ENTEROCYTY: CHARAKTERISTIKA, STRUKTURA, FUNKCE, NEMOCI - BIOLOGIE - 2025

Tyto enterocyty jsou epitelové buňky tenkého střeva, jejíž hlavní funkcí je živinou absorpce a transport do jiných tkání těla. Účastní se také jako součást střevní imunologické bariéry proti vstupu toxinů a patogenů, protože je to nejvíce exponovaná oblast těla.

Tyto buňky tvoří asi 80% epitelu v tenkém střevě. Jsou to polarizované buňky s četnými mikrovilli (kartáčová hranice) směrem k apikálnímu konci.

Schéma enterocytu. Boumphreyfrderivative work: Miguelferig, prostřednictvím Wikimedia Commons

Pocházejí z kmenových buněk ve střevních kryptech. Nacházejí se ve klcích tenkého střeva a mají krátkou životnost. U lidí je střevní epitel zcela obnovován každé čtyři až pět dní.

Pokud se vyskytnou defekty v enterocytech, mohou nastat různá vrozená onemocnění. Jsou důsledkem problémů s transportem proteinů a mobilizací a metabolismem lipidů. Podobně se mohou objevit chyby v imunitním systému střevní bariéry.

Struktura

Termín enterocyte znamená „absorpční buňku“ a Booth ji poprvé použil v roce 1968.

Enterocyty jsou tvořeny jako téměř souvislá vrstva rozptýlená s jinými méně hojnými typy buněk. Tato vrstva tvoří střevní epitel.

Morfologie

Diferencované enterocyty jsou sloupcové buňky, které mají elipsoidální jádro v bazální polovině cytoplazmy. Ke špičkovému konci buňky dochází k četným dictyosomům.

Představují hojné mitochondrie, které zabírají přibližně 13% cytoplazmatického objemu.

Nejvýznamnější charakteristikou enterocytů je evagulace plazmatické membrány směrem k apikálnímu konci. Má velké množství projekcí známých jako microvilli. Mají válcovitý tvar a jsou uspořádány rovnoběžně. Sada microvilli tvoří tzv. Hranici štětce.

Mikrovilli na okraji kartáče zvětšují povrchovou plochu membrány 15 až 40krát. Trávicí enzymy a ti, kteří jsou odpovědní za transport látek, jsou umístěny v mikrovilech.

Vlastnosti

- Polarita buněk

Enterocyty, stejně jako mnoho epitelových buněk, jsou polarizovány. Buněčné komponenty jsou distribuovány mezi různými doménami. Složení plazmatické membrány se v těchto oblastech liší.

Buňky mají obecně tři domény: apikální, laterální a bazální. V každém z nich jsou konkrétní lipidy a proteiny. Každá z těchto zón plní určitou funkci.

V enterocytu byly rozlišeny dvě domény:

• Apikální doména: je umístěna směrem k lumen střeva. Microvilli jsou uváděny a specializují se na vstřebávání živin.
• Basolaterální doména: lokalizovaná směrem k vnitřním tkáním. Plazmová membrána se specializuje na transport látek do a z enterocytu.

-Vlastnosti okraje nebo okraje štětce

Hranice kartáče má typickou strukturu plazmatických membrán. Je tvořen lipidovou dvojvrstvou spojenou s velmi specifickými proteiny.

Enzymy zodpovědné za trávení uhlohydrátů a bílkovin jsou ukotveny na hraně štětce. V této oblasti jsou také enzymy specializované na transport látek.

Každý z mikrovilli má délku přibližně 1 až 2 um a průměr 100 um. Mají zvláštní strukturu tvořenou:

Jádro microvilli

Každý mikrovillus obsahuje svazek dvaceti aktinových vláken. Základní část svazku vláken tvoří kořen, který se spojuje s terminálovou sítí. Kromě toho jádro obsahuje dva typy polypeptidů (fimbrin a vilin).

Terminální síť

Je tvořen kruhem aktinových filamentů, které zasahují do kotevních spojení mezi sousedními enterocyty. Kromě toho jsou mezi jinými proteiny také vinculin (cytoskeletální protein) a myosin. Tvoří tzv. Fibrilární plak.

