Мезангиальные клетки специализированы клетки в почках , которые составляют мезангии в клубочек . Вместе с мезангиальными матрицами, они образуют сосудистый полюс в почечной тельце . [1] Популяция мезангиальных клеток составляет примерно 30-40% от общего количества клеток клубочка. [2] Мезангиальные клетки можно разделить на экстрагломерулярные мезангиальные клетки или внутриклубочковые мезангиальные клетки в зависимости от их относительного расположения по отношению к клубочкам. Экстрагломерулярные мезангиальные клетки находятся между афферентными и эфферентными артериолами.к сосудистому полюсу клубочка. [3] Экстрагломерулярные мезангиальные клетки соседствуют с внутриклубочковыми мезангиальными клетками, которые расположены внутри клубочков и между капиллярами . [4] Основная функция мезангиальных клеток заключается в удалении захваченных остатков и агрегированного белка с базальной мембраны, тем самым сохраняя фильтр свободным от мусора. Показано, что сократительные свойства мезангиальных клеток не влияют на изменение фильтрационного давления клубочков. [ необходима цитата ]
Мезангиальная клетка | |
---|---|
Подробности | |
Место расположения | Мезангий из клубочков в почках |
Идентификаторы | |
MeSH | D050527 |
FMA | 70972 |
Анатомические термины микроанатомии [ редактировать в Викиданных ] |
Состав
Мезангиальные клетки имеют неправильную форму с уплощенными цилиндрическими телами и отростками на обоих концах, содержащими актин , миозин и актинин , что придает мезангиальным клеткам сократительные свойства. [5] Филаменты, прикрепляющие мезангиальные клетки к базальной мембране клубочков, могут изменять капиллярный поток, изменяя площадь поверхности клубочковой ультрафильтрации . [1] Экстрагломерулярные мезангиальные клетки тесно связаны с афферентными и эфферентными артериолярными клетками посредством щелевых соединений , что обеспечивает межклеточную коммуникацию. [3] Мезангиальные клетки разделены межклеточными пространствами, содержащими внеклеточный матрикс, называемый мезангиальным матриксом, который производится мезангиальными клетками. [1] Мезангиальный матрикс обеспечивает структурную поддержку мезангиума. [1] Мезангиальный матрикс состоит из белков матрикса клубочков, таких как коллаген IV (цепи α1 и α2), коллаген V, коллаген VI, ламинин A, B1, B2, фибронектин и протеогликаны . [6]
Разработка
Неясно, происходят ли мезангиальные клетки из мезенхимальных или стромальных клеток . Однако есть данные, свидетельствующие о том, что они возникают где-то в другом месте за пределами клубочка, а затем мигрируют в клубок во время развития. [7] Почки плода и младенца человека, окрашенные на альфа-актин гладких мышц (α-SMA), маркер мезангиальных клеток, продемонстрировали, что α-SMA-положительные мезенхимальные клетки мигрируют в направлении клубочка, а на более поздней стадии их можно обнаружить в мезангиум. [5] Возможно, они имеют то же происхождение, что и поддерживающие клетки, такие как перициты и гладкомышечные клетки сосудов , или даже являются типом специализированных гладкомышечных клеток сосудов. [8]
Функция
Формирование капиллярных петель в процессе развития
Во время развития мезангиальные клетки играют важную роль в формировании извилистых капилляров, обеспечивая эффективную диффузию. Клетки-предшественники эндотелия секретируют фактор роста тромбоцитов (PDGF) -B, а мезангиальные клетки имеют рецепторы для PDGF. Это побуждает мезангиальные клетки прикрепляться к эндотелиальным клеткам, вызывая образование петель развивающихся кровеносных сосудов, что приводит к образованию извитых капилляров. [8] У мышей, лишенных фактора роста PDGF-B или PDGFRβ, мезангиальные клетки не развиваются. [8] Когда мезангиальные клетки отсутствуют, кровеносный сосуд становится единым расширенным сосудом с уменьшением площади поверхности до 100 раз. [8] Фактор транскрипции для PDGFRβ, Tbx18, имеет решающее значение для развития мезангиальных клеток. Без Tbx18 развитие мезангиальных клеток нарушается и приводит к образованию расширенных петель. [8] Предшественники мезангиальных клеток также являются мишенью для PDGF-B и могут быть выбраны с помощью сигнала, чтобы затем развиться в мезангиальные клетки. [9]
Взаимодействие с другими почечными клетками
