sci . 43 (4): 297–307. дои : 10.1016/j.ejps.2011.05.002 . ПМИД 21605667 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гистологическое изображение: 22101ooa - Система обучения гистологии Бостонского университета - «Ультраструктура клетки: гепатоциты и синусоиды».
- Гистология печени: гепатоциты (Университет штата Колорадо, архивировано 29 мая 2023 г. в Wayback Machine).