Glycocalyx

Je to vrstva, která pokrývá mikrovilli. Skládá se z mukopolysacharidů produkovaných enterocytem. Tvoří mikrofilamenty, které jsou připojeny k nejvzdálenější části mikrovilli.

Glykokaly je považován za účast na konečném trávení živin, které je spojeno s přítomností hydroláz. Podílí se také na imunitní bariérové ​​funkci střevního epitelu.

-Uniony mezi enterocyty

Buňky, které tvoří střevní epitel (skládající se převážně z enterocytů), jsou spolu spojeny. Tyto spoje se vyskytují prostřednictvím proteinových komplexů a poskytují epitelu strukturální integritu.

Spoje byly rozděleny do tří funkčních skupin:

Těsné křižovatky

Jsou to intracelulární křižovatky v apikální části. Jeho funkcí je udržovat integritu epiteliální bariéry i její polaritu. Omezují pohyb iontů a luminálních antigenů směrem k bazolaterální doméně.

Jsou tvořeny čtyřmi rodinami proteinů: okluziny, claudiny, tricelulin a adhezivní molekuly.

Kotevní spoje

Spojují cytoskelet sousedních buněk a extracelulární matrici. Vytvářejí velmi odolné strukturální jednotky.

Spojení mezi sousedními buňkami se provádí adhezními molekulami ze skupiny kadherinů a katechinů.

Komunikace odborů

Umožňují komunikaci mezi cytoplazmy sousedních buněk, ke které dochází prostřednictvím vytváření kanálů, které procházejí membránami.

Tyto kanály jsou tvořeny šesti transmembránovými proteiny ze skupiny konexinů.

Životní cyklus

Enterocyty u lidí trvají přibližně pět dní. V případě myší může být životní cyklus dva až pět dnů.

Tyto buňky se tvoří v tzv. Lieberkünových kryptech. Zde jsou uvedeny kmenové buňky různých typů buněk, které tvoří střevní epitel.

Kmenové buňky se dělí čtyřikrát až šestkrát. Následně se buňky začnou formovat pod tlakem ostatních buněk.

Při pohybu z krypty do apikální zóny klků se enterocyty postupně diferencují. Ukázalo se, že kontakt s jinými buňkami, interakce s hormony a složení stravy ovlivňují diferenciaci.

Proces diferenciace a přesun do střevních klků trvá přibližně dva dny.

Následně se začínají exocytovat enterocyty. Buňky ztrácejí různé typy křižovatek. Kromě toho jsou vystaveny mechanickému tlaku, dokud se neodpojí, nahrazeny novými buňkami.

Funkce

Enterocyty mají jako svou hlavní funkci absorpci a transport živin do různých částí těla. Rovněž se aktivně účastní imunitních ochranných funkcí, které se vyskytují ve střevě.

Absorpce a transport živin

Živiny absorbované enterocyty pocházejí hlavně z rozpadu žaludku. Tyto buňky však mohou štěpit peptidy a disacharidy v důsledku přítomnosti specifických enzymů.

Většina živin v zažívacím traktu prochází membránou enterocytů. Některé molekuly, jako je voda, ethanol a jednoduché lipidy, se pohybují v koncentračních gradientech. Jiné, jako je glukóza a složitější lipidy, jsou mobilizovány transportními proteiny.

V enterocytech se tvoří různé lipoproteiny, které transportují triglyceridy a cholesterol do různých tkání. Mezi nimi máme chylomikrony, HDL a VDL.

Železo potřebné pro syntézu různých proteinů, jako je hemoglobin, je absorbováno enterocyty. Železo vstupuje do buněk přes membránový transportér. Později se připojí k dalším transportérům, které jej přenášejí do krve, kde budou použity.

Střevní imunitní bariéra

Střevní epitel tvoří bariéru mezi vnitřním a vnějším prostředím v důsledku struktury vytvořené různými buněčnými spojeními. Tato bariéra zabraňuje průniku potenciálně škodlivých látek, jako jsou antigeny, toxiny a různé patogeny.

