Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Движение кератоцитов

Кератоциты роговицы ( фибробласты роговицы ) - это специализированные фибробласты, находящиеся в строме . Этот слой роговицы , составляющий около 85-90% толщины роговицы, состоит из очень регулярных коллагеновых пластинок и компонентов внеклеточного матрикса. Кератоциты играют основную роль в поддержании прозрачности, заживлении ран и синтезе его компонентов. В невозмущенной роговице кератоциты остаются в спящем состоянии, вступая в действие после любого вида травмы или воспаления. Некоторые кератоциты, лежащие в основе места травмы, даже легкие, сразу после травмы подвергаются апоптозу . [1]Любой сбой в точно организованном процессе заживления может затуманивать роговицу, в то время как чрезмерный апоптоз кератоцитов может быть частью патологического процесса при дегенеративных заболеваниях роговицы, таких как кератоконус , и эти соображения побуждают к продолжающимся исследованиям функции этих клеток.

Происхождение и функции [ править ]

Кератоциты в процессе развития происходят из черепной популяции клеток нервного гребня , откуда они мигрируют, чтобы поселиться в мезенхиме . У некоторых видов миграция из нервного гребня происходит двумя волнами: первая дает рождение эндотелию роговицы, а вторая вторгается в секретируемый эпителием зачаток стромы, лишенный клеток; у других видов обе популяции происходят из одной волны миграции. Попав в строму, кератоциты начинают синтезировать молекулы коллагена разных типов (I, V, VI) и кератансульфат . К моменту открытия глаза после рождения размножение кератоцитов практически прекращается, и большинство из них находится в состоянии покоя. [2]

К концу развития глаза в роговице устанавливается взаимосвязанная сеть кератоцитов, при этом дендриты соседних клеток контактируют друг с другом. [3] Спящие кератоциты синтезируют так называемые кристаллины , известные прежде всего своей ролью в хрусталике . Считается, что кристаллины роговицы, как и кристаллы хрусталика, помогают поддерживать прозрачность и оптимальное преломление. [4] Они также являются частью антиоксидантной защиты роговицы. [5] Кристаллины, экспрессируемые кератоцитами человека, представляют собой ALDH1A1 , ALDH3A1 , [6] ALDH2 и TKT. Для разных видов характерны разные наборы кристаллинов. [7]Считается, что кератансульфат, продуцируемый кератоцитами, помогает поддерживать оптимальную гидратацию роговицы; [8] генетическое нарушение его синтеза приводит к макулярной дистрофии роговицы . [9]

Согласно одному исследованию, средняя плотность кератоцитов в строме человека составляет около 20500 клеток на мм 3 , или 9600 в столбце сечением 1 мм 2 . Наибольшая плотность наблюдается в верхних 10% стромы. Количество кератоцитов уменьшается с возрастом примерно на 0,45% в год. [10]

После повреждения роговицы некоторые кератоциты подвергаются апоптозу, вызванному сигнальными молекулами, секретируемыми верхними слоями, такими как IL1 альфа и TNF-альфа . Другие соседние кератоциты, когда на них действуют те же молекулы, становятся активными, пролиферируют и начинают синтезировать матриксные металлопротеиназы, которые вызывают ремоделирование ткани. Эти активированные клетки обозначаются в разных источниках либо как «активные кератоциты» или «фибробласты», либо, как говорят, предполагают «фенотип репарации». После более тяжелых травм или на поздних стадиях процесса заживления ряд кератоцитов трансформируется в миофибробласты, активно секретирующие компоненты ВКМ ; считается, что это преобразование вызваноTGF-бета . Как только базальная мембрана из эпителия роговицы восстанавливаются, TGF беты приток в строму резко уменьшается и миофибробласты исчезают, после чего оставшихся активированных кератиноцитов продолжаться в течение некоторого времени , чтобы изменить форму внеклеточного матрикса, секретирующие IL - 1-альфа , чтобы сохранить их " ремонтный фенотип ». [1]

Апоптоз кератоцитов в состоянии покоя или в активном состоянии - это процесс, привлекающий особое внимание. В здоровой роговице запрограммированная гибель клеток является редким случаем, но сразу после повреждения кератоцитов верхнего слоя непосредственно под местом повреждения совершается апоптоз. [11] Одна из гипотез объясняют такую быструю реакцию на необходимости остановить возможную инфекцию от распространения в роговицу, поскольку из - за ограничения глазной системы иммунитета , что иммунные клетки занять до нескольких часов , чтобы прибыть на месте повреждения. [12]При нормальном ходе событий недостаток кератоцитов постепенно восполняется митозом соседних клеток. [2] Апоптоз наблюдается после глазных операций, в том числе кератотомии и лазерной хирургии , [13] и может играть роль в развитии послеоперационных осложнений.

