Pericyte

Pericit (fra anden græsk περι-  - omkring, omkring og κύτος  - celle ), eller Rouge celle  - en procescelle af bindevæv . Pericytter er en del af væggene i små blodkar , herunder kapillærer . Forstadierne til pericytter er adventitielle celler . Pericytes blev først beskrevet af Charles Marie Benjamin Rouget ( French  Rouget ) i 1874 . Navnet "Rouget cell" blev første gang brugt af Zimmermann i 1923. Disse celler er en del af blod-hjerne-barrieren (BBB) . De har flere vigtige egenskaber for dets funktion: evnen til at trække sig sammen, regulere endotelets funktioner og makrofagaktivitet.

Gennem næsten hele det 20. århundrede forblev det funktionelle formål med pericytter uklart. I øjeblikket anses pericyte for at være et dårligt differentieret cellulært element involveret i dannelsen af ​​karvæggen. Ved differentiering er det i stand til at transformere sig til en fibroblast , en glat muskelcelle eller en makrofag . I cytoplasmaet af pericytter blev der fundet fibrillære elementer, ved hjælp af hvilke celler regulerer kapillær blodgennemstrømning. [en]

Pericytes spiller følgende roller:

  1. Regulering af proliferativ aktivitet af endoteliocytter
  2. Oprettelse af et vækstbed for endoteliocytter
  3. Aktivering af endotelial nyrevækstfaktor
  4. Deltagelse i skabelse af ny basalmembran

Beskrivelse

Pericytter er en celletype, der findes i centralnervesystemet . De er hovedsageligt placeret uden for endotelcellelaget i kapillærnetværket i hjernen. De er aflange multi-behandlede celler placeret langs den lange akse af kapillæren. Pericytter spiller en nøglerolle i vedligeholdelsen af ​​hjernens blodkapillærer, såvel som adskillige andre homøostatiske og hæmostatiske funktioner i hjernen. Disse celler er også en nøglekomponent i den neurovaskulære enhed, som omfatter endotelceller, astrocytter og neuroner. Pericytter udfører en række funktioner:

Pericytter, ligesom endoteliocytter, er placeret på basalmembranen.

Pericytter syntetiserer også en række vasoaktive stoffer og spiller en vigtig rolle i angiogenese. Nylige undersøgelser har vist, at fravær af pericytter i centralnervesystemet kan forårsage forstyrrelse af blod-hjerne-barrieren og føre til andre degenerative ændringer.

Pericytter er tæt bundet til endoteliocytter. Denne forbindelse udføres på grund af tre typer kontakter: gap junctions, fokale klæbende kontakter og invaginationer af membranen af ​​en celle i kroppen af ​​en anden. Gap junctions forbinder to cellers cytoplasma direkte og er permeable for ioner og små molekyler. Ved hjælp af fokale klæbekontakter udføres en stærk mekanisk binding mellem to typer celler. Invaginationer af membransektioner af en celle ind i en anden giver både mekanisk binding og intercellulær metabolisme. På grund af tætte kontakter påvirker cellerne indirekte den mitotiske aktivitet, genekspression og følgelig hinandens fænotype Ca. 20 % af overfladen af ​​endotelcellerne i cerebrale kapillærer er dækket af relativt små, ovale pericytter. Hver 2.-4. endotelcelle har kontakt med en pericytcelle. Dybest set er pericytter placeret ved kontaktpunkterne for endotelceller. Pericytter er til stede i næsten alle arterioler, venuler og kapillærer i kroppen. Niveauet af deres dækning af endotellaget af kapillæren korrelerer med permeabiliteten af ​​den vaskulære væg. I organer og væv med en permeabel karvæg kan de trænge ind fra blodbanen ind i det intercellulære rum. Så for eksempel i kapillærerne af skeletmuskler er forholdet mellem pericytter: endoteliocytter 1:100).

Cellerne har en aflang form, pericyterne er omkring 200 µm lange og 0,5 µm tykke. De danner talrige processer, der dækker karret. I centralnervesystemet danner pericytter adskillige processer, der omgiver karret og er placeret omkring det endoteliale lag af celler, der danner kapillærvæggen.

