Синцитий
Синцитий греческого ( / sɪ n , ˈ s ɪ ʃ m i ə / ; мн .: синцития ; от : σύν syn «вместе» и κύτος kytos «коробочка, т.е. клетка») или симплазма — это многоядерная клетка которая может возникнуть в результате множественных клеточные слияния одноядерных клеток (т. е. клеток с одним ядром ), в отличие от ценоцитов , которые могут возникать в результате множественных ядерных делений без сопутствующего цитокинеза . [1] Мышечная клетка, из которой состоят скелетные мышцы животных , является классическим примером синцитиальной клетки. Этот термин может также относиться к клеткам, соединенным между собой специализированными мембранами с щелевыми соединениями , как это видно в клетках сердечной мышцы и некоторых гладкомышечных клетках, которые электрически синхронизированы в потенциале действия .
В области эмбриогенеза слово синцитий используется для обозначения ценоцитарных бластодермы эмбрионов беспозвоночных , таких как Drosophila melanogaster . [2]
Физиологические примеры
[ редактировать ]Протисты
[ редактировать ]У протистов синцитии можно обнаружить у некоторых ризарий (например, хлорарахниофитов , плазмодиофоридов , гаплоспоридий ) и бесклеточных слизевиков , диктиостелид ( амебозойных ), акразид ( Excavata ) и гаплозоонов .
Растения
[ редактировать ]Некоторые примеры синцитиев растений , возникающих в процессе развития растений , включают:
- Развитие эндосперма [3]
- Нечленораздельные латициферы
- Плазмодиальный тапетум , [4] и
- Нуцеллярный . плазмодий семейства Podostemaceae [5]
Грибы
[ редактировать ]Синцитий — нормальная клеточная структура многих грибов . Большинство грибов Basidiomycota существуют в виде дикариона , в котором нитевидные клетки мицелия частично разделены на сегменты, каждый из которых содержит два разных ядра, называемых гетерокарионом .
Животные
[ редактировать ]Нервная сеть
[ редактировать ]Нейроны, составляющие субэпителиальную нервную сеть у гребневиков ( Ctenophora ), слиты в нервный синцитий, состоящий из непрерывной плазматической мембраны, а не соединены через синапсы . [6]
Скелетные мышцы
[ редактировать ]Классическим примером синцития является образование скелетных мышц . Крупные волокна скелетных мышц образуются путем слияния тысяч отдельных мышечных клеток. Многоядерное . расположение важно при патологических состояниях, таких как миопатия , когда очаговый некроз (гибель) части волокна скелетной мышцы не приводит к некрозу соседних участков того же волокна скелетной мышцы, поскольку эти соседние участки имеют свои собственные ядерные волокна материал. Таким образом, миопатия обычно связана с таким «сегментарным некрозом», при котором некоторые из выживших сегментов функционально отрезаны от иннервации из-за потери непрерывности с нервно-мышечным соединением .
Сердечная мышца
[ редактировать ]Синцитий сердечной мышцы важен, поскольку он обеспечивает быстрое скоординированное сокращение мышц по всей их длине. Сердечные потенциалы действия распространяются по поверхности мышечного волокна от места синаптического контакта через вставочные диски . Сердечная мышца, хотя и является синцитием, отличается тем, что ее клетки недлинные и многоядерные. Таким образом, сердечная ткань описывается как функциональный синцитий, в отличие от истинного синцития скелетных мышц.
Гладкая мускулатура
[ редактировать ]Гладкая мускулатура желудочно -кишечного тракта активируется совокупностью трех типов клеток – гладкомышечных клеток (SMC), интерстициальных клеток Кахаля (ICC) и рецептора фактора роста тромбоцитов альфа (PDGFRα), которые электрически связаны и работают вместе. как функциональный синцитий SIP. [7] [8]
Остеокласты
[ редактировать ]Определенные клетки иммунного происхождения животных могут образовывать агрегатные клетки, такие как клетки остеокласты, ответственные за резорбцию кости .
Плацента
[ редактировать ]Другой важный синцитий позвоночных находится в плаценте плацентарных млекопитающих. Клетки эмбрионального происхождения, образующие границу раздела с кровотоком матери, сливаются вместе, образуя многоядерный барьер – синцитиотрофобласт . Вероятно, это важно для ограничения обмена мигрирующими клетками между развивающимся эмбрионом и телом матери, поскольку некоторые клетки крови специализируются на способности внедряться между соседними эпителиальными клетками. Синцитиальный эпителий плаценты не обеспечивает такого пути доступа из материнского кровообращения в эмбрион.