Мезангиальные клетки образуют гломерулярную функциональную единицу с клубочковыми эндотелиальными клетками и подоцитами посредством взаимодействия молекулярных сигнальных путей, которые необходимы для образования клубочкового пучка. [1] Мезангиальные клетки способствуют фильтрации, составляя часть структуры клубочковых капилляров, которая фильтрует жидкости для выработки мочи. [10] Связь между мезангиальными клетками и клетками гладких мышц сосудов через щелевые соединения помогает регулировать процесс тубулогломерулярной обратной связи и образования мочи. [11] Повреждение мезангиальных клеток с помощью антитела Thy 1-1, специфичного к мезангиальным клеткам, вызывает потерю вазоконстрикции артериол, опосредованной тубулогломерулярной обратной связью. [11]
Сокращения регулируют капиллярный кровоток
Мезангиальные клетки могут сокращаться и расслабляться, регулируя капиллярный кровоток. [1] Это регулируется вазоактивными веществами . [12] Сокращение мезангиальных клеток зависит от проницаемости клеточной мембраны для ионов кальция, а расслабление опосредуется паракринными факторами, гормонами и цАМФ . [12] В ответ на растяжение капилляров мезангиальные клетки могут отвечать, производя несколько факторов роста: TGF- 1, VEGF и фактор роста соединительной ткани . [1]
Удаление макромолекул
Мезангиум подвергается воздействию макромолекул из просвета капилляра, поскольку они разделены только фенестрированным эндотелием без базальной мембраны. [2] Мезангиальные клетки играют роль в ограничении накопления макромолекул в мезангиальном пространстве посредством рецепторно-независимых процессов поглощения фагоцитоза , микро- и макропиноцитоза или рецепторно-зависимых процессов, а затем транспортируются по мезангиальному стеблю. [1] Размер, заряд, концентрация и сродство к мезангиальным клеточным рецепторам макромолекулы влияет на то, как макромолекула удаляется. [13] Триглицериды могут подвергаться пиноцитозу, а комплексы антител IgG могут приводить к активации молекул адгезии и хемокинов мезангиальными клетками. [1]
Клиническое значение
Диабетическая нефропатия
Расширение мезангиального матрикса является одной из характеристик диабетической нефропатии, хотя оно также вовлекает во взаимодействие другие клетки, включая подоциты и эндотелиальные клетки. [14] Мезангиальное расширение происходит из-за повышенного отложения белков внеклеточного матрикса, например фибронектина, в мезангиум. [6] Накопление белков внеклеточного матрикса происходит из-за недостаточной деградации матриксными металлопротеиназами . [6]
Повышенный уровень глюкозы приводит к активации метаболических путей, что ведет к усилению окислительного стресса . [2] Это, в свою очередь, приводит к перепроизводству и накоплению конечных продуктов гликозилирования, ответственных за повышение риска развития гломерулярных заболеваний. [15] Мезангиальные клетки, выращенные на матричных белках, модифицированных конечным продуктом гликозилирования, демонстрируют повышенное производство фибронектина и снижение пролиферации. [15] Эти факторы в конечном итоге приводят к утолщению базальной мембраны клубочка, расширению мезангиального матрикса, затем к гломерулосклерозу и фиброзу . [16]
Мезангиальные патологии также могут развиваться на ранней стадии диабета. Гломерулярная гипертензия заставляет мезангиальные клетки растягиваться, что вызывает индуцированную экспрессию GLUT1, что приводит к увеличению клеточной глюкозы. [16] Повторение цикла растяжения и расслабления мезангиальных клеток из-за гипертензии увеличивает пролиферацию мезангиальных клеток и производство внеклеточного матрикса, который затем может накапливаться и приводить к гломерулярной болезни. [16]
Смотрите также
- Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков
Рекомендации
- ^ Б с д е е г ч я Шлендорф, D; Банас, Б. (2009). «Повторение мезангиальной клетки: ни одна клетка не является островом» . Журнал Американского общества нефрологов . 20 (6): 1179–1187. DOI : 10,1681 / ASN.2008050549 . PMID 19470685 .
- ^ а б в Scindia, Y; Дешмук, У; Багавант, H (2010). «Мезангиальная патология при гломерулярной болезни: цели терапевтического вмешательства» . Расширенные обзоры доставки лекарств . 62 (14): 1337–1343. DOI : 10.1016 / j.addr.2010.08.011 . PMC 2992591 . PMID 20828589 .
- ^ а б Барахас, Л. (1997). «Клеточно-специфический белок и экспрессия генов в юкстагломерулярном аппарате». Clin Exp Pharmacol Physiol . 24 (7): 520–526. DOI : 10.1111 / j.1440-1681.1997.tb01239.x . PMID 9248671 .
