Купферовская ячейка
| Купферовская ячейка | |
|---|---|
 Картина конфокальной микроскопии, показывающая стационарное расположение и взаимодействие между клетками Купфера (красный), звездчатыми клетками печени (зеленый) и синусоидальными эндотелиальными клетками печени (синий). Ядра клеток выделены серым цветом. [1] | |
 Основная структура печени | |
| Подробности | |
| Расположение | Печень |
| Функция | Макрофаг |
| Идентификаторы | |
| латинский | звездчатый макрофагоцит |
| МеШ | D007728 |
| ТД | Х3.04.05.0.00016 |
| ФМА | 14656 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Клетки Купфера , также известные как звездчатые макрофаги и клетки Купфера-Бровица , представляют собой специализированные клетки, локализующиеся в печени в просвете синусоидов печени и адгезивные к их эндотелиальным клеткам, составляющим стенки кровеносных сосудов. Купферовские клетки составляют самую большую популяцию тканевых макрофагов в организме. Кишечные бактерии, бактериальные эндотоксины и микробный мусор, транспортируемые в печень из желудочно-кишечного тракта через воротную вену , сначала вступают в контакт с клетками Купфера, первыми иммунными клетками печени. Именно по этой причине любое изменение функций купферовских клеток может быть связано с различными заболеваниями печени, такими как алкогольная болезнь печени, вирусный гепатит, внутрипеченочный холестаз, стеатогепатит, активация или отторжение печени при трансплантации печени и фиброз печени. [2] [3] Они составляют часть системы мононуклеарных фагоцитов .
Расположение и структура
[ редактировать ]Клетки Купфера можно обнаружить прикрепленными к синусоидальным эндотелиальным клеткам как в центрилобулярных, так и в перипортальных областях печеночных долек . Функции и структуры купферовских клеток специализированы в зависимости от их местоположения. Перипортальные клетки Купфера, как правило, крупнее и имеют больше лизосомальных ферментов и фагоцитарной активности, тогда как центрилобулярные клетки Купфера создают больше супероксидных радикалов.
Клетки Купфера имеют амебоидный характер, с поверхностными особенностями, включая микроворсинки , псевдоподии и ламеллиподии , которые выступают во всех направлениях. Микроворсинки и псевдоподии играют роль в эндоцитозе частиц.
Ядро изрезанное, яйцевидное, может быть дольчатым.
Известные цитоплазматические элементы включают рибосомы , комплексы Гольджи , центриоли , микротрубочки и микрофиламенты . Клетки Купфера также содержат шероховатую эндоплазматическую сеть , ядерную оболочку и кольчатые пластинки , все из которых демонстрируют пероксидазную активность.
SR-AI/II Важно отметить, что клетки Купфера экспрессируют рецептор-поглотитель . Этот рецептор участвует в распознавании и связывании липидного домена А липополисахарида (ЛПС) и липотейхоевой кислоты . (Липополисахарид (ЛПС) представляет собой бактериальный эндотоксин, который обнаруживается в клеточной стенке грамотрицательных бактерий , тогда как липотейхоевая кислота присутствует в грамположительных бактериях .) Благодаря этой системе обнаружения клетки Купфера играют решающую роль в инициации и опосредовании иммунного ответа. реакции на бактериальную инфекцию печени. [4]
Разработка
[ редактировать ]Развитие начальной популяции клеток Купфера начинается в эмбриональном желточном мешке , где клетки-предшественники дифференцируются в фетальные макрофаги . Попадая в кровоток, они мигрируют в печень плода , где и остаются. Там они завершают дифференцировку в купферовские клетки. В нормальных условиях эти популяции купферовских клеток долговечны и самообновляются. [5]
Однако если резидентные популяции купферовских клеток истощаются, моноциты, полученные из гемопоэтических стволовых клеток в костном мозге и транспортируемые через кровообращение в печень, также могут полностью дифференцироваться в истинные купферовские клетки. В отличие от других тканевых макрофагов, которые должны постоянно обновляться за счет циркулирующих моноцитов, эти купферовские клетки, полученные из моноцитов, способны к самообновлению после формирования популяции. [6]
