PODOCYTY: CHARAKTERISTIKA, HISTOLOGIE A FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Tyto podocyty jsou jedním ze čtyř typů buněk zjištěných v glomerulech ledvin. Její název je dán propracovanými procesy nebo pedikely charakteristickými pro jeho strukturu (ořezávání nohou a buněčné cyto).

Pro pochopení charakteristik a funkcí podocytů je nezbytné mít dobře definovanou strukturu a funkci ledvin. Ledviny jsou orgány specializované na filtraci krve a tvorbu moči. Jsou tvořeny nefrony, které jsou základními jednotkami, kterými se moč produkuje.

Grafické znázornění podocytů (Zdroj: OpenStax College prostřednictvím Wikimedia Commons)

Nefron je tvořen, funkčně vzato,: 1) filtrační jednotka známá jako renální mrtvola nebo glomerulus (která pochází z latinského slova glomus, což znamená koule vlny) a 2) segmentovaná tubulární reabsorpční komora.

V glomerulu se nacházejí čtyři různé typy buněk:

- Glomerulární endoteliální buňky.

- Podocitos.

- Mesangiální buňky.

- Parietální epiteliální buňky.

Z architektonického hlediska se glomerulus skládá z glomerulárního „oblaku“ a Bowmanovy kapsle. Základní jednotkou každého glomerulárního oblaku je kapilára, která je založena na bazální membráně.

Podocyty, také známé jako perivaskulární buňky, jsou "atypické" epiteliální buňky, vyznačující se tím, že mají buněčné tělo, ze kterého vyčnívají krátké nohy a dlouhé procesy nebo projekce.

Charakteristika a histologie podocytů

Tyto diferencované buňky se nacházejí na vnějším povrchu glomerulárních kapilár, to znamená, že patří do glomerulárních chomáčů. Jeho hlavní funkce, stejně jako funkce mnoha ledvinových buněk, souvisí s jejich účastí na filtračním procesu.

Během jejich normálního vývoje podocyty pocházejí z kvádrových „progenitorových“ epitelových buněk, které prodlužují dlouhé projekce. Tito odbočují do jiných primárních a sekundárních procesů, osvojují si strukturu podobnou chobotnici s více „stopami“.

Nohy, nejkratší buněčné projekce podocytu, se prolínají (prolínají se) s nohama sousedních podocytů, než se připojí k glomerulárním kapilárám. Později přilnou k bazální membráně glomerulu, aby vykonávaly své funkce ve filtrační bariéře.

Pokud jsou podocyty poškozeny, procházejí procesem, kterým ztratí projekci a stanou se rozptýlenými nebo amorfními. To má za následek, že interdigitace mezi sousedními podocyty zmizí, což snižuje jejich funkce při filtraci krve.

Struktura

Podocyty mají poměrně složitou architekturu. Jeho obecná struktura se skládá z buněčného těla, „větších“ procesů nebo projekcí a „nohou“, které obklopují glomerulární kapiláry.

Největší procesy jsou známé jako „primární a sekundární projekce“ a jsou složeny z mikrotubulů a mezilehlých vláken. Nejmenší procesy jsou známé jako "stopy" a jsou to projekce cytoskeletu, bohaté na aktinová vlákna.

„Stopy“ podocytů mají negativně nabitý obal nebo glukokalyx, který stojí před močovým prostorem, což přispívá k udržování architektury těchto buněk díky odpuzování nábojů způsobených fyzickou separací.

Funkce podocytů závisí hlavně na jejich architektuře, zejména na řádné údržbě „svazků“ kontraktilních aktinových vláken, která tvoří chodidla.

Podocyty jsou polarizované ledvinové buňky. Mají tři strukturální domény, které jsou fyzicky a funkčně spojeny s cytoskeletem nohou. Tyto domény jsou známé jako apikální membránová doména, interakční místa mezi nohama jsou známá jako štěrbinové membrány a doména je známá jako bazální membrána.

Doména bazální membrány a rozštěpová membrána jsou v přímém kontaktu s bazální membránou glomerulu, zatímco apikální membránová doména (většina buněčného těla) je „čelem“ Bowmanova prostoru.

Interakce mezi podocyty

Jak bylo řečeno před chvílí, chodidla a cytoskeletální projekce sousedních podocytů se vzájemně ovlivňují a vytvářejí takovou síť, která lemuje glomerulární kapiláry.

Tyto štěrbinové membránové domény mezi nohami podocytů jsou porézní, a proto slouží jako výstupní porty pro první močovou filtraci. Tato místa byla také rozpoznána pro svou roli při selektivní retenci složek plazmy s vysokou molekulovou hmotností.

Funkce

Spolu s fenestratovanými monovrstvami endotelu cévního prostoru tvoří podocyty bariéru glomerulární filtrace. Tato bariéra usnadňuje filtraci kationtů, elektrolytů a středně velkých molekul, ale omezuje průchod aniontů a makromolekul.

Fyzická integrita obou buněk a jejich projekcí, jakož i vazebná a interakční místa mezi nimi je proto velmi důležitá pro vytvoření a udržování bariéry glomerulární filtrace.

Kromě aktivní účasti na produkci moči mají podocyty důležité funkce při podpoře proliferace, přežití a vývoje endotelových buněk, protože vylučují různé proangiogenní faktory, které jsou nezbytné pro normální vývoj glomerulárního endotelu.

Podocyty spolu s endoteliálními buňkami glomerulů přispívají k tvorbě glomerulární bazální membrány, protože bylo prokázáno, že některé buňky kolagenu IV přítomné v těchto buňkách jsou produkovány.

Podocyty také fungují v endocytóze makromolekul a proteinů, které procházejí bazální membránou, což zabraňuje „ucpávání“ filtrační bariéry.

Související nemoci

Když se v podocytech vyskytnou rány nebo genetické defekty, u lidí se vyskytnou některé patologické stavy. Jeden z nich je známý jako albuminurie, charakterizovaný vylučováním albuminu močí (kvůli chybám během filtrace).

Dále, protože podocyty mají omezenou kapacitu pro dělení, jakmile se diferencují, je jejich ztráta jednou z charakteristických událostí progresivních onemocnění ledvin.

Reference

1. Asanuma, K., & Mundel, P. (2003). Role podocytů v glomerulární patobiologii. Clin. Exp. Nephrol. 7, 255–259.
2. Garg, P. (2018). Nefrologie Recenze biologie podocytů. American Journal of Nephrology, 47, 3–13.
3. Greka, A. a Mundel, P. (2012). Buněčná biologie a patologie podocytů. Annu. Physiol., 74, 299 - 323.
4. Mundel, P., & Kriz, W. (1995). Struktura a funkce podocytů: aktualizace. Anat. Embryol., 385–397.
5. Reiser, J., & Altintas, MM (2016). Podocyty. F1000 Research, 5, 1-19.
6. Scott, RP, a Quaggin, SE (2015). Buněčná biologie filtrace ledvin. J. Cell. Biol., 209 (2), 199-210.
7. Shankland, SJ, Pippin, JW, Reiser, J. & Mundel, P. (2007). Podocyty v kultuře: minulost, přítomnost a budoucnost. Kidney International, 72, 26–36.