Стеклянные губки
[ редактировать ]Большая часть тела губок гексактинеллид состоит из синцитиальной ткани. Это позволяет им формировать крупные кремниевые спикулы исключительно внутри своих клеток. [9]
Тегумент
[ редактировать ]Тонкое строение тегумента гельминтов по у существу одинаково и у цестод , и трематод . Типичный тегумент имеет толщину 7–16 мкм , с отчетливыми слоями. Это синцитий, состоящий из многоядерных тканей без четких клеточных границ. Внешняя зона синцития, называемая «дистальной цитоплазмой», выстлана плазматической мембраной . Эта плазматическая мембрана, в свою очередь, связана со слоем углеводсодержащих макромолекул, известным как гликокаликс , толщина которого варьируется от одного вида к другому. Дистальная цитоплазма соединена с внутренним слоем, называемым «проксимальной цитоплазмой», который представляет собой «клеточную область, или цитон, или перикарию» посредством цитоплазматических трубок, состоящих из микротрубочек . Проксимальная цитоплазма содержит ядра , эндоплазматический ретикулум , комплекс Гольджи , митохондрии , рибосомы , отложения гликогена и многочисленные пузырьки . [10] Самый внутренний слой ограничен слоем соединительной ткани , известным как « базальная пластинка ». За базальной пластинкой следует толстый слой мышц . [11]
Патологические примеры
[ редактировать ]Вирусная инфекция
[ редактировать ]Синцитии также могут образовываться при инфицировании клеток определенными типами вирусов , в частности, HSV-1 , ВИЧ , MeV , SARS-CoV-2 и пневмовирусами , например респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ). Эти синцитиальные образования создают характерные цитопатические эффекты , если наблюдать их в пермиссивных клетках . Поскольку многие клетки сливаются вместе, синцитии также известны как многоядерные клетки, гигантские клетки или поликариоциты. [12] используемые вирусом для проникновения в клетку, транспортируются на поверхность клетки, где они могут вызвать слияние мембраны клетки-хозяина соседними с Во время инфекции слитые вирусные белки , клетками.
Реовирусиды
[ редактировать ]Обычно вирусные семейства, которые могут вызывать синцитии, имеют оболочку, поскольку белки вирусной оболочки на поверхности клетки-хозяина необходимы для слияния с другими клетками. [13] Некоторые члены семейства Reoviridae являются заметным исключением из-за уникального набора белков, известных как ассоциированные со слиянием малые трансмембранные белки (FAST). [14] Образование синцития, индуцированное реовирусом, не обнаружено у человека, но обнаружено у ряда других видов и вызвано фузогенными ортореовирусами . Эти сливающиеся ортореовирусы включают ортореовирус рептилий, ортореовирус птиц, ортореовирус Нельсона Бэя и ортореовирус павиана. [15]
ВИЧ
[ редактировать ]ВИЧ заражает Helper CD4 + Т-клетки и заставляет их производить вирусные белки, включая слитые белки. Затем клетки начинают проявлять поверхностные гликопротеины ВИЧ , которые являются антигенными . Обычно цитотоксические Т-клетки немедленно «вводят» лимфотоксины , такие как перфорин или гранзим , которые убивают инфицированные Т-хелперные клетки. Однако если Т-хелперные клетки находятся поблизости, рецепторы ВИЧ gp41, расположенные на поверхности Т-хелперных клеток, будут связываться с другими аналогичными лимфоцитами. [16] Это приводит к тому, что десятки Т-хелперных клеток сливаются с клеточными мембранами в гигантский нефункциональный синцитий, что позволяет вириону ВИЧ убивать множество Т-хелперных клеток, заражая только одну. Это связано с более быстрым прогрессированием заболевания. [17]
Свинка
[ редактировать ]Вирус паротита использует белок HN для прикрепления к потенциальной клетке-хозяину, а затем слитый белок позволяет ему связываться с клеткой-хозяином. HN эпителиальными и слитые белки затем остаются на стенках клетки-хозяина, заставляя ее связываться с соседними клетками . [18]
COVID-19
[ редактировать ]Мутации в SARS-CoV-2 вариантах содержат варианты шиповидных белков , которые могут усиливать образование синцитий. [19] Протеаза TMPRSS2 . необходима для образования синцитиев [20] Синцитии могут позволить вирусу распространяться непосредственно на другие клетки, защищенные от нейтрализующих антител и других компонентов иммунной системы. [19] Образование синцитий в клетках может быть патологическим для тканей. [19]
«Тяжелые случаи COVID-19 связаны с обширным поражением легких и наличием инфицированных многоядерных синцитиальных пневмоцитов . Вирусные и клеточные механизмы, регулирующие образование этих синцитий, недостаточно изучены», [21] но мембранный холестерин кажется необходимым. [22] [23]
Синцитии кажутся долговечными; «полной регенерации» легких после тяжелого гриппа «не происходит» при COVID-19. [24]
См. также
[ редактировать ]- Предсердный синцитий
- Ценоцит
- Гигантская клетка
- гетерокарион
- Гетерокариоз
- Плазмодий (жизненный цикл)
- Enteridium lycoperdon — плазмодийная слизевиковая плесень.