Funktioner

Blod-hjerne-barriere

Pericytter spiller en nøglerolle i dannelsen og reguleringen af ​​permeabiliteten af ​​barrieren mellem kredsløbssystemet og centralnervesystemet. Dette funktionelle system er kendt som blod-hjerne-barrieren (BBB). Denne barriere er sammensat af endotelceller og giver beskyttelse og funktion af centralnervesystemet. Selvom det teoretisk blev antaget, at astrocytter (astrogliaceller) inducerer fremkomsten og dannelsen af ​​BBB i den postembryoniske periode, blev det fundet, at det er pericytter, der i vid udstrækning er ansvarlige for denne rolle. Pericytter er ansvarlige for dannelsen af ​​tight junctions og invaginationer, der giver sammenkobling mellem endotelceller. Derudover giver de dannelsen af ​​BBB ved at hæmme immuncellernes arbejde i CNS (hvilket kan interferere med dannelsen af ​​barrieren) og reducere aktiviteten af ​​molekyler, der øger vaskulær permeabilitet.

Ud over dannelsen af ​​BBB spiller pericytter også en aktiv rolle i dens funktion, idet de kontrollerer blodforsyningen til hjernen og interaktionen mellem blodkar og hjerne. Som kontraherende celler kan de udvide eller indsnævre lumen af ​​blodkar, stimulere (eller blokere) indtrængen af ​​visse partikler i hjernevævet. Denne regulering af blodtrykket er nødvendig for, at neuroner kan fungere, fordi det forhindrer visse blodpartikler i at nå hjernen. Når pericytter er fraværende, sker der en proces kendt som transcytose i BBB (en proces, der er karakteristisk for nogle celletyper, der kombinerer tegn på eksocytose og endocytose: en endocytisk vesikel dannes på den ene overflade af cellen, som overføres til modsatte ende af cellen og bliver en exocytisk vesikel, frigiver dets indhold til det ekstracellulære rum; i endoteliocytter er vesikler, der smelter sammen, i stand til at danne midlertidige transcellulære kanaler, gennem hvilke vandopløselige molekyler kan transporteres). Dette er i det væsentlige forsyningen af ​​store molekyler til neuroner, herunder store blodplasmaproteiner, som let kan forstyrre hjernens funktion. Denne proces er meget vigtig, så BBB er ekstremt fint reguleret under normale forhold. Krænkelse af dens permeabilitet repræsenterer muligvis en dysfunktion af pericytter.

Disse celler spiller også en nøglerolle i at øge mikrocirkulationen og reducere virkningerne af hjernens aldring. I en undersøgelse af pericytter fra voksne mus blev det fundet, at fraværet af sådanne celler i hjernen fører til vaskulær skade på grund af nedsat mikrocirkulation og cerebral blodgennemstrømning. Blodgennemstrømningen ændres af virkningerne af stress, hypoxi og flere andre tilstande, der kan ændre homeostase. Når pericytter er fraværende, blokerer blod-hjerne-barrieren desuden ikke nogle af de neurotoksiske og vasotoksiske serumproteiner, hvilket øger degenerative ændringer. Sådanne ændringer omfatter betændelse, såvel som indlærings- og hukommelsessvækkelser.

Angiogenese og endotelcellefunktion

Pericytter er også forbundet med endotelcellers evne til at differentiere, dele sig, danne vaskulaturen (angiogenese), samt evnen af ​​apoptotiske signaler til at sprede sig i hele kroppen. Nogle pericytter, kendt som kapillære pericytter, er placeret rundt om kapillærernes vægge, hvilket giver denne funktion. Kapillære pericytter er muligvis ikke kontraktile celler, fordi de mangler alfa-actin-molekyler, der er fælles for andre kontraktile celler. Disse celler binder til endotelceller gennem gap junctions og får endotelceller til at proliferere eller selektivt interferere med transporten af ​​stoffer. Hvis denne proces ikke forekommer, kan hyperplasi og unormal vaskulær morfogenese forekomme. Disse typer pericytter kan også fagocytere fremmede proteiner. Dette tyder på, at denne celletype kan være afledt af mikroglia.

Det er også vigtigt at bemærke, at pericytter bevarer plasticiteten og dermed kan omdannes til forskellige andre celletyper, herunder glatte muskelceller, såvel som fibroblaster og mesenkymale stamceller. Denne alsidighed begunstiger det faktum, at de regulerer den ensartede udvikling af blodkar i hele kroppen og dermed bidrager til den ensartede fordeling af stoffer blandt nærliggende væv.

