Мезангиальная клетка
| Мезангиальная клетка | |
|---|---|
| Подробности | |
| Расположение | Мезангий клубочков почек |
| Идентификаторы | |
| МеШ | Д050527 |
| ФМА | 70972 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Мезангиальные клетки это специализированные клетки почек , составляющие мезангий клубочка — . Вместе с мезангиальным матриксом они образуют сосудистый полюс тельца почечного . [1] Популяция мезангиальных клеток составляет примерно 30-40% от общего числа клеток клубочка. [2] Мезангиальные клетки можно разделить на внеклубочковые мезангиальные клетки или внутриклубочковые мезангиальные клетки в зависимости от их относительного расположения по отношению к клубочкам. Внеклубочковые мезангиальные клетки обнаруживаются между афферентными и выносящими артериолами по направлению к сосудистому полюсу клубочка. [3] Внеклубочковые мезангиальные клетки примыкают к внутриклубочковым мезангиальным клеткам, которые расположены внутри клубочка и между капиллярами . [4] Основная функция мезангиальных клеток — удаление захваченных остатков и агрегированного белка из базальной мембраны, таким образом предохраняя фильтр от мусора. Показано, что сократительные свойства мезангиальных клеток не оказывают существенного влияния на изменение фильтрационного давления клубочка. [ нужна ссылка ]
Структура
[ редактировать ]
Мезангиальные клетки имеют неправильную форму с уплощенными цилиндрическими телами и отростками на обоих концах, содержащими актин , миозин и актинин , что придает мезангиальным клеткам сократительные свойства. [5] Прикрепляющиеся нити от мезангиальных клеток к базальной мембране клубочка могут изменять капиллярный поток за счет изменения клубочковой ультрафильтрации . площади поверхности [1] Экстрагломерулярные мезангиальные клетки тесно связаны с афферентными и эфферентными артериолярными клетками посредством щелевых соединений , обеспечивая межклеточную связь. [3] Мезангиальные клетки разделены межклеточными пространствами, содержащими внеклеточный матрикс, называемый мезангиальным матриксом, который вырабатывается мезангиальными клетками. [1] Мезангиальный матрикс обеспечивает структурную поддержку мезангиума. [1] Мезангиальный матрикс состоит из белков клубочкового матрикса, таких как коллаген IV (цепи α1 и α2), коллаген V, коллаген VI, ламинин А, В1, В2, фибронектин и протеогликаны . [6]
Разработка
[ редактировать ]Неясно, происходят ли мезангиальные клетки из мезенхимальных или стромальных клеток . Однако есть данные, свидетельствующие о том, что они возникают где-то за пределами клубочка, а затем мигрируют в клубочек во время развития. [7] Почки плода и младенца человека, окрашенные на альфа-актин гладких мышц (α-SMA), маркер мезангиальных клеток, продемонстрировали, что α-SMA-положительные мезенхимальные клетки мигрируют в сторону клубочка, а на более поздней стадии их можно обнаружить внутри мезангиума. [5] Вполне возможно, что они имеют то же происхождение, что и поддерживающие клетки, такие как перициты и гладкомышечные клетки сосудов, или даже представляют собой тип специализированных гладкомышечных клеток сосудов. [8]
Функция
[ редактировать ]Образование капиллярных петель в процессе развития
[ редактировать ]Во время развития мезангиальные клетки играют важную роль в формировании извитых капилляров, обеспечивающих эффективную диффузию. Эндотелиальные клетки-предшественники секретируют фактор роста тромбоцитов (PDGF)-B, а мезангиальные клетки имеют рецепторы для PDGF. Это побуждает мезангиальные клетки прикрепляться к эндотелиальным клеткам, вызывая образование петель развивающихся кровеносных сосудов, что приводит к извитости капилляров. [8] У мышей, лишенных фактора роста PDGF-B или PDGFRβ, мезангиальные клетки не развиваются. [8] При отсутствии мезангиальных клеток кровеносный сосуд становится одним расширенным сосудом с уменьшением площади поверхности до 100 раз. [8] Фактор транскрипции PDGFRβ, Tbx18, имеет решающее значение для развития мезангиальных клеток. Без Tbx18 развитие мезангиальных клеток нарушается и приводит к образованию расширенных петель. [8] Предшественники мезангиальных клеток также являются мишенью PDGF-B и могут быть выбраны по сигналу для последующего развития в мезангиальные клетки. [9]
Взаимодействие с другими клетками почек
[ редактировать ]Мезангиальные клетки образуют гломерулярную функциональную единицу с гломерулярными эндотелиальными клетками и подоцитами посредством взаимодействия молекулярных сигнальных путей, которые необходимы для формирования клубочкового пучка. [1] Мезангиальные клетки способствуют фильтрации, составляя часть структуры пучка капилляров клубочков, которая фильтрует жидкости для выработки мочи. [10] Связь между мезангиальными клетками и гладкомышечными клетками сосудов через щелевые соединения помогает регулировать процесс тубулогломерулярной обратной связи и образования мочи. [11] Повреждение мезангиальных клеток с помощью антитела Thy 1-1, специфичного к мезангиальным клеткам, приводит к вазоконстрикции артериол, опосредованной тубулогломерулярной обратной связью. потере [11]
Сокращение регулирует капиллярный поток.
[ редактировать ]Мезангиальные клетки могут сокращаться и расслабляться, регулируя капиллярный поток. [1] Это регулируется вазоактивными веществами . [12] Сокращение мезангиальных клеток зависит от проницаемости клеточной мембраны для ионов кальция, а расслабление опосредовано паракринными факторами, гормонами и цАМФ . [12] В ответ на растяжение капилляров мезангиальные клетки могут реагировать, вырабатывая несколько факторов роста: TGF -1, VEGF и фактор роста соединительной ткани . [1]
Удаление макромолекул
[ редактировать ]Мезангиум подвергается воздействию макромолекул из просвета капилляра, поскольку они разделены только окончатым эндотелием без базальной мембраны. [2] Мезангиальные клетки играют роль в ограничении накопления макромолекул в мезангиальном пространстве с помощью рецептор-независимых процессов поглощения фагоцитоза , микро- и макропиноцитоза или рецептор-зависимых процессов и их последующего транспорта по мезангиальному стеблю. [1] Размер, заряд, концентрация и сродство к рецепторам мезангиальных клеток макромолекулы влияют на то, как макромолекула удаляется. [13] Триглицериды могут подвергаться пиноцитозу, а комплексы антител IgG могут приводить к активации молекул адгезии и хемокинов мезангиальными клетками. [1] Они также регулируют клубочковую фильтрацию.
Клиническое значение
[ редактировать ]Диабетическая нефропатия
[ редактировать ]Расширение мезангиального матрикса является одной из характеристик диабетической нефропатии, хотя оно также вовлекает во взаимодействие другие клетки, включая подоциты и эндотелиальные клетки. [14] Мезангиальное расширение происходит за счет увеличения отложения в мезангии белков внеклеточного матрикса, например фибронектина. [6] Затем происходит накопление белков внеклеточного матрикса из-за недостаточной деградации матриксными металлопротеиназами . [6]
Повышенный уровень глюкозы приводит к активации метаболических путей , что приводит к усилению окислительного стресса . [2] Это, в свою очередь, приводит к перепроизводству и накоплению конечных продуктов гликозилирования, ответственных за повышение риска развития клубочковых заболеваний. [15] Мезангиальные клетки, выращенные на матриксных белках, модифицированных конечным продуктом гликозилирования, демонстрируют повышенную продукцию фибронектина и снижение пролиферации. [15] Эти факторы в конечном итоге приводят к утолщению базальной мембраны клубочка, расширению мезангиального матрикса, а затем к гломерулосклерозу и фиброзу . [16]
Мезангиальные патологии могут также развиваться на ранней стадии диабета. Гломерулярная гипертензия вызывает растяжение мезангиальных клеток, что вызывает индуцированную экспрессию GLUT1, что приводит к увеличению клеточной глюкозы. [16] Повторение цикла растяжения и расслабления мезангиальных клеток из-за гипертонии увеличивает пролиферацию мезангиальных клеток и выработку внеклеточного матрикса, который затем может накапливаться и приводить к заболеванию клубочков. [16]
См. также
[ редактировать ]- Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков
- Список различных типов клеток в организме взрослого человека
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Шлондорф, Д; Банас, Б (2009). «Возврат к мезангиальной клетке: ни одна клетка не является островом» . Журнал Американского общества нефрологов . 20 (6): 1179–1187. дои : 10.1681/ASN.2008050549 . ПМИД 19470685 .
- ^ Перейти обратно: а б с Сциндия, Ю; Дешмух, У; Багавант, Х (2010). «Мезангиальная патология при гломерулярной патологии: цели терапевтического вмешательства» . Обзоры расширенной доставки лекарств . 62 (14): 1337–1343. дои : 10.1016/j.addr.2010.08.011 . ПМЦ 2992591 . ПМИД 20828589 .
- ^ Перейти обратно: а б Барахас, Л. (1997). «Клеточно-специфический белок и экспрессия генов в юкстагломерулярном аппарате». Clin Exp Pharmacol Physiol . 24 (7): 520–526. дои : 10.1111/j.1440-1681.1997.tb01239.x . ПМИД 9248671 . S2CID 41023701 .
- ^ Голигорский, М; Иидзима, К; Кривенко Ю.; Цукахара, Х; Ху, Ю; Мур, Л. (1997). «Роль мезангиальных клеток в плотном пятне в передаче информации афферентных артериол». Clin Exp Pharmacol Physiol . 24 (7): 527–531. дои : 10.1111/j.1440-1681.1997.tb01240.x . ПМИД 9248672 . S2CID 24753189 .
- ^ Перейти обратно: а б Такано, К; Кавасаки, Ю; Имаидзуми, Т; Мацуура, Х; Нодзава, Р; Танджи, М; Суяма, К; Изоме, М; Сузуки, Х; Хосоя, М. (2007). «Развитие гломерулярных эндотелиальных клеток, подоцитов и мезангиальных клеток у плода и младенца человека» . Журнал экспериментальной медицины Тохоку . 212 (1): 81–90. дои : 10.1620/tjem.212.81 . ПМИД 17464107 .
- ^ Перейти обратно: а б с Мейсон, Р; Вахаб, Н. (2003). «Метаболизм внеклеточного матрикса при диабетической нефропатии» . Журнал Американского общества нефрологов . 14 (5): 1358–1373. дои : 10.1097/01.ASN.0000065640.77499.D7 . ПМИД 12707406 .
- ^ Фаа, Г; Героза, К; Фанни, Д; Монга, Г; Заффанелло, М; Ван Эйкен, П; Фанос, В (2011). «Морфогенез и молекулярные механизмы, участвующие в развитии почек человека». Дж. Селл. Физиол . 227 (3): 1257–1268. дои : 10.1002/jcp.22985 . ПМИД 21830217 . S2CID 4946194 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Шелл, К; Ваннер, Н.; Хубер, Т. (2014). «Развитие клубочков – формирование единицы многоклеточной фильтрации» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 36 (2): 39–49. дои : 10.1016/j.semcdb.2014.07.016 . ПМИД 25153928 .
- ^ Линдаль, П; Хеллстрем, М; Кален, М; Карлссон, Л; Пекны, М; Пекна, М; Сориано, П; Бетсхольц, К. (1998). «Паракринная передача сигналов PDGF-B/PDGF-Rbeta контролирует развитие мезангиальных клеток в клубочках почек». Разработка . 125 (17): 3313–3322. дои : 10.1242/dev.125.17.3313 . ПМИД 9693135 .
- ^ Воган, М; Кваггин, С. (2008). «Как мезангиальные и эндотелиальные клетки образуют клубочковый пучок?» . Журнал Американского общества нефрологов . 19 (1): 24–33. дои : 10.1681/ASN.2007040471 . ПМИД 18178797 .
- ^ Перейти обратно: а б Рен, Ю; Карретеро, О; Гарвин, Дж (2002). «Роль мезангиальных клеток и щелевых соединений в тубулогломерулярной обратной связи» . Почки Интернешнл . 62 (2): 525–531. дои : 10.1046/j.1523-1755.2002.00454.x . ПМИД 12110013 .
- ^ Перейти обратно: а б Стоканд, Дж; Сансом, С. (1998). «Гломерулярные мезангиальные клетки: электрофизиология и регуляция сокращения». Физиологические обзоры . 78 (3): 723–744. дои : 10.1152/physrev.1998.78.3.723 . ПМИД 9674692 .
- ^ Шлондорф, Д. (1996). «Роль мезангиума в функции клубочков» . Почки Интернешнл . 49 (6): 1583–1585. дои : 10.1038/ki.1996.229 . ПМИД 8743459 .
- ^ Бранскилл, Э; Поттер, С. (2012). «Изменение программ экспрессии генов мезангиальных клеток почек при диабетической нефропатии» . БМК Нефрол . 13 (1): 70. дои : 10.1186/1471-2369-13-70 . ПМЦ 3416581 . ПМИД 22839765 .
- ^ Перейти обратно: а б Скольник, Э; Ян, З; Макита, З; Радофф, С; Кирштейн, М; Влассара, Х (1991). «Рецепторы мезангиальных клеток человека и крысы для белков, модифицированных глюкозой: потенциальная роль в ремоделировании ткани почек и диабетической нефропатии» . Журнал экспериментальной медицины . 174 (4): 931–939. дои : 10.1084/jem.174.4.931 . ПМК 2118966 . ПМИД 1655949 .
- ^ Перейти обратно: а б с Канвар, Ю; Вада, Дж; Солнце, Л; Се, П; Валлнер, Э; Чен, С; Чу, С; Данеш, Ф (2008). «Диабетическая нефропатия: механизмы прогрессирования заболеваний почек». Экспериментальная биология и медицина . 233 (1): 4–11. дои : 10.3181/0705-MR-134 . ПМИД 18156300 . S2CID 15349392 .