Синцитий или symplasm ( / с ɪ н ы ɪ ʃ я ə м / ; множественное число синцития , от греческого : σύν сина «вместе» и κύτος kytos «поля, т.е. клетки») является многоядерными клетками , которые могут возникнуть в результате нескольких слитых клеток одноядерных клеток (т. е. клеток с одним ядром), в отличие от ценоцитов , которые могут возникать в результате множественных ядерных делений без сопутствующего цитокинеза . [1] Мышечная клетка, из которой состоит животноескелетная мышца - классический пример клетки синцития. Этот термин может также относиться к клеткам, связанным между собой специализированными мембранами с щелевыми соединениями , как это видно в клетках сердечной мышцы и некоторых гладкомышечных клетках, которые электрически синхронизированы по потенциалу действия .
В области эмбриогенеза слово синцитий используется для обозначения ценоцитарных зародышей бластодермы беспозвоночных , таких как Drosophila melanogaster . [2]
Физиологические примеры
Протисты
В протистах , синцитий можно найти в некоторых rhizarians (например, chlorarachniophytes , plasmodiophorids , haplosporidians ) и Неклеточные миксомицеты , dictyostelids ( amoebozoans ), acrasids ( Excavata ) и Haplozoon .
Растения
Некоторые примеры синцитий растений , которые образуются в процессе развития растений , включают:
- Развитие эндосперма [3]
- В несочлененные laticifers
- Плазмодий тапетум , [4] и
- « Нуцеллярный плазмодий» семейства Podostemaceae [5]
Грибы
Синцитий - это нормальная клеточная структура для многих грибов . Большинство грибов Basidiomycota существуют в виде дикарионов, в которых нитевидные клетки мицелия частично разделены на сегменты, каждый из которых содержит два различных ядра, называемых гетерокарионом .
Животные
Скелетные мышцы
Классический пример синцития - образование скелетных мышц . Крупные волокна скелетных мышц образуются путем слияния тысяч отдельных мышечных клеток. Многоядерные расположение играет важную роль в патологических состояниях , таких как миопатии , где фокусного некроза (смерть) части скелета мышечных волокон не приводит к некрозу соседних участках того же скелетных мышечных волокон, потому что эти соседние секции имеют свой собственный ядерный материал. Таким образом, миопатия обычно связана с таким «сегментарным некрозом», когда некоторые из выживших сегментов функционально отрезаны от их нервного питания из-за потери связи с нервно-мышечным соединением .
Сердечная мышца
Синцитий сердечной мышцы важен, потому что он обеспечивает быстрое координированное сокращение мышц по всей их длине. Потенциалы сердечного действия распространяются по поверхности мышечного волокна от точки синаптического контакта через вставочные диски . Сердечная мышца, хотя и является синцитием, отличается тем, что клетки не длинные и многоядерные. Таким образом, сердечная ткань описывается как функциональный синцитий, в отличие от истинного синцития скелетных мышц.
Остеокласты
Некоторые клетки, полученные из иммунной системы животных, могут образовывать агрегированные клетки, такие как клетки остеокластов, ответственные за резорбцию костей .
Плацента
Другой важный синцитий позвоночных находится в плаценте плацентарных млекопитающих. Клетки, происходящие из эмбриона, которые образуют интерфейс с кровотоком матери, сливаются вместе, образуя многоядерный барьер - синцитиотрофобласт . Это, вероятно, важно для ограничения обмена мигрирующими клетками между развивающимся эмбрионом и телом матери, поскольку некоторые клетки крови специализируются на встраивании себя между соседними эпителиальными клетками. Синцитиальный эпителий плаценты не обеспечивает такого доступа из материнского кровообращения к эмбриону.
Стеклянные губки
Большая часть тела губок Hexactinellid состоит из синцитиальной ткани. Это позволяет им формировать свои крупные кремнистые спикулы исключительно внутри своих клеток. [6]
Тегумент
Тонкая структура тегумента у гельминтов практически одинакова как у цестод, так и у трематод . Типичный тегумент имеет толщину 7-16 мкм с отчетливыми слоями. Это синцитий, состоящий из многоядерных тканей без четких границ клеток . Наружная зона синцития, называемая «дистальной цитоплазмой», выстлана плазматической мембраной . Эта плазматическая мембрана, в свою очередь, связана со слоем углеводсодержащих макромолекул, известным как гликокаликс , толщина которого варьируется от одного вида к другому. Дистальная цитоплазма соединяется с внутренним слоем, называемым «проксимальной цитоплазмой», который является «клеточной областью, или цитоном, или перикарией», через цитоплазматические трубки, которые состоят из микротрубочек . Проксимальная цитоплазма содержит ядра , эндоплазматический ретикулум , комплекс Гольджи , митохондрии , рибосомы , отложения гликогена и многочисленные везикулы . [7] Самый внутренний слой ограничен слоем соединительной ткани, известной как « базальная пластинка ». Базальная пластинка сопровождается толстым слоем мускулов . [8]
Патологические примеры
Вирусная инфекция
Синцитии также могут образовываться, когда клетки инфицированы определенными типами вирусов , в частности, HSV-1 , ВИЧ , MeV , SARS-CoV-2 и пневмовирусами , например респираторно-синцитиальным вирусом (RSV). Эти синцитиальные образования создают отличительные цитопатические эффекты в пермиссивных клетках. Поскольку многие клетки сливаются вместе, синцитий также известен как многоядерные гигантские клетки или поликариоциты. [9] Во время инфекции, вирусные слитые белки , используемые вирусом для входа в клетку переносятся на поверхность клетки, где они могут вызвать хозяина клеточной мембраны к плавким предохранителем с соседними клетками.
Reoviridae
Обычно вирусные семейства, которые могут вызывать синцитии, покрываются оболочкой, потому что белки оболочки вируса на поверхности клетки-хозяина необходимы для слияния с другими клетками. [10] Некоторые члены семейства Reoviridae являются заметным исключением из-за уникального набора белков, известных как связанные с слиянием малые трансмембранные (FAST) белки. [11] Вызванное реовирусом образование синцития не обнаруживается у людей, но обнаруживается у ряда других видов и вызывается фузогенными ортореовирусами . Эти фузогенные ортореовирусы включают ортореовирус рептилий, ортореовирус птиц, ортореовирус Нельсона-Бей и ортореовирус бабуина. [12]
ВИЧ
ВИЧ инфицирует хелперные CD4 + Т-клетки и заставляет их продуцировать вирусные белки, в том числе слитые белки. Затем клетки начинают отображать поверхностные гликопротеины ВИЧ , которые являются антигенными . Обычно цитотоксическая Т-клетка немедленно «вводит» лимфотоксины , такие как перфорин или гранзим , которые убивают инфицированную Т-хелперную клетку. Однако, если Т-хелперные клетки находятся поблизости, рецепторы ВИЧ gp41, отображаемые на поверхности Т-хелперных клеток, будут связываться с другими подобными лимфоцитами. [13] Это заставляет десятки Т-хелперов объединять клеточные мембраны в гигантский нефункциональный синцитий, что позволяет вириону ВИЧ убить множество Т-хелперных клеток, инфицировав только одну. Это связано с более быстрым прогрессированием заболевания [14]
Свинка
Вирус паротита использует белок HN, чтобы прикрепиться к потенциальной клетке-хозяину, а затем слитый белок позволяет ему связываться с клеткой-хозяином. Затем HN и слитые белки остаются на стенках клеток-хозяев, заставляя их связываться с соседними эпителиальными клетками. [15]
COVID-19
«Тяжелые случаи COVID-19 связаны с обширным повреждением легких и наличием инфицированных многоядерных синцитиальных пневмоцитов . Вирусные и клеточные механизмы, регулирующие образование этих синцитий, недостаточно изучены» [16], но, похоже, необходим мембранный холестерин. [17] [18]
Синктия кажется длительной; «полной регенерации» легких после тяжелого гриппа «не бывает» с Covid. [19]
Смотрите также
- Предсердный синцитий
- Ценоцит
- Гигантская клетка
- Гетерокарион
- Гетерокариоз
- Плазмодий (жизненный цикл)
- Enteridium lycoperdon , плазмодийная слизистая плесень
- Синцитиотрофобласт
- Ксенофиофорея
Рекомендации
- ^ Daubenmire РФ (1936). «Использование терминов« ценоцит »и« синцитий »в биологии». Наука . 84 (2189): 533–534. Bibcode : 1936Sci .... 84..533D . DOI : 10.1126 / science.84.2189.533 . PMID 17806555 .
- ^ Willmer, PG (1990). Отношения беспозвоночных: закономерности в эволюции животных . Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
- ^ Плохно, Б.Дж .; Свёнтек, П. (2010). «Синцития в растениях: слияние клеток в эндосперме - образование синцития плаценты в Utricularia (Lentibulariaceae)». Протоплазма . 248 (2): 425–435. DOI : 10.1007 / s00709-010-0173-1 . PMID 20567861 . S2CID 55445 .
- ^ Тивари, Южная Каролина; Ганнинг, BES (1986). «Колхицин подавляет образование плазмодия и нарушает пути секреции спорополленина в тапетуме пыльника Tradescantia virginiana L». Протоплазма . 133 (2-3): 115. DOI : 10.1007 / BF01304627 . S2CID 24345281 .
- ^ Мургуиа-Санчес, Г. (2002). «Развитие зародышевого мешка у Vanroyenella plumosa, Podostemaceae». Водная ботаника . 73 (3): 201–210. DOI : 10.1016 / S0304-3770 (02) 00025-6 .
- ^ http://palaeos.com/metazoa/porifera/hexactinellida.html
- ^ Гоберт, Джеффри Н .; Stenzel, Deborah J .; Макманус, Дональд П .; Джонс, Малкольм К. (декабрь 2003 г.). «Ультраструктурная архитектура взрослой оболочки Schistosoma japonicum». Международный журнал паразитологии . 33 (14): 1561–1575. DOI : 10.1016 / s0020-7519 (03) 00255-8 . ISSN 0020-7519 . PMID 14636672 .
- ^ Джером), Богитш, Бертон Дж. (Бертон (2005). Паразитология человека . Картер, Клинт Э. (Клинт Эрл), Олтманн, Томас Н. Берлингтон, Массачусетс: Elsevier Academic Press. ISBN 0120884682. OCLC 769187741 .
- ^ Альбрехт, Томас; Фонс, Майкл; Болдог, Иштван; Рабсон, Алан С. (1996-01-01). Барон, Самуил (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Галвестон (Техас): Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 0963117211. PMID 21413282 .
- ^ «ViralZone: образование синцития, вызванное вирусной инфекцией» . viralzone.expasy.org . Проверено 16 декабря 2016 .
- ^ Сальсман, Джейме; Топ, Дениз; Бутилье, Жюли; Дункан, Рой (01.07.2005). «Обширное образование синцития, опосредованное белками FAST реовируса, запускает апоптоз-индуцированную мембранную нестабильность» . Журнал вирусологии . 79 (13): 8090–8100. DOI : 10,1128 / JVI.79.13.8090-8100.2005 . ISSN 0022-538X . PMC 1143762 . PMID 15956554 .
- ^ Дункан, Рой; Коркоран, Дженнифер; Шоу, Цзинъюнь; Штольц, Дон (2004-02-05). «Рептильный реовирус: новый вид фузогенного ортореовируса». Вирусология . 319 (1): 131–140. DOI : 10.1016 / j.virol.2003.10.025 . PMID 14967494 .
- ^ Huerta, L .; López-Balderas, N .; Ривера-Толедо, Э .; Сандовал, G .; Gȑmez-Icazbalceta, G .; Villarreal, C .; Lamoyi, E .; Ларральде, К. (2009). "ВИЧ-зависимое слияние клеток-клеток с оболочкой: количественные исследования" . Научный мировой журнал . 9 : 746–763. DOI : 10.1100 / tsw.2009.90 . PMC 5823155 . PMID 19705036 .
- ^ Национальные институты здоровья (27.12.2019). «Syncytium | Определение | AIDSinfo» . Проверено 27 декабря 2019 .
- ^ «Свинка, вирус паротита, инфекция паротита» . virology-online.com . Проверено 12 марта 2020 .
- ^ Бухризер, Джулиан; Дюфло, Джереми; Юбер, Матье; Монель, Бландин; Планас, Дельфина; Майкл Раджа, Мааран; Планше, Кирилл; Порро, Франсуаза; Гивель-Бенхассин, Флоренция; Ван дер Верф, Сильви; Касартелли, Николетта; Муке, Гюго; Брюль, Тимоти; Шварц, Оливье (13 октября 2020 г.). «Образование синцитий инфицированными SARS ‐ CoV ‐ 2 клетками» . Журнал EMBO . 39 (23): e106267. bioRxiv 10.1101 / 2020.07.14.202028 . DOI : 10.15252 / embj.2020106267 . ISSN 0261-4189 . PMC 7646020 . PMID 33051876 . По состоянию на 13 октября 2020 года: принято к публикации и прошло полное рецензирование, но без копирования, верстки, разбивки на страницы и корректуры.
- ^ Сандерс, Дэвид В .; Джемпер, Chanelle C .; Акерман, Пол Дж .; Браха, Дан; Донлик, Анита; Ким, Хан; Кенни, Девин; Кастелло-Серрано, Иван; Сузуки, Саори; Тамура, Томокадзу; Таварес, Александр Х. (14 декабря 2020 г.). «SARS-CoV-2 требует холестерина для проникновения вирусов и образования патологических синцитий» . eLife : 10: e65962. DOI : 10.7554 / eLife.65962 .
- ^ «SARS-CoV-2 нуждается в холестерине, чтобы проникать в клетки и формировать мегаклетки» . Phys.org . Источник 2021-01-22 .
- ^ Галлахер, Джеймс (23 октября 2020 г.). «Ковид: Почему коронавирус так смертельно опасен?» . BBC News .