Блог

Клетки пеннета кишечника


Роль бактерий и аутофагии в клетках Панета при воспалительных заболеваниях кишечника

10.02.2018 12:25

РОЛЬ КЛЕТОК ТОНКОГО КИШЕЧНИКА И БАКТЕРИЙ ПРИ ВЗК

На рисунке: клетки Панета (красный) секретируют антимикробные пептиды (зеленый) в гранулы. Фото из University of Rochester Medical Center

Редкая группа клеток может помочь в разработке методов лечения воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК)

В поддержании здоровья человека огромную роль играют населяющие его кишечник микроорганизмы нормальной микрофлоры, выполняющие защитные функции, к которым можно отнести барьерную защиту от проникновения в кровь патогенов и антимикробную защиту (за счет выработки антибиотических веществ, в т.ч. бактериоцинов). В последнее время вызывает также большой интерес обнаруженная антимутагенная защита ряда бактерий, т.к. воздействие мутагенов различной природы (в т.ч. присутствующих в пище) может вызывать разрушения ДНК, различные мутации и изменения в работе клеток организма, что также приводит к заболеваниям.

Однако защиту от вторжения в кишечник бактерий, вызывающих воспаления, выполняют непосредственно и сами клетки кишечника, а потому различные изменения или мутации в них могут привести к тяжелым болезням.

В новом исследовании ученые обнаружили, что нарушение работы редкой группы клеток в тонком кишечнике позволяет кишечным бактериям вторгнуться в этот орган и вызвать серьезные воспалительные процессы.

Человеческий микробиом - триллионы крошечных бактерий, которые живут в и на наших телах - становится все более важным игроком в области здравоохранения и благополучия. Но, наше сосуществование с этими микроорганизмами - это сложный процесс, и ученые узнали, что даже незначительные изменения в этих отношениях могут привести к большим проблемам с нашим здоровьем.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Host & Microbe, ученые из медицинского центра университета Рочестера (University of Rochester Medical Center) обнаружили, что нарушение работы редкой группы клеток (так называемых клеток Панета) в тонком кишечнике позволяет кишечным бактериям вторгнуться в этот орган и вызвать серьезные воспаления. Исследование проводилось на мышах, но имеет большое значение для лечения воспалительного заболевания кишечника (ВЗК), группы болезней, характеризующихся хроническим воспалением в пищеварительном тракте.

Сохраняя наш кишечник счастливым и здоровым

Сохранение нашего кишечника в хорошей форме требует сотрудничества нескольких кишечных клеток с бактериями, которые живут вокруг них. Несмотря на довольно небольшое количество кишечных клеток, называемых клетками Панета, они играют важную роль; они делают антимикробные соединения, которые сдерживают бактерии - помогают образованию в тонкой кишке, физического барьера между органом и бактериями.


Прим.: Клетки Панета - клетки тонкой кишки, обеспечивающие антибактериальную защиту. Названы в честь австрийского врача Йозефа Панета. Функционально схожи с нейтрофилами. При столкновении с бактериями или бактериальными антигенами выделяют антимикробные вещества в просвет крипты, способствуя поддержанию кишечного барьера.


Предыдущие исследования показали, что изменения или мутации в клетках Панета связаны с повышенным воспалением, в том числе у людей с болезнью Крона. Но ученые не знали, как клетки Панета «открывали дверь» для такого воспалительного повреждения.

Плохие вещи случаются, когда охранники уходят

Исследователи во главе с Феликсом Яровинским (Felix Yarovinsky) нашли ответ в процессе, называемом аутофагией, который помогает клеткам удалять ненужный клеточный материал или мусор. Его команда выключила аутофагию в клетках Панета у мышей, а затем подвергла эти клетки стрессовому воздействию паразитом под названием Токсоплазма гондии (Toxoplasma gondii). Без аутофагии, барьер между тонкой кишкой и кишечными бактериями сломался; бактерии вторглись в орган и вызвали сильную инфекцию и воспаление.


Прим. ред.: Аутофагия (от «сам» и «есть») — процесс, при котором внутренние компоненты клетки доставляются внутрь её лизосом или вакуолей и подвергаются в них деградации. Аутофагия сопровождает жизнедеятельность любой нормальной клетки в обычных условиях. Основными стимулами к усилению процессов аутофагии в клетках могут служить: нехватка питательных веществ, наличие в цитоплазме повреждённых органелл, наличие в цитоплазме частично денатурировавших белков и их агрегатов. Кроме голодания, аутофагия может индуцироваться окислительным или токсическим стрессом.


"Клетки Панета подобны Хранителям кишечника и аутофагия их броня", - рассказывает Феликс Яровинский, доцент в Центре Биологии Вакцин и иммунологии Кафедры микробиологии и иммунологии университета Рочестера (URMC). "Когда мы сняли их броню, клетки Панета не могли контролировать кишечные бактерии, и они сошли с ума, вызывая тяжелое заболевание."

Исследование показывает, что нормальная аутофагия в клетках Панета необходима, чтобы регулировать бактерии в кишечнике, держа их "в страхе", и защищать от их вторжения в ткани хозяина. Клетки Панета составляют всего 2 процента клеток в кишечнике, и тот факт, что ограничение аутофагии в этих клетках привело к большим проблемам – оказался неожиданным результатом исследования.

