Гепатоцит

Гепатоцит
Гепатоцит и синусоида ( венула ) в срезе печени крысы

Подробности
Место расположения	Печень
Идентификаторы
MeSH	D022781
TH	H3.04.05.0.00006
FMA	14515
*Анатомические термины микроанатомии* [ редактировать в Викиданных ]

Гепатоцитов представляет собой клетку основной паренхимы ткани печени . Гепатоциты составляют 80% массы печени. Эти клетки участвуют в:

Синтез белка
Хранение белка
Превращение углеводов
Синтез холестерина , солей желчных кислот и фосфолипидов.
Детоксикация, модификация и выведение экзогенных и эндогенных веществ
Инициирование образования и секреции желчи

Структура [ править ]

Типичный гепатоцит имеет кубическую форму со сторонами 20-30 мкм (для сравнения, человеческий волос имеет диаметр от 17 до 180 мкм). ^[1] Типичный объем гепатоцита составляет 3,4 x 10 ^-9 см ³ . ^[2]

Гладкая эндоплазматическая сеть в изобилии содержится в гепатоцитах, тогда как большинство клеток тела имеют лишь небольшие количества.

Микроанатомия [ править ]

Гепатоциты демонстрируют эозинофильную цитоплазму, отражающую многочисленные митохондрии , и базофильную штриховку из-за большого количества гладкой эндоплазматической сети и свободных рибосом . Также наблюдаются коричневые гранулы липофусцина (с возрастом) вместе с неровными неокрашенными участками цитоплазмы; они соответствуют цитоплазматическим запасам гликогена и липидов, удаленным во время гистологической подготовки. Средняя продолжительность жизни гепатоцита 5 месяцев; они способны регенерировать .

Ядра гепатоцитов округлые, с рассредоточенным хроматином и выступающими ядрышками . Анизокариоз (или изменение размера ядер) является обычным явлением и часто отражает тетраплоидию и другие степени полиплоидии , что является нормальным признаком 30-40% гепатоцитов в печени взрослого человека. ^[3] Также распространены двухъядерные клетки .

Гепатоциты организованы в пластинки, разделенные сосудистыми каналами ( синусоидами ), расположение которых поддерживается сетью ретикулина ( коллаген типа III ). Пластинки гепатоцитов имеют толщину в одну клетку у млекопитающих и в две клетки у курицы. Синусоиды демонстрируют прерывистую фенестрированную выстилку эндотелиальных клеток. Эндотелиальные клетки не имеют базальной мембраны и отделены от гепатоцитов пространством Диссе , которое отводит лимфу в лимфатические сосуды воротного тракта .

Клетки Купфера разбросаны между эндотелиальными клетками; они являются частью ретикулоэндотелиальной системы и фагоцитируют отработанные эритроциты . Звездчатые (Ито) клетки хранят витамин А и производят внеклеточный матрикс и коллаген ; они также распределены среди эндотелиальных клеток, но их трудно визуализировать с помощью световой микроскопии.

Функция [ править ]

Синтез белка [ править ]

Гепатоцит - это клетка в организме, которая производит сывороточный альбумин , фибриноген и протромбиновую группу факторов свертывания крови (за исключением факторов 3 и 4).

Это основной сайт синтеза липопротеинов , церулоплазмина , трансферрина , комплемента и гликопротеинов . Гепатоциты вырабатывают собственные структурные белки и внутриклеточные ферменты .

Синтез белков осуществляется грубым эндоплазматическим ретикулумом (RER), и как грубый, так и гладкий эндоплазматический ретикулум (SER) участвуют в секреции образующихся белков.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) участвует в конъюгации белков в липидных и углеводных остатков , синтезированных или модифицированных в пределах, гепатоцитах.

Углеводный обмен [ править ]

В печени форма жирных кислот из углеводов и синтезирует триглицериды из жирных кислот и глицерина. ^[4] Гепатоциты также синтезируют апопротеины, с которыми они затем собирают и экспортируют липопротеины ( ЛПОНП , ЛПВП ).

Печень также является основным местом в организме глюконеогенеза , образования углеводов из таких предшественников, как аланин , глицерин и оксалоацетат .

Липидный обмен [ править ]

Печень получает много липидов из системного кровотока и метаболизирует остатки хиломикронов . Он также синтезирует холестерин из ацетата и синтезирует соли желчных кислот . Печень - единственное место образования солей желчных кислот.

Детоксикация [ править ]

Гепатоциты обладают способностью метаболизировать, детоксифицировать и инактивировать экзогенные соединения, такие как лекарства (см. Метаболизм лекарств ), инсектициды и эндогенные соединения, такие как стероиды .

Дренаж кишечной венозной крови в печень требует эффективной детоксикации всевозможных всасываемых веществ для поддержания гомеостаза и защиты организма от проглоченных токсинов.

Одна из детоксицирующих функций гепатоцитов - превращать аммиак в мочевину для выведения из организма.

Самая многочисленная органелла в клетках печени - это гладкая эндоплазматическая сеть .

Общество и культура [ править ]

Использование в исследованиях [ править ]

Первичные гепатоциты обычно используются в клеточных биологических и биофармацевтических исследованиях. Модельные системы in vitro, основанные на гепатоцитах, очень помогли лучше понять роль гепатоцитов в (патофизиологических) процессах в печени. Кроме того, фармацевтическая промышленность в значительной степени полагалась на использование гепатоцитов в суспензии или культуре для изучения механизмов метаболизма лекарств и даже прогнозирования метаболизма лекарств in vivo. Для этих целей гепатоциты обычно выделяют из печени или ткани печени животного или человека ^[5] путем расщепления коллагеназой , которое представляет собой двухэтапный процесс. На первом этапе печень помещается в изотонический раствор, в котором удаляется кальций, чтобы нарушить межклеточные соединения.за счет использования хелатирующего агента кальция . Затем добавляется раствор, содержащий коллагеназу, для отделения гепатоцитов от стромы печени . В результате этого процесса образуется суспензия гепатоцитов, которую можно высеять в многолуночные планшеты и культивировать в течение многих дней или даже недель. Для получения оптимальных результатов культуральные чашки сначала следует покрыть внеклеточным матриксом (например, коллагеном, матригелем), чтобы способствовать прикреплению гепатоцитов (обычно в течение 1-3 часов после посева) и поддержанию фенотипа печени. Кроме того, для создания сэндвич-культуры гепатоцитов часто выполняется наложение дополнительного слоя внеклеточного матрикса. Применение сэндвич-конфигурации поддерживает длительное сохранение гепатоцитов в культуре. ^[6]^[7]Свежевыделенные гепатоциты, которые не используются немедленно, можно заморозить и хранить. ^[8] Они не размножаются в культуре. Гепатоциты очень чувствительны к повреждению во время циклов криоконсервации, включая замораживание и оттаивание. Даже после добавления классических криопротекторов при криоконсервации все еще есть повреждения. ^[9] Тем не менее, последние протоколы криоконсервации и реанимации поддерживают применение криоконсервированных гепатоцитов для большинства биофармацевтических применений. ^[10]

Дополнительные изображения [ править ]

Принципиальная схема желчевыводящей системы

См. Также [ править ]

Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков

Ссылки [ править ]

^ Диаметр диапазонов человеческих волос от 17 до 181 мкм. Лей, Брайан (1999). Элерт, Гленн (ред.). «Диаметр человеческого волоса» . Сборник фактов по физике . Проверено 8 декабря 2018 .
^ Лодиш, Х., Берк, А., Зипурски, С.Л., Мацудаира, П., Балтимор, Д., Дарнелл, Дж. Э. Молекулярная клеточная биология (пятое издание). WH Freeman and Company. Нью-Йорк, 2000, стр 10.
^ Селтон-Морицур, S; Merlen, G; Couton, D; Desdouets, C (1 февраля 2010 г.). «Полиплоидия и разрастание печени: центральная роль передачи сигналов инсулина» (PDF) . Клеточный цикл . 9 (3): 460–6. DOI : 10.4161 / cc.9.3.10542 . PMID 20090410 . S2CID 22708555 . Архивировано из оригинального (PDF) 25 апреля 2012 года.
^ Али ES, Хуа J, Уилсон CH, Таллис GA, Чжоу FH, Рычков GY, Barritt GJ (2016). «Аналог глюкагоноподобного пептида-1 эксендин-4 обращает нарушенную внутриклеточную передачу сигналов Ca2 + в стеатотических гепатоцитах» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток . 1863 (9): 2135–46. DOI : 10.1016 / j.bbamcr.2016.05.006 . PMID 27178543 .
^ Lecluyse Е.Л., Александр E (2010). «Выделение и культура первичных гепатоцитов из резецированной ткани печени человека». Гепатоциты . Методы Мол. Биол. 640 . С. 57–82. DOI : 10.1007 / 978-1-60761-688-7_3 . ISBN 978-1-60761-687-0. PMID 20645046 .
^ Dunn JC, Yarmush ML, Кёбе HG, Томпкинс RG (февраль 1989). «Функция гепатоцитов и геометрия внеклеточного матрикса: долгосрочная культура в конфигурации сэндвича». FASEB J . 3 (2): 174–7. DOI : 10.1096 / fasebj.3.2.2914628 . PMID 2914628 . S2CID 449420 . Ошибка в: FASEB J 1989 May; 3 (7): 1873.
^ Де Бруйн Т, Чаттерджи S, S Фаттах, Keemink J, J Николаи, Augustijns Р, Р Annaert (май 2013 г. ). «Сэндвич-культивированные гепатоциты: полезность для исследования in vitro распределения гепатобилиарных лекарств и лекарственной гепатотоксичности». Мнение эксперта Drug Metab Toxicol . 9 (5): 589–616. DOI : 10.1517 / 17425255.2013.773973 . PMID 23452081 . S2CID 27593521 .
Перейти ↑ Li Albert P (2001). «Скрининг человеческих свойств лекарств ADME / Tox в Drug Discovery». Открытие наркотиков сегодня . 6 (7): 357–366. DOI : 10.1016 / s1359-6446 (01) 01712-3 . PMID 11267922 .
^ Hamel, F .; Грондин, МЛ; Денизо, Ф .; Аверилл-Бейтс, DA; Сархан, Ф. (2006). «Экстракты пшеницы как эффективное криопротекторное средство для первичных культур гепатоцитов крыс». Биотехнология и биоинженерия . 95 (4): 661–670. DOI : 10.1002 / bit.20953 . PMID 16927246 . S2CID 4981423 .
^ Де Бруйн Т, Е. ZW, Петерс А, Сахи Дж, Baes М, Augustijns ПФ, Annaert ПП (июль 2011). «Определение активности поглощения субстрата, опосредованного OATP, NTCP и OCT, в отдельных и объединенных партиях криоконсервированных гепатоцитов человека». Eur J Pharm Sci . 43 (4): 297–307. DOI : 10.1016 / j.ejps.2011.05.002 . PMID 21605667 .