- ^ Голигорский, М; Иидзима, К; Кривенко, Ю. Цукахара, H; Ху, Y; Мур, Л. (1997). «Роль мезангиальных клеток плотного пятна в передаче информации по афферентным артериолам». Clin Exp Pharmacol Physiol . 24 (7): 527–531. DOI : 10.1111 / j.1440-1681.1997.tb01240.x . PMID 9248672 .
- ^ а б Такано, К; Кавасаки, Y; Имаидзуми, Т; Мацуура, Н; Нодзава, Р. Танджи, М; Суяма, К. Изома, М; Сузуки, H; Хосоя, М. (2007). «Развитие клубочковых эндотелиальных клеток, подоцитов и мезангиальных клеток у плода человека и младенца» . Журнал экспериментальной медицины Тохоку . 212 (1): 81–90. DOI : 10.1620 / tjem.212.81 . PMID 17464107 .
- ^ а б в Мейсон, Р. Вахаб, Н. (2003). «Метаболизм внеклеточного матрикса при диабетической нефропатии» . Журнал Американского общества нефрологов . 14 (5): 1358–1373. DOI : 10.1097 / 01.ASN.0000065640.77499.D7 . PMID 12707406 .
- ^ Faa, G; Gerosa, C; Fanni, D; Monga, G; Заффанелло, М; Ван Эйкен, П; Фанос, В (2011). «Морфогенез и молекулярные механизмы, участвующие в развитии почек человека». J. Cell. Physiol . 227 (3): 1257–1268. DOI : 10.1002 / jcp.22985 . PMID 21830217 .
- ^ а б в г д Schell, C; Ваннер, Н. Хубер, Т. (2014). «Развитие клубочков - формирование блока многоклеточной фильтрации» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 36 (2): 39–49. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2014.07.016 . PMID 25153928 .
- ^ Lindahl, P; Hellstrom, M; Кален, М; Карлссон, L; Пекны, М; Пекна, М; Сориано, П; Бетсгольц, С. (1998). «Паракринная передача сигналов PDGF-B / PDGF-Rbeta контролирует развитие мезангиальных клеток в почечных клубочках». Развитие . 125 (17): 3313–3322. PMID 9693135 .
- ^ Vaughan, M; Кваггин, С (2008). «Как мезангиальные и эндотелиальные клетки образуют клубочковый пучок?» . Журнал Американского общества нефрологов . 19 (1): 24–33. DOI : 10,1681 / ASN.2007040471 . PMID 18178797 .
- ^ а б Рен, Y; Карретеро, О; Гарвин, Дж (2002). «Роль мезангиальных клеток и щелевых контактов в тубулогломерулярной обратной связи». Kidney International . 62 (2): 525–531. DOI : 10.1046 / j.1523-1755.2002.00454.x . PMID 12110013 .
- ^ а б Штоканд, Дж; Sansom, S (1998). «Клубочковые мезангиальные клетки: электрофизиология и регуляция сокращения». Физиологические обзоры . 78 (3): 723–744. DOI : 10.1152 / Physrev.1998.78.3.723 . PMID 9674692 .
- ^ Шлондорф, Д. (1996). «Роль мезангиума в функции клубочков». Kidney International . 49 (6): 1583–1585. DOI : 10.1038 / ki.1996.229 . PMID 8743459 .
- ^ Brunskill, E; Поттер, S (2012). «Изменения в программах экспрессии генов мезангиальных клеток почек при диабетической нефропатии» . BMC Nephrol . 13 (1): 70. DOI : 10,1186 / 1471-2369-13-70 . PMC 3416581 . PMID 22839765 .
- ^ а б Скольник, Э; Ян, Z; Макита, З; Radoff, S; Кирштейн, М; Vlassara, H (1991). «Рецепторы мезангиальных клеток человека и крысы для белков, модифицированных глюкозой: потенциальная роль в ремоделировании почечной ткани и диабетической нефропатии» . Журнал экспериментальной медицины . 174 (4): 931–939. DOI : 10,1084 / jem.174.4.931 . PMC 2118966 . PMID 1655949 .
- ^ а б в Канвар, Y; Wada, J; Вс, л; Се, П; Wallner, E; Чен, S; Chugh, S; Данеш, Ф (2008). «Диабетическая нефропатия: механизмы прогрессирования почечной недостаточности». Экспериментальная биология и медицина . 233 (1): 4–11. DOI : 10,3181 / 0705-MR-134 . PMID 18156300 .