Роль кишечных бактерий в воспалительных заболеваний кишечника

Ученые знают, что бактерии кишечника играют определенную роль в развитии воспалительных заболеваниях кишечника, которые включают болезнь Крона и язвенный колит. Но то, как бактерии в кишечнике контролируются в этих условиях, остается неясным.

Это и другие исследования указывают на клетки Панета, как на одних из ключевых регуляторов взаимодействия между хозяином и бактериями, и дальнейшие исследования могут быть использованы при разработке будущих методов лечения.

Эта работа была поддержана грантами Национального института аллергии и инфекционных заболеваний при национальных институтах здравоохранения и Фонде Burroughs Wellcome. Элис Бургер (Elise Burger), Алессандра Араужо (Alessandra Araujo) и Америко Лопес-Иглесиас (Américo López-Yglesias) из медицинского центра университета Рочестера (URMC) внесли свой вклад в исследование, наряду с учеными из Университета Мичигана и Юго-Западного Медицинского центра Техасского университета.

 

Источник: Материалы, предоставленные University of Rochester Medical Center


Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Регулирование свойств и функций кишечных эпителиальных клеток с помощью аминокислот

Кишечные эпителиальные клетки (IEC) выстилают поверхность кишечного эпителия, где они играют важную роль в переваривании пищи, всасывании питательных веществ и защите человеческого организма от микробов. инфекции и другие. Дисфункция IEC может вызвать заболевания. На развитие, поддержание и функции IEC сильно влияет внешнее питание, такое как аминокислоты. Аминокислоты играют важную роль в регулировании свойств и функций IEC.В этой статье мы кратко рассмотрели текущее понимание роли аминокислот в регуляции свойств и функций IEC в физиологическом состоянии, в том числе в гомеостазе IEC (дифференциация, пролиферация и обновление), в структуре и функциях кишечного эпителиального барьера. и в иммунных ответах. Мы также суммировали некоторые важные выводы о влиянии добавок аминокислот (например, глутамина и аргинина) на восстановление функций IEC и кишечника при некоторых болезненных состояниях.Эти результаты будут способствовать нашему пониманию важной роли аминокислот в гомеостазе IEC и потенциально могут помочь в выявлении новых мишеней и реагентов для терапевтического вмешательства при заболеваниях, связанных с дисфункциональными IEC.

1. Введение
1.1. Пищеварительная система, структура и функции кишечника

Человеческое тело имеет несколько уровней организации: клетки, ткани, органы и системы органов. Работая вместе, системы органов человека снабжают клетки организма жизненно важными биологическими материалами, которые им необходимы для функционирования, а также способствуют устранению отходов.Они также работают согласованно, чтобы поддерживать температуру, pH и другие условия на оптимальном уровне для поддержки клеточных процессов. Пищеварительная система выполняет три основные функции: переваривание пищи, усвоение питательных веществ и удаление твердых пищевых отходов. Органы пищеварительной системы включают те, которые составляют желудочно-кишечный тракт (например, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник) и вспомогательные органы (например, печень, желчный пузырь и поджелудочную железу).

Тонкий и толстый кишечник составляют основную часть желудочно-кишечного тракта.Расположенные в брюшной полости, они являются основным местом переваривания и поглощения питательных веществ из принятой пищи [1]. Тонкая кишка состоит из трех отделов: двенадцатиперстной кишки, тощей кишки и подвздошной кишки [2]. Двенадцатиперстная кишка - это первый и самый короткий сегмент тонкой кишки. Получает частично переваренную пищу из желудка и секрета поджелудочной железы, содержащую пищеварительные ферменты; он играет важную роль в переваривании пищи. Тощая кишка находится в средней части кишечника, соединяя двенадцатиперстную кишку и подвздошную кишку.Он содержит круглые складки и ворсинки для увеличения площади поверхности для поглощения мелких частиц питательных веществ, которые ферментативно перевариваются в двенадцатиперстной кишке. Поглощенные питательные вещества затем попадают в печень через энтерогепатический кровоток. Подвздошная кишка является третьей частью тонкой кишки и содержит ворсинки, похожие на ворсинки тощей кишки. Подвздошная кишка поглощает витамин B12, желчные кислоты и другие питательные вещества, которые не усваиваются тощей кишкой [2]. В слепой и толстой кишке (толстой кишке) ворсинки отсутствуют.

Структура поперечного сечения тонкой кишки состоит из четырех слоев: слизистой оболочки, подслизистой оболочки, мышечного слоя и адвентиции [3] (рис. 1).Слизистая оболочка состоит из эпителиальных клеток, которые выделяют слизь в виде густой защитной жидкости. Основные функции слизистой оболочки - поглощение и транспортировка питательных веществ, поддержание влажности тканей и защита организма от патогенов и инородных частиц [4]. Подслизистая основа представляет собой относительно тонкий внеклеточный матрикс, богатый коллагеном, который поддерживает слизистую оболочку и соединяет ее с мышечным слоем. Мышечный слой состоит из мышечной ткани; он отвечает за движения кишечника, такие как перистальтика [3]. Адвентиция - это гладкая тканевая мембрана, состоящая из двух слоев мезотелия, висцеральной мембраны и париетального слоя.Адвентиция выделяет серозную жидкость [3].


.

Ячейки Панета

Панет Ячейки

Клетки Панета обеспечивают защиту хозяина от микