Komórka enterochromafinowa - Enterochromaffin cell
| Komórka enterochromafinowa | |
|---|---|
| |
| Detale | |
| Identyfikatory | |
| łacina | endocrinocytus EC |
| Siatka | D004759 |
| TH | H3.04.02.0.00029 |
|
Anatomiczne warunki mikroanatomii | |
Komórki enterochromafinowe (EC) (znane również jako komórki Kulchitsky'ego ) to rodzaj komórek enteroendokrynnych i neuroendokrynnych . Znajdują się obok nabłonka wyściełającego światło przewodu pokarmowego i odgrywają kluczową rolę w regulacji żołądkowo-jelitowej, zwłaszcza w zakresie motoryki i wydzielania jelit. Zostały odkryte przez Nikołaja Kulchitskiego .
Komórki EC modulują sygnalizację neuronową w jelitowym układzie nerwowym (ENS) poprzez wydzielanie neuroprzekaźnika serotoniny i innych peptydów. Ponieważ nerwy doprowadzające i odprowadzające jelitowe nie wystają do światła jelita, komórki EC działają jako forma transdukcji czuciowej. Serotonina w ENS działa synergicznie z innymi hormonami trawiennymi, regulując odruchy czuciowe i motoryczne żołądkowo-jelitowe. Komórki EC reagują zarówno na bodźce chemiczne, jak i neurologiczne. Reagują również na czucie mechaniczne , które ma miejsce w odruchu perystaltycznym jelita i mogą być stymulowane przez bolus przemieszczający się przez jelito. Po aktywacji komórki EC uwalniają serotoninę, która działa na receptory serotoniny na neuronach ENS. W zależności od stężenia serotonina może następnie modulować skurcz perystaltyczny i wydzielanie poprzez aktywację odpowiednio mięśni gładkich i gruczołów .
Komórki neuroendokrynne płuc w drogach oddechowych są znane jako oskrzelowe komórki Kulchitsky'ego .
Struktura
Komórki EC to małe wielokątne komórki zlokalizowane w kryptach między kosmkami jelitowymi. Są one odróżniane od innych komórek krypt nabłonka przewodu pokarmowego poprzez obecność granulacji zlokalizowanych w podstawach, które zawierają serotoninę i inne peptydy. Ultrastrukturalnie te granulki mają różną wielkość i kształt i są uważane za pleomorficzne.
Większość komórek EC komunikuje się ze światłem krypt jelitowych poprzez wierzchołkowe mikrokosmki (wypustki) i określa się je jako „otwarte”. Część komórek EC nie wystaje do światła krypty i dalej określa się je jako „zamknięte”. Komórki EC zwykle sięgają do blaszki podstawnej z cytoplazmatycznymi rozszerzeniami, o których wiadomo, że przechodzą przez tkankę łączną i sąsiednie gruczoły. Tkanka pod komórkami EC zazwyczaj zawiera liczne fenestrowane naczynia włosowate, naczynia limfatyczne i małe niezmielinizowane włókna nerwowe. Wydzielana serotonina może zostać wchłonięta do przebywających w nim naczyń (transportowana we krwi przez płytki krwi) lub działać na zakończenia synaptyczne nerwów.
Dystrybucja
Komórki EC są gromadzone w określonych miejscach w przewodzie pokarmowym, głównie w jelicie cienkim, okrężnicy i wyrostku robaczkowym. Odsetek populacji komórek o dużej gęstości różni się w zależności od gatunku, co przypisuje się różnicom w wymaganiach żywieniowych i cechach fizjologicznych.
„Komórki podobne do enterochromafiny”
„Komórki podobne do enterochromafiny (ECL)” to populacja komórek, które znajdują się w jamach żołądka nabłonka prześwitu żołądka i wydzielają histaminę. W odpowiedzi na gastrynę uwalnianą przez sąsiednie komórki G, histamina wydzielana z komórek ECL działa na komórki okładzinowe, stymulując wydzielanie kwasu żołądkowego. Obecność komórek ECL ma kluczowe znaczenie dla regulacji wydzielania kwasu solnego w żołądku wywołanego przez hormony. Pod względem histologicznym komórki ECL są podobne do komórek EC i stąd są tak nazywane. Są to jednak komórki innego typu i nie posiadają mechanizmów syntezy serotoniny.
Rozwój
U rozwijających się zarodków kurzych komórki EC znaleziono w biopsjach rozwijającej się tkanki GIT przed migracją komórek grzebienia nerwowego. Chociaż komórki EC mają właściwości neuroendokrynne i są podobne pod względem chemicznym i histologicznym do komórek rdzenia nadnerczy, nie są one pochodnymi grzebienia nerwowego i nie mają wspólnego prekursora komórki. Uważa się, że komórki EC pochodzą z endodermy i pochodzą z komórek macierzystych, które tworzą inne typy komórek nabłonkowych światła przewodu pokarmowego.
Funkcjonować
Podstawową funkcją komórek EC jest synteza i wydzielanie serotoniny do modulacji neuronów przewodu pokarmowego. Serotoninę, zwaną również 5-hydroksytryptaminą (5HT), można zaklasyfikować jako hormon, neuroprzekaźnik i mitogen. Jest znana przede wszystkim ze swojej roli w ośrodkowym układzie nerwowym, ale odgrywa ważną rolę na obrzeżach, gdzie największa endogenna pula serotoniny znajduje się w jelitach (90% zapasów endogennych). W ENS serotonina jest podstawowym modulatorem transdukcji czuciowej i wydzielania śluzu. Uwalnianie serotoniny z komórek EC może być wyzwalane przez wiele bodźców, zwłaszcza rozdęcie światła, unerwienie przywspółczulne lub zmiany stężeń osmotycznych w treści jelitowej.
