Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Базальные клетки дыхательных путей находятся глубоко в респираторном эпителии , прикреплены к базальной мембране и выстилают ее . [1]

Базальные клетки являются стволовыми клетками или предшественниками эпителия дыхательных путей и могут дифференцироваться для пополнения всех эпителиальных клеток, включая реснитчатые клетки и секреторные бокаловидные клетки . [2] [3] Это восстанавливает защитные функции эпителиального барьера. [3]

Базальные клетки кубовидной формы с большим ядром, небольшим количеством органелл и разбросанными микроворсинками. [1] Базальные клетки - это первые клетки, на которые воздействует сигаретный дым. Считается, что их дезорганизация является причиной основных изменений дыхательных путей, характерных для ХОБЛ . [4]

Структура [ править ]

Клетки респираторного эпителия. Базальные клетки показаны фиолетовым цветом, реснитчатые клетки показаны коричневым, бокаловидные клетки показаны зеленым, а подслизистые железы показаны синим.

Базальные клетки кубовидной формы с большим ядром , небольшим количеством органелл и разбросанными микроворсинками . Базальные клетки прикрепляются к базальной мембране и выстилают ее . [1]

Количество базальных клеток больше всего в крупных дыхательных путях и становится все меньше в меньших дыхательных путях. Их процентное содержание в трахее составляет 34%, в крупных бронхах - 27% и 10% - в более крупных бронхиолах. [1] Базальные клетки могут экспрессировать ряд различных рецепторов, особенно EGFR . [1]

Предшественники, полученные из базальных клеток, обнаруживаются как промежуточные клетки (также известные как парабазальные или неопределенные клетки) между базальными клетками и дифференцированными клетками. [1]

Функция [ править ]

Базальные клетки - это стволовые клетки или предшественники всех клеток респираторного эпителия. Ресничные клетки и секреторные клетки, которые образуют эпителиальный барьер и действуют в мукоцилиарном клиренсе , окончательно дифференцированы, что означает, что они не могут самообновляться. Эти клетки уязвимы для повреждения, и базальные клетки могут заменять поврежденные клетки путем дифференцировки. [3]

Обычно эпителий дыхательных путей обновляется довольно медленно, при этом базальные клетки находятся в спокойном состоянии, и видно лишь несколько промежуточных клеток. [3] В ответ на повреждение дифференцированных клеток или стресс, вызванный курением, базальные клетки становятся активными, пролиферируют и образуют клональные участки, а количество промежуточных клеток увеличивается. [3] [1] При активации базальные клетки приобретают фенотипы, связанные с повреждениями, что позволяет дифференцироваться до определенного типа поврежденных клеток. [3] Промежуточные клетки дифференцируются под контролем FOXJ1 в клетки с ресничками; и в секреторные клетки под контролем передачи сигналов Notch и факторов транскрипции SPDEF и FOXA3 .[1] Регенерация клеток может быть нормальной, а у курильщиков регенерация может иметь измененный гистологический фенотип. [1]

Базальные клетки также могут обеспечивать защитную функцию, активируя медиаторы врожденного иммунитета, такие как РНКаза7, антимикробный белок. [3] РНКаза7 опосредует восстановление тканей и выработку воспалительных цитокинов, индуцируемых табачным дымом или распознаванием микробных образов. Базальные клетки - главные клетки, продуцирующие РНКазу7. [5] Это рассматривается как возможный защитный ответ базальных клеток на повреждение, которое может быть связано с атакой микробов. [3] Ответ требует передачи сигналов через EGFR, который высоко экспрессируется в базальных клетках. [3] Другие медиаторы врожденного иммунитета включают бета-дефенсин 2 и липокалин-2 ; провоспалительные цитокины ,интерлейкины IL6 и IL8 ; и хемокин CCL20 . [3]

Фактическое распознавание микробных паттернов происходит в секреторных и реснитчатых клетках через Toll-подобные рецепторы , и это может стимулировать пролиферацию и дифференцировку базальных клеток для восстановления поврежденной ткани. [3]

Дисфункция [ править ]

СЭМ- изображение синцитиальных вирионов, взятых из клеток A549 эпителия легких.