Ud over at skabe og ombygge blodkar i væv og organer, kan pericytter beskytte endotelceller mod død ved apoptose eller af cytotoksiske midler. Det er blevet vist in vivo, at pericytter producerer et enzym kendt som percyte aminopeptidase N/pAPN, som kan stimulere angiogenese. Når dette protein blev introduceret i dyrkede cerebrale endotelceller såvel som astrocytter, klumrede pericytter sig i strukturer, der lignede kapillærer. Desuden, hvis forsøgskulturen indeholder alle de nødvendige celler og stoffer, med undtagelse af pericytter, vil endotelceller gennemgå apoptose. Det blev fundet, at pericytter skal være til stede for at sikre korrekt funktion af endotelceller og astrocytter. Hvis de er fraværende, kan korrekt angiogenese ikke forekomme. Derudover har pericytter vist sig at bidrage til endotelcelleoverlevelse, fordi de udskiller BCL-w-proteinet, et blodbaneprotein, der medierer VEGF-A-ekspression og hæmmer apoptose.

Ardannelse af nervevæv

Patologier

På grund af deres kritiske rolle i at opretholde og regulere endotelcellulær struktur og blodgennemstrømning, kan pericytter være involveret i mange patologier. Når det er til stede i overskud, fører det til sygdomme som forhøjet blodtryk og tumordannelse, og når det er til stede i mangel, fører det til neurodegenerative sygdomme.

Hemangiopericytom

Hemangiopericytom er en sjælden vaskulær neoplasma, der kan være godartet eller ondartet. Med sin ondartede form kan dannelsen af ​​metastaser i lunger, lever og hjerne forekomme. Det findes oftest i lårbenet og underbenet og diagnosticeres som et knoglesarkom, normalt opdaget i ældre aldre, selvom det også forekommer hos børn. Hemangiopericytoma forårsager overdreven lagdeling af pericytlag omkring et misdannet blodkar. Diagnose af denne tumor er vanskelig på grund af manglende evne til at skelne pericytter fra andre typer celler ved hjælp af konventionel mikroskopi. Behandling kan omfatte kirurgi og strålebehandling, afhængigt af niveauet af knoglepenetration og stadium af tumorudvikling.

Diabetisk retinopati

Nethinden hos diabetespatienter viser ofte tab af pericytter, og dette tab er et kendetegn for de tidlige stadier af diabetisk retinopati. Forskning har fundet ud af, at pericytter spiller en vigtig rolle i beskyttelse af diabetiske endotelceller i nethindens kapillærer. Med tabet af pericytter udvikles mikroaneurismer i kapillærerne. Som et resultat fører enhver stigning i nethindens vaskulære permeabilitet til hævelse af øjet gennem makulaødem, eller der dannes nye kar, der penetrerer øjets glaslegeme. Slutresultatet er nedsat eller tab af syn. Det er endnu ikke klart, hvorfor pericytter går tabt hos diabetespatienter. Ifølge en hypotese dræbes de af giftig sorbitol, slutproduktet af (aldersrelateret) glukosemetabolisme, som ophobes i pericytter. På grund af stigningen i koncentrationen af ​​glucose inde i cellerne ophobes sorbitol og fruktose. Dette fører til osmotisk ubalance, som fører til cellulær skade. Glukoseniveauet stiger med alderen, hvilket også fører til celleskader.

Neurodegenerative sygdomme

Undersøgelser har vist, at pericytter går tabt hos voksne mennesker med aldring, hvilket forårsager forstyrrelse af korrekt cerebral perfusion og blod-hjerne-barrieren. Dette fører til neurodegeneration og inflammatoriske reaktioner. Apoptose af pericytter i den aldrende hjerne kan være resultatet af en fejl i kommunikationen mellem vækstfaktorer og receptorer på pericytter. Blodpladevækstfaktor B (PGF-B) frigives fra cerebrale vaskulære endotelceller og binder til PDGFR -beta-receptoren på pericytter, hvorved deres proliferation og migration initieres for korrekt at understøtte kredsløbsnetværket. Når denne signalering afbrydes, gennemgår pericytter apoptose, hvilket fører til mange neurodegenerative sygdomme, herunder Alzheimers sygdom og multipel sklerose.

Noter

  1. Peppiatt C., Howarth C., Mobbs P., Attwell D. Tovejskontrol af CNS-kapillærdiameter ved hjælp af pericytter  //  Nature: journal. - 2006. - Oktober ( bind 443 , nr. 7112 ). - S. 700-704 . — PMID 17036005 .

Litteratur

Links