Enterocyty musí plnit dvojí funkci vstřebávání živin a zabránit průniku škodlivých látek a organismů. K tomu je apikální oblast pokryta vrstvou uhlohydrátů produkovaných jinými epiteliálními buňkami, nazývanými pohárky. Umožňuje průchod malých molekul, ale ne velkých.

Na druhé straně, glycocalyx, který lemuje hranici štětce, má mnoho negativních nábojů, které brání přímému kontaktu patogenů s enterocytární membránou.

Mají také schopnost vyvolat imunitní odpověď v přítomnosti určitých antigenů.

Ukázalo se, že enterocyty produkují vezikuly v apikální doméně, které mají vysoký obsah alkalické fosfatázy. Tato sloučenina inhibuje bakteriální růst a snižuje schopnost bakterií vázat se na enterocyt.

Nemoci

Pokud se vyskytnou chyby ve tvorbě nebo struktuře enterocytů, mohou nastat různé vrozené patologie. Mezi nimi máme:

Nemoc inkluze Microvillus

Vyskytuje se, když při diferenciaci enterocytu dochází k tvorbě atrofie štětce.

Symptomy jsou přetrvávající průjem, problémy s absorpcí živin a selhání vývoje. V 95% případů se příznaky objevují v prvních dnech po narození.

Trichohepatoenterický syndrom

Toto onemocnění je spojeno s problémy ve vývoji klků střeva a ovlivňuje strukturu epiteliální vrstvy.

Příznaky jsou neléčitelný průjem v prvním měsíci života. Kromě toho dochází k selhání v absorpci a vývoji živin. Mohou se objevit abnormality obličeje, vlasy a kůže. Imunitní systém je také ovlivněn.

Retenční choroba Chylomikron

Chylomikrony (lipoproteiny odpovědné za transport lipidů) nejsou produkovány. V enterocytech jsou pozorovány velké lipidové vakuoly. Kromě toho jsou přítomny částice podobné chylomikronu, které nevycházejí z okrajů membrány.

Pacienti trpí chronickým průjmem, závažnými problémy s absorpcí lipidů, vývojovým selháním a hypocholesterolemií.

Vrozená chomáčková enteropatie

To je spojeno s atrofií ve vývoji střevních klků, dezorganizací enterocytů a přítomností jakýchkoli chomáčků na vrcholu klků.

Symptomy jsou přetrvávající průjem ihned po narození. Střevo nemá schopnost absorbovat živiny, které musí být pacientovi podány intravenózně. Vlasy mají vlněný vzhled a vývoj a ovlivňuje imunitní systém.

Enterocyty a HIV

U pacientů infikovaných HIV se mohou vyskytnout problémy s absorpcí živin. V těchto případech je nejzjevnějším příznakem steatorrhea (průjem s lipidy ve stolici).

Bylo zjištěno, že virus HIV infikuje u těchto pacientů krypty kmenových buněk. Proto je ovlivněna diferenciace enterocytů, které nejsou schopny plnit svou funkci.

Reference

1. Hall, E (2013) Tenké střevo. In: Washabau R a M Day (eds) Psí a kočičí gastroenterologie). Elsevier Inc. 651-728.
2. Heise C, S. Dandekar, P. Kumar, R. Duplantier, R. Donovan a C. Halsted (1991). Infekce enterocytů a mononukleárních buněk v lidské sliznici lidské imunodeficience virem lidské imunodeficience. Gastroenterology 100: 1521-1527.
3. Keller T a M Mooseker (1991) Enterocyte cytoskeleton: jeho struktura a funkce. Dodatek 19: Příručka fyziologie. Gastrointestinální systém, střevní absorpce a sekrece: 209-221.
4. Overeem A, C Posovszky, E Rings, B Giepman a S Jzendoorn (2016) Role defektů enterocytů v patogenezi vrozených průjmových poruch. Modely a mechanismy nemocí 9: 1-12.
5. Salvo-Romero E a C Alo (2015) Funkce střevní bariéry a její důsledky pro nemoci trávicího ústrojí. Esp. Enferm. Kopat. 101: 686-696.
6. Van der Flier L a H Clevers (2009) Kmenové buňky, sebeobnova a diferenciace ve střevním epitelu. Annu. Physiol. 71: 241-260.