После повреждения эпителия дыхательных путей базальные клетки могут инфицироваться респираторно- синцитиальным вирусом . Когда это происходит, базальная клетка может быть перекошена, чтобы способствовать дифференцировке продуцирующих слизь (секреторных клеток) над дифференцировкой мерцательных клеток. Нормальное соотношение мерцательных клеток к секреторным составляет 10: 1, и это строго контролируется на большей части дыхательного дерева. [3] Когда это соотношение нарушается таким образом, возникает гиперплазия слизи, связанная с рядом респираторных заболеваний, из-за недостаточного действия ресничек, необходимого для мукоцилиарного клиренса. Высвобождение противомикробных препаратов может происходить как защита второй линии при дифференцировке клеток. [3] [5]

Нарушение барьера плотного соединения - обычная черта астмы и респираторных заболеваний, связанных с курением . Постоянная активация врожденного иммунного ответа в базальных клетках может способствовать характерному хроническому воспалению, наблюдаемому при этих нарушениях. [3]

Клиническое значение [ править ]

Гиперплазия базальных клеток дыхательных путей является самым ранним признаком связанных с курением аномалий в легких. [4] [1] Это сопровождается укорочением ресничек, потерей реснитчатых клеток, гиперплазией слизистых клеток и потерей межклеточных соединений, создающих неплотный эпителиальный барьер. При постоянном стрессе от курения базальные клетки нарушаются и теряют свою способность к регенерации, необходимую для восстановления барьера. Дезорганизованные базальные клетки ответственны за основные изменения дыхательных путей, характерные для ХОБЛ , и при продолжающемся стрессе могут претерпевать злокачественную трансформацию. Исследования показали, что первоначальное развитие эмфиземы связано с ранними изменениями эпителия дыхательных путей мелких дыхательных путей. [1]Базальные клетки становятся еще более нарушенными при переходе курильщика к клинически определяемой ХОБЛ. [1]

Изображение, показывающее скопление слизи в дыхательных путях.

Дисфункция базальных клеток вызывает перепроизводство и секрецию слизи и снижение клиренса слизи, что приводит к характерным признакам гиперсекреции слизи и продуктивному кашлю при хроническом бронхите и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). [6] Накопление слизи при ХОБЛ в худшую сторону влияет на функцию легких, качество жизни, обострения, пребывание в больнице и смертность. [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l Crystal, RG (15 декабря 2014 г.). «Базальные клетки дыхательных путей.« Дымящийся пистолет »хронической обструктивной болезни легких» . Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 190 (12): 1355–62. DOI : 10.1164 / rccm.201408-1492PP . PMC  4299651 . PMID  25354273 .
  2. ^ Вайнбергер, S (2019). Принципы легочной медицины (Седьмое изд.). п. 67. ISBN 9780323523714.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n Шайхиев, Р. (октябрь 2015 г.). «Многозадачные базальные клетки: объединение функций стволовых клеток и врожденного иммунитета» . Европейский респираторный журнал . 46 (4): 894–7. DOI : 10.1183 / 13993003.00521-2015 . PMC 4732698 . PMID 26424520 .  
  4. ^ а б Шайхиев, Р; Кристалл, Р.Г. (декабрь 2014 г.). «Ранние события в патогенезе хронической обструктивной болезни легких. Вызванное курением перепрограммирование базальных клеток-предшественников эпителия дыхательных путей» . Анналы Американского торакального общества . 11 Приложение 5: S252-8. DOI : 10,1513 / AnnalsATS.201402-049AW . PMC 4298974 . PMID 25525728 .  
  5. ^ а б Аматнгалим, GD; ван Вейк, Y; de Mooij-Eijk, Y; Verhoosel, RM; Сложнее, Дж; Lekkerkerker, AN; Янссен, РА; Hiemstra, PS (1 апреля 2015 г.). «Базальные клетки вносят вклад в врожденный иммунитет эпителия дыхательных путей за счет производства антимикробного протеина РНКазы 7» . Журнал иммунологии . 194 (7): 3340–50. DOI : 10.4049 / jimmunol.1402169 . PMID 25712218 . 
  6. ^ а б Рамос, Флорида; Krahnke, JS; Ким, V (2014). «Клинические вопросы накопления слизи при ХОБЛ» . Международный журнал хронической обструктивной болезни легких . 9 : 139–50. DOI : 10,2147 / COPD.S38938 . PMC 3908831 . PMID 24493923 .