- Синцитиотрофобласт
- Ксенофиофория
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Добенмайр, РФ (1936). «Использование терминов ценоцит и синцитий в биологии». Наука . 84 (2189): 533–534. Бибкод : 1936Sci....84..533D . дои : 10.1126/science.84.2189.533 . ПМИД 17806555 .
- ^ Уиллмер, PG (1990). Взаимоотношения беспозвоночных: закономерности эволюции животных . Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
- ^ Плахно, Б.Я.; Свентек, П. (2010). «Синцития у растений: слияние клеток в эндосперме - образование плацентарного синцития у Utricularia (Lentibulariaceae)». Протоплазма . 248 (2): 425–435. дои : 10.1007/s00709-010-0173-1 . ПМИД 20567861 . S2CID 55445 .
- ^ Тивари, Южная Каролина; Ганнинг, BES (1986). «Колхицин ингибирует образование плазмодия и нарушает пути секреции спорополленина в тапетуме пыльника Tradescantia Virginiana L». Протоплазма . 133 (2–3): 115. doi : 10.1007/BF01304627 . S2CID 24345281 .
- ^ Мургия-Санчес, Г. (2002). «Развитие зародышевого мешка у Vanroyenella Plumosa, Podostemaceae». Водная ботаника . 73 (3): 201–210. дои : 10.1016/S0304-3770(02)00025-6 .
- ^ Буркхардт, П.; Колгрен, Дж.; Медхус, А.; Дигель, Л.; Науманн, Б.; Сото-Анхель, Джей Джей; Нордманн, Эль; Сачкова, М.Ю.; Киттельманн, М. (2023). «Синцитиальная нервная сеть гребневика добавляет понимание эволюции нервных систем» . Наука . 380 (6642): 293–297. Бибкод : 2023Sci...380..293B . дои : 10.1126/science.ade5645 . ПМИД 37079688 . S2CID 258239574 .
- ^ Песня, NN; Сюй, WX (25 октября 2016 г.). «[Физиологическое и патофизиологическое значение моторной единицы SIP-синцития гладкомышечных клеток желудочно-кишечного тракта]». Шэн Ли Сюэ Бао: [Acta Physiologica Sinica] . 68 (5): 621–627. ПМИД 27778026 .
- ^ Сандерс, К.М.; Уорд, С.М.; Ко, SD (июль 2014 г.). «Интерстициальные клетки: регуляторы функции гладких мышц» . Физиологические обзоры . 94 (3): 859–907. doi : 10.1152/physrev.00037.2013 . ПМЦ 4152167 . ПМИД 24987007 .
- ^ «Palaeos Metazoa: Porifera:Hexactinellida» .
- ^ Гобер, Джеффри Н.; Стензель, Дебора Дж.; Макманус, Дональд П.; Джонс, Малкольм К. (декабрь 2003 г.). «Ультраструктурная архитектура тегумента взрослой особи Schistosoma japonicum». Международный журнал паразитологии . 33 (14): 1561–1575. дои : 10.1016/s0020-7519(03)00255-8 . ISSN 0020-7519 . ПМИД 14636672 .
- ^ Джером), Богитш, Бертон Дж. (Бертон (2005). Паразитология человека . Картер, Клинт Э. (Клинт Эрл), Олтманн, Томас Н. Берлингтон, Массачусетс: Elsevier Academic Press. ISBN 0120884682 . OCLC 769187741 .
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Альбрехт, Томас; Фонс, Майкл; Болдох, Иштван; Рэбсон, Алан С. (1 января 1996 г.). Барон, Сэмюэл (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Галвестон (Техас): Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 0963117211 . ПМИД 21413282 .