в которых играет колониестимулирующий фактор макрофагов ( CSF1 Развитие зрелых клеток Купфера регулируется многочисленными факторами роста, ключевую роль ). Цитокины, участвующие в воспалении 2 типа , такие как IL-4 , также могут стимулировать пролиферацию клеток Купфера. В исследованиях на животных было продемонстрировано, что для полного восполнения популяции купферовских клеток требуется от 14 до 21 дня. Несмотря на высокий приток и скорость созревания моноцитов, популяции купферовских клеток печени постоянно поддерживаются. Очевидно, существует высокая скорость оборота: средняя продолжительность жизни купферовской клетки оценивается в 3,8 дня. Однако окончательная судьба клеток Купфера in vivo еще не до конца изучена. [4] [7] [3]
Функция
[ редактировать ]Основная функция клеток Купфера — удаление инородных частиц и частиц, поступивших из печеночной портальной системы при прохождении через печень. Клетки Купфера могут поглощать крупные частицы посредством фагоцитоза , а более мелкие — посредством пиноцитоза . [4] Купферовские клетки являются неотъемлемой частью врожденных реакций иммунной системы. Они важны для защиты хозяина и играют роль в метаболизме многих различных соединений, включая липиды, белковые комплексы и мелкие частицы. Они также полезны для удаления апоптотических клеток из кровообращения. [2] [3]
Количество купферовских клеток в печени остается постоянным. Клетки Купфера обладают пролиферативной способностью, позволяя популяциям клеток пополняться: это полностью контрастирует с макрофагами, происходящими из моноцитов, которые не обладают пролиферативным потенциалом. Старые или дефектные клетки удаляются путем апоптоза, а также путем фагоцитирования соседними клетками Купфера.
Купферовы клетки неоднородны по своим функциям, что зависит от их расположения в печеночных дольках . Клетки перипортальной зоны непосредственно подвергаются кровотоку и проявляют большую лизосомальную активность, позволяющую более эффективно перерабатывать поступающие чужеродные вещества. Напротив, клетки центрилобулярной зоны испытывают меньшую перфузию и оснащены большими запасами супероксида для борьбы с глубоко проникающими травмами и инфекциями.
В ответ на инфекцию или раздражение клетки Купфера могут вырабатывать воспалительные цитокины , TNF-альфа , кислородные радикалы и протеазы . Чрезмерное производство этих медиаторов связано с развитием повреждения печени. [4]
Помимо очистки от бактерий, клетки Купфера также отвечают за переработку гемоглобина , разрушая стареющие эритроциты посредством фагоцитарного действия. Цепи глобина используются повторно, в то время как железосодержащая часть, гем , далее расщепляется на железо, которое используется повторно, и билирубин , который конъюгируется с глюкуроновой кислотой в гепатоцитах и секретируется в желчь .
Хелми и др. идентифицировали рецептор, присутствующий в клетках Купфера, рецептор комплемента семейства иммуноглобулинов (CRIg). Мыши без CRIg не могли очистить патогены, покрытые системой комплемента . CRIg консервативен у мышей и людей и является важнейшим компонентом врожденной иммунной системы. [8]
Клиническое значение
[ редактировать ]Клетки Купфера — невероятно пластичные клетки, способные поляризовать определенные состояния активации и выполнять разные функции в разных микросредах. М1 (классическая активация) и М2 (альтернативная активация) обозначают две крайности поляризации макрофагов . М1-поляризованные клетки Купфера продуцируют большое количество провоспалительных цитокинов, таких как TNF-альфа. С другой стороны, М2-поляризованные клетки Купфера продуцируют большое количество противовоспалительных медиаторов, например, IL-10. [9] [4]
Купферовские клетки играют роль в патогенезе повреждения печени в ответ на сепсис. Макрофаги в печени активируют и высвобождают как IL-1, так и TNF-альфа. В свою очередь, это активирует лейкоциты и синусоидальные эндотелиальные клетки для экспрессии ICAM-1 . Это приводит к повреждению тканей эндотелия протеазами, кислородными радикалами, простаноидами и другими веществами лейкоцитов.