Synteza serotoniny
Synteza 5-HT w komórkach EC jest katalizowana przez enzym hydroksylazę tryptofanu 1 (TpH1) z aminokwasu L-tryptofanu. Reakcja przebiega w dwóch etapach, z początkowym etapem ograniczającym szybkość, obejmującym konwersję L-tryptofanu do 5-hydroksytryptofanu (5-HTP). Po konwersji do 5-HTP, nieograniczająca szybkości dekarboksylaza L-aminokwasów przekształca 5-HTP w 5-HT przez dekarboksylację. Po syntezie 5-HT jest następnie przechowywany w pęcherzykach przez pęcherzykowy transporter monoamin 1 blisko podstawy komórki w celu ostatecznego wydzielenia.
Uwolnienie pęcherzyków następuje po chemicznej, neurologicznej lub mechanicznej stymulacji komórek EC i jest głównie zależne od wapnia, co sugeruje wydalanie poprzez egzocytozę. Połączony efekt zwiększonego przepływu wapnia i uwolnienia zmagazynowanego wapnia w komórce zmienia potencjał komórki wyzwalający uwalnianie pęcherzyków 5-HT. Pęcherzyki przechodzą z brzegu podstawnego do otaczającej blaszki właściwej, aby oddziaływać z pobliskimi synapsami nerwowymi, limfą i naczyniami krwionośnymi.
Serotonina syntetyzowana przez komórki EC jest przeważnie egzocytowana z granicy podstawnej, ale wiadomo również, że jest wydzielana z wierzchołka jelita do światła jelita i może być obecna w próbkach kału. Wydzielany 5-HT działa na różne podtypy receptorów zlokalizowane w komórkach nabłonka przewodu pokarmowego, mięśni gładkich i tkance łącznej, a reakcja zależy od stężenia wydzielanego hormonu.
Głównym efektem serotoniny jest zwiększenie skurczu perystaltycznego poprzez jej wpływ zarówno na neurony ENS, jak i mięśnie gładkie. 5-HT aktywuje również neuronalną odpowiedź wydzielniczą, w wyniku czego wiązanie się z receptorami 5-HT1P na neuronach mięśniówki nerwowej wyzwala kaskadę sygnalizacyjną w splocie podśluzówkowym. Powoduje to uwolnienie acetylocholiny do zainicjowania wydzielania z błony śluzowej jelita poprzez uwolnienie jonów chlorkowych.
Znaczenie kliniczne
Zespół jelita drażliwego
Zespół jelita drażliwego (IBS) to zróżnicowany stan związany z przewlekłym dyskomfortem w jelitach i bólem brzucha o różnym nasileniu u różnych pacjentów. Nieprawidłowe stężenia serotoniny były związane z IBS, głównie zwiększone stężenia nasilające motorykę przewodu pokarmowego i wydzieliny śluzowe z błony śluzowej jelita. Ciężki IBS często objawia się przewlekłymi zaparciami lub przewlekłą biegunką, a nieprawidłowe populacje komórek EC zostały skorelowane z oboma stanami. U pacjentów cierpiących na IBS po infekcji biopsje odbytnicy wykazały dramatyczny wzrost populacji komórek EC związany z objawami biegunki.
Podobnie zaobserwowano zmniejszone populacje komórek EC u pacjentów cierpiących na przewlekłe zaparcia, co wskazuje na brak 5-HT, a zatem zmniejszenie ruchliwości przewodu pokarmowego i wydzielania. Trwające badania wskazują, że nieprawidłowe populacje komórek EC, a tym samym sygnalizacja 5-HT, mogą znacząco przyczyniać się do dysfunkcji przewodu pokarmowego. Leczenie przy użyciu agonistów receptora 5-HT u pacjentów z funkcjonalnymi zaparciami wykazało pewną skuteczność w osiąganiu normalnej funkcjonalności przewodu pokarmowego.
Zespół rakowiaka
Zespół rakowiaka jest rzadkim stanem charakteryzującym się nieprawidłowym wzrostem krążących biologicznie aktywnych hormonów, głównie serotoniny, z wczesnymi objawami obejmującymi biegunkę, skurcze brzucha i epizodyczne uderzenia gorąca. Nadmiar krążącej serotoniny jest zwykle wytwarzany przez rakowiaki raka jelita cienkiego lub wyrostka robaczkowego pochodzące z komórek EC. Guzy rosną wolno, ale mogą dawać przerzuty do wątroby, jeśli są agresywne. Mogą również występować w innych miejscach, szczególnie w płucach i żołądku.
Historia
Nazwa „enterochromafina” pochodzi od greckiego słowa „enteron” (ἔντερον) w odniesieniu do jelit i „chromaffin” jako grupy słów chromium i powinowactwo, które można uwidocznić poprzez barwienie solami chromu. Podobnie nazwane komórki chromafiny (rdzenia nadnerczy) mają tę cechę i są histologicznie podobne do komórek EC. Jednak ich embriologiczne pochodzenie jest zgoła różne i nie pełnią podobnych funkcji.