- ^ «ViralZone: образование синцития индуцируется вирусной инфекцией» . www.viralzone.expasy.org . Проверено 16 декабря 2016 г.
- ^ Салсман, Джейме; Топ, Дениз; Бутилье, Жюли; Дункан, Рой (1 июля 2005 г.). «Обширное образование синцития, опосредованное белками FAST реовируса, запускает индуцированную апоптозом нестабильность мембраны» . Журнал вирусологии . 79 (13): 8090–8100. doi : 10.1128/JVI.79.13.8090-8100.2005 . ISSN 0022-538X . ПМЦ 1143762 . ПМИД 15956554 .
- ^ Дункан, Рой; Коркоран, Дженнифер; Шоу, Цзинъюнь; Штольц, Дон (5 февраля 2004 г.). «Рептильный реовирус: новый вид фузогенного ортореовируса» . Вирусология . 319 (1): 131–140. дои : 10.1016/j.virol.2003.10.025 . ПМИД 14967494 .
- ^ Уэрта, Л.; Лопес-Бальдерас, Н.; Ривера-Толедо, Э.; Сандовал, Г.; Гмез-Иказбалчета, Г.; Вильярреал, К.; Ламойи, Э.; Ларральде, К. (2009). «ВИЧ-оболочка-зависимое слияние клеток: количественные исследования» . Научный мировой журнал . 9 : 746–763. дои : 10.1100/tsw.2009.90 . ПМЦ 5823155 . ПМИД 19705036 .
- ^ Национальные институты здравоохранения (27 декабря 2019 г.). «Синцитий | Определение | СПИДинфо» . Проверено 27 декабря 2019 г.
- ^ «Свинка, вирус паротита, инфекция паротита» . virology-online.com . Проверено 12 марта 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с МаРаджа М.М., Бернье А., Бухризер Дж., Шварц О. (2021). «Механизм и последствия спайкового слияния и образования синцитий SARS-CoV-2» . Журнал молекулярной биологии . 434 (6): 167280. doi : 10.1016/j.jmb.2021.167280 . ПМЦ 8485708 . ПМИД 34606831 .
- ^ Чавес-Медина М.Дж., Гомес-Оспина Х.К., Гарсиа-Пердомо Х.А. (2021 г.). «Молекулярные механизмы для понимания связи между TMPRSS2 и бета-коронавирусами SARS-CoV-2, SARS-CoV и MERS-CoV: обзорный обзор» . Архив микробиологии . 204 (1): 77. дои : 10.1007/s00203-021-02727-3 . ПМЦ 8709906 . ПМИД 34953136 .
- ^ Бухризер, Джулиан; Дюфло, Жереми; Юбер, Матье; Монель, Бландин; Планас, Дельфина; Майкл Раджа, Мааран; Планше, Сирил; Порро, Франсуаза; Гивель-Бенассин, Флоренция; Ван дер Верф, Сильви; Казартелли, Николетта; Муке, Гюго; Брюэль, Тимоти; Шварц, Оливье (13 октября 2020 г.). «Образование синцитий клетками, инфицированными SARS-CoV-2» . Журнал ЭМБО . 39 (23): e106267. bioRxiv 10.1101/2020.14.07.202028 . дои : 10.15252/embj.2020106267 . ISSN 0261-4189 . ПМК 7646020 . ПМИД 33051876 . По состоянию на 13 октября 2020 г.: принято к публикации и прошло полное рецензирование, но не редактировалось, не набиралось, не разбивалось на страницы и не корректировалось.
- ^ Сандерс, Дэвид В.; Джемпер, Шанель С.; Акерман, Пол Дж.; Брача, Дэн; Донлик, Анита; Ким, Хан; Кенни, Девин; Кастелло-Серрано, Иван; Сузуки, Саори; Тамура, Томокадзу; Таварес, Александр Х. (14 декабря 2020 г.). «SARS-CoV-2 требует холестерина для проникновения вируса и образования патологических синцитий» . электронная жизнь . 10 :10:e65962. дои : 10.7554/eLife.65962 . ПМЦ 8104966 . ПМИД 33890572 .
- ^ «SARS-CoV-2 нуждается в холестерине, чтобы проникнуть в клетки и образовать мегаклетки» . физ.орг . Проверено 22 января 2021 г.
- ^ Галлахер, Джеймс (23 октября 2020 г.). «Ковид: почему коронавирус так смертелен?» . Новости Би-би-си .