Внешние ссылки [ править ]

Гистологическое изображение: 22101ooa - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Ультраструктура клетки: гепатоциты и синусоиды»
Гистология печени: гепатоциты (Университет штата Колорадо.

[Physics_Factbook-1] Диаметр диапазонов человеческих волос от 17 до 181 мкм. Лей, Брайан (1999). Элерт, Гленн (ред.). «Диаметр человеческого волоса» . Сборник фактов по физике . Проверено 8 декабря 2018 .

[2] Лодиш, Х., Берк, А., Зипурски, С.Л., Мацудаира, П., Балтимор, Д., Дарнелл, Дж. Э. Молекулярная клеточная биология (пятое издание). WH Freeman and Company. Нью-Йорк, 2000, стр 10.

[3] Селтон-Морицур, S; Merlen, G; Couton, D; Desdouets, C (1 февраля 2010 г.). «Полиплоидия и разрастание печени: центральная роль передачи сигналов инсулина» (PDF) . Клеточный цикл . 9 (3): 460–6. DOI : 10.4161 / cc.9.3.10542 . PMID 20090410 . S2CID 22708555 . Архивировано из оригинального (PDF) 25 апреля 2012 года.

[4] Али ES, Хуа J, Уилсон CH, Таллис GA, Чжоу FH, Рычков GY, Barritt GJ (2016). «Аналог глюкагоноподобного пептида-1 эксендин-4 обращает нарушенную внутриклеточную передачу сигналов Ca2 + в стеатотических гепатоцитах» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток . 1863 (9): 2135–46. DOI : 10.1016 / j.bbamcr.2016.05.006 . PMID 27178543 .

[5] Lecluyse Е.Л., Александр E (2010). «Выделение и культура первичных гепатоцитов из резецированной ткани печени человека». Гепатоциты . Методы Мол. Биол. 640 . С. 57–82. DOI : 10.1007 / 978-1-60761-688-7_3 . ISBN 978-1-60761-687-0. PMID 20645046 .

[6] Dunn JC, Yarmush ML, Кёбе HG, Томпкинс RG (февраль 1989). «Функция гепатоцитов и геометрия внеклеточного матрикса: долгосрочная культура в конфигурации сэндвича». FASEB J . 3 (2): 174–7. DOI : 10.1096 / fasebj.3.2.2914628 . PMID 2914628 . S2CID 449420 . Ошибка в: FASEB J 1989 May; 3 (7): 1873.

[7] Де Бруйн Т, Чаттерджи S, S Фаттах, Keemink J, J Николаи, Augustijns Р, Р Annaert (май 2013 г. ). «Сэндвич-культивированные гепатоциты: полезность для исследования in vitro распределения гепатобилиарных лекарств и лекарственной гепатотоксичности». Мнение эксперта Drug Metab Toxicol . 9 (5): 589–616. DOI : 10.1517 / 17425255.2013.773973 . PMID 23452081 . S2CID 27593521 .

[8] Перейти ↑ Li Albert P (2001). «Скрининг человеческих свойств лекарств ADME / Tox в Drug Discovery». Открытие наркотиков сегодня . 6 (7): 357–366. DOI : 10.1016 / s1359-6446 (01) 01712-3 . PMID 11267922 .

[9] Hamel, F .; Грондин, МЛ; Денизо, Ф .; Аверилл-Бейтс, DA; Сархан, Ф. (2006). «Экстракты пшеницы как эффективное криопротекторное средство для первичных культур гепатоцитов крыс». Биотехнология и биоинженерия . 95 (4): 661–670. DOI : 10.1002 / bit.20953 . PMID 16927246 . S2CID 4981423 .

[10] Де Бруйн Т, Е. ZW, Петерс А, Сахи Дж, Baes М, Augustijns ПФ, Annaert ПП (июль 2011). «Определение активности поглощения субстрата, опосредованного OATP, NTCP и OCT, в отдельных и объединенных партиях криоконсервированных гепатоцитов человека». Eur J Pharm Sci . 43 (4): 297–307. DOI : 10.1016 / j.ejps.2011.05.002 . PMID 21605667 .

[1]