Активация купферовских клеток способствует патогенезу как хронических, так и острых алкогольных заболеваний печени в ответ на повреждение печени, вызванное этанолом, часто встречающееся у хронических алкоголиков. Хронический алкоголизм и повреждение печени лечатся по системе двух ударов. В то время как первое воздействие является прямым, опосредованным прямой токсичностью этанола и побочных продуктов его метаболизма, второе воздействие является косвенным, опосредованным увеличением поглощения липополисахарида (эндотоксина) из кишечника.
Этанол увеличивает проницаемость кишечного эпителия, в результате чего эндотоксин, вырабатываемый кишечной флорой, просачивается из просвета кишечника в печень через воротную вену . Присутствие эндотоксина индуцирует сильную поляризацию М1 клеток Купфера. Активированные клетки Купфера производят большое количество активных форм кислорода, провоспалительных цитокинов и хемокинов, что приводит к повреждению печени.
Каскад начинается с эндотоксин-опосредованной активации Toll-подобного рецептора 4 ( TLR4 ) и CD14 , рецепторов на клетках Купфера, которые интернализуют эндотоксин. Это, в свою очередь, активирует транскрипцию провоспалительных цитокинов и фактора некроза опухоли-альфа (TNFα) с одновременной выработкой супероксидов .
Цитокины и супероксиды вызывают воспаление и окислительное повреждение соответственно, в то время как TNFα запускает звездчатые клетки печени, чтобы инициировать синтез коллагена . Эти процессы приводят к фиброзу или рубцеванию печени. Фиброз в конечном итоге приводит к циррозу печени — потере функции печени из-за обширного рубцевания. [10]
История
[ редактировать ]Клетки впервые наблюдал Карл Вильгельм фон Купфер в 1876 году. [11] Ученый назвал их «Штернцеллен» (звездные клетки или звездчатые клетки печени ), но ошибочно полагал, что они являются неотъемлемой частью эндотелия кровеносных сосудов печени и происходят из него. В 1898 году, после нескольких лет исследований, Тадеуш Бровиц правильно идентифицировал их как макрофаги . [12] [13] [14] [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Боннардел Дж., Т'Джонк В., Гаубломм Д., Бровейс Р., Скотт К.Л., Мартенс Л. и др. (октябрь 2019 г.). «Звездчатые клетки, гепатоциты и эндотелиальные клетки запечатлевают идентичность купферовских клеток на моноцитах, колонизирующих нишу макрофагов печени» . Иммунитет . 51 (4): 638–654.e9. doi : 10.1016/j.immuni.2019.08.017 . ПМК 6876284 . ПМИД 31561945 .
- ^ Jump up to: а б Нгуен-Лефевр, Ань Ту; Горузско, Анатолий (2015). «Метаболизм и функции купферовских клеток» . Журнал энзимологии и метаболизма . 1 (1). ПМЦ 4771376 . ПМИД 26937490 .
- ^ Jump up to: а б с Диксон, Лаура Дж.; Барнс, Марк; Тан, Хуэй; Причард, Мишель Т.; Надь, Лаура Э. (апрель 2013 г.). «Купферовы клетки печени» . Комплексная физиология . 3 (2): 785–797. дои : 10.1002/cphy.c120026 . ISSN 2040-4603 . ПМЦ 4748178 . ПМИД 23720329 .
- ^ Jump up to: а б с д и Басит, Хаджира; Тан, Майкл Л.; Вебстер, Дэниел Р. (2020), «Гистология, купферовы клетки» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29630278 , получено 25 августа 2020 г.