Клиническое значение [ править ]

Иммунореактивность алкогольдегидрогеназы в здоровой роговице (вверху), при дистрофии Фукса и кератоконической роговице. Диаминобензидин окрашивает кератоциты в поперечном срезе роговицы. Из Mootha et al., 2009. [14]

Кератоциты могут играть роль в различных заболеваниях роговицы. Согласно сравнительным исследованиям, их функции резко отклоняются от нормы при кератоконусе , наиболее частой форме дистрофии роговицы . Было показано, что в кератоконической роговице они совершают апоптоз вдали от любого повреждения эпителия; Существует гипотеза, согласно которой чрезмерный апоптоз кератоцитов является основным патологическим событием при кератоконусе. [15] Согласно одному исследованию, в кератоцитах пациента снизился уровень одной из подформ алкогольдегидрогеназы , [14] они секретируют значительно меньше супероксиддисмутазы 3 , согласно другому. [16]

См. Также [ править ]

  • Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW (сентябрь 2007 г.). «Апоптоз в инициировании, модуляции и прекращении реакции заживления ран роговицы» . Exp. Eye Res. 85 (3): 305–11. DOI : 10.1016 / j.exer.2007.06.009 . PMC  2039895 . PMID  17655845 .
  2. ^ a b West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). «Кератоцит: стромальные клетки роговицы с различными фенотипами репарации» . Int. J. Biochem. Cell Biol. 38 (10): 1625–31. DOI : 10.1016 / j.biocel.2006.03.010 . PMC 2505273 . PMID 16675284 .   
  3. ^ Müller LJ, Pels L, Vrensen GF (декабрь 1995). «Новые аспекты ультраструктурной организации кератоцитов роговицы человека» . Вкладывать деньги. Офтальмол. Vis. Sci. 36 (13): 2557–67. PMID 7499078 . Архивировано из оригинала на 2013-01-12 . Проверено 13 июня 2009 .  
  4. ↑ Jester JV (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности» . Семин. Cell Dev. Биол. 19 (2): 82–93. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2007.09.015 . PMC 2275913 . PMID 17997336 .   
  5. ^ Лассен N, черный WJ, Эсти T, Vasiliou V (апрель 2008). «Роль кристаллинов роговицы в механизмах клеточной защиты от окислительного стресса». Семин. Cell Dev. Биол. 19 (2): 100–12. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2007.10.004 . PMID 18077195 .  
  6. Перейти ↑ Lassen N, Pappa A, Black WJ, Jester JV, Day BJ, Min E, Vasiliou V (ноябрь 2006 г.). «Антиоксидантная функция роговичного ALDH3A1 в культивируемых стромальных фибробластах». Свободный Радич. Биол. Med. 41 (9): 1459–69. DOI : 10.1016 / j.freeradbiomed.2006.08.009 . PMID 17023273 .  
  7. ↑ Jester JV (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности» . Семин. Cell Dev. Биол . 19 (2): 82–93. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2007.09.015 . PMC 2275913 . PMID 17997336 .  
  8. ^ Funderburgh JL (октябрь 2000). «Кератансульфат: структура, биосинтез и функции» . Гликобиология . 10 (10): 951–8. DOI : 10.1093 / glycob / 10.10.951 . PMID 11030741 . 
  9. ^ МАКУЛЯРНАЯ ДИСТРОФИЯ, РЫЧАГА, 1; MCDC1 - OMIM .
  10. Перейти ↑ Patel S, McLaren J, Hodge D, Bourne W (февраль 2001 г.). «Нормальная плотность кератоцитов человека и измерение толщины роговицы с помощью конфокальной микроскопии in vivo» . Вкладывать деньги. Офтальмол. Vis. Sci. 42 (2): 333–9. PMID 11157863 . Архивировано из оригинала на 2013-01-13 . Проверено 14 июня 2009 .  
  11. ↑ Wilson SE, He YG, Weng J, Li Q, McDowall AW, Vital M, Chwang EL (апрель 1996 г.). «Повреждение эпителия вызывает апоптоз кератоцитов: предполагаемая роль системы интерлейкина-1 в модуляции организации ткани роговицы и заживлении ран». Exp. Eye Res. 62 (4): 325–7. DOI : 10,1006 / exer.1996.0038 . PMID 8795451 .  
  12. ^ Wilson SE, Педроса L, R Beuerman, Hill JM (май 1997). «Инфекция эпителиальных клеток роговицы, вызванная вирусом простого герпеса 1 типа, вызывает апоптоз лежащих в основе кератоцитов». Exp. Eye Res. 64 (5): 775–9. DOI : 10,1006 / exer.1996.0266 . PMID 9245908 .  
  13. ^ Эри JC, McLaren JW, Ходж DO, Bourne WM (2005). «Долгосрочный дефицит кератоктеза роговицы после фоторефракционной кератэктомии и лазерного кератомилеза in situ» (PDF) . Trans Am Ophthalmol Soc . 103 : 56–66, обсуждение 67–8. PMC 1447559 . PMID 17057788 . Архивировано из оригинального (PDF) 12 октября 2008 года . Проверено 14 июня 2009 .   
  14. ^ a b Мутха В.В., Канофф Дж. М., Шанкардас Дж., Димитриевич С. (2009). «Заметное снижение алкогольдегидрогеназы в кератоконусных фибробластах роговицы» . Мол. Vis. 15 : 706–12. PMC 2666775 . PMID 19365573 .   
  15. ^ Ким WJ, Рабинович Ю.С., Meisler DM, Wilson SE (ноябрь 1999). «Апоптоз кератоцитов, связанный с кератоконусом». Exp. Eye Res. 69 (5): 475–81. CiteSeerX 10.1.1.610.7418 . DOI : 10,1006 / exer.1999.0719 . PMID 10548467 .   
  16. ^ Олофссон Е.М., Марклунд SL, Педроса-Domellöf F, Behndig A (2007). «Интерлейкин-1альфа подавляет внеклеточную супероксиддисмутазу в стромальных клетках кератоконуса роговицы человека» . Мол. Vis. 13 : 1285–90. PMID 17679946 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Найджел Брукс - исследователь