- ^ Наито М., Хасегава Г., Такахаси К. (ноябрь 1997 г.). «Развитие, дифференцировка и созревание купферовских клеток». Микроскопические исследования и техника . 39 (4): 350–64. doi : 10.1002/(SICI)1097-0029(19971115)39:4<350::AID-JEMT5>3.0.CO;2-L . ПМИД 9407545 . S2CID 21193303 .
- ^ Скотт С., Чжэн Ф., Де Бэтселье П. и др. (27 января 2016 г.). «Моноциты, происходящие из костного мозга, дают начало самообновляющимся и полностью дифференцированным клеткам Купфера» . Природные коммуникации . 7, 10321 (2016): 10321. Бибкод : 2016NatCo...710321S . дои : 10.1038/ncomms10321 . ПМЦ 4737801 . ПМИД 26813785 .
- ^ Юнцзянь; Хуан, Гуйдун; Го, Цзяо, Чжэнцюань (2020). Чен, Цзяои; Лю , " . журнал биологических наук . 16 (13): 2367–2378. doi : 10.7150/ijbs.47143 . PMC 7378652. Международный PMID 32760204. Проверено 31 августа 2020 г.
- ^ Хелми К.Ю., Качке К.Дж., Горгани Н.Н., Клявин Н.М., Эллиотт Дж.М., Диль Л. и др. (март 2006 г.). «CRIg: рецептор макрофагального комплемента, необходимый для фагоцитоза циркулирующих патогенов» . Клетка . 124 (5): 915–27. дои : 10.1016/j.cell.2005.12.039 . ПМИД 16530040 . S2CID 15525209 .
- ^ Цзэн, Дао; Чжан, Цуй-Ли; Сяо, Мо; Ян, Руи; Се, Кэ-Цинь (2016). «Критическая роль купферовских клеток в патогенезе алкогольной болезни печени: от фундаментальной науки к клиническим испытаниям» . Границы в иммунологии . 7 : 538. дои : 10.3389/fimmu.2016.00538 . ISSN 1664-3224 . ПМК 5126119 . ПМИД 27965666 .
- ^ Уилер, доктор медицины (2003). «Активация эндотоксинов и купферовских клеток при алкогольной болезни печени» . Исследования алкоголя и здоровье . 27 (4): 300–6. ПМК 6668869 . ПМИД 15540801 .
- ^ Хаубрих В.С. (июль 2004 г.). «Купфер из купферовских клеток». Гастроэнтерология . 127 (1): 16. doi : 10.1053/j.gastro.2004.05.041 . ПМИД 15236167 .
- ^ Шиманская Р., Шмидт-Поспула М. (1979). «[Исследования ретикулоэндотелиальных клеток печени Тадеуша Бровица и Карла Купфера. Исторический очерк]». Архив истории медицины . 42 (3): 331–6. ПМИД 386989 .
- ^ Стахура Дж., Галонзка К. (декабрь 2003 г.). «История и современное состояние польской гастроэнтерологической патологии». Журнал физиологии и фармакологии . 54 Приложение 3: 183–92. ПМИД 15075472 .
- ^ Сродка А, Грыглевский Р.В., Щепаньский В. (2006). «Клетки Бровича или Купфера?». Польский журнал патологии . 57 (4): 183–5. ПМИД 17285760 .
- ^ Уэйк К. (2009). «[Фагоцитарные клетки Бровича и «так называемые звездчатые клетки Купфера»]». Кайбогаку Засси . 84 (1): 17–21. ПМИД 19413196 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Анатомическое фото: пищеварительная система/млекопитающее/печень5/печень4 — Сравнительная органология Калифорнийского университета в Дэвисе — «Млекопитающее, печень (EM, низкий)»
- Гистологическое изображение: 15508loa - Система обучения гистологии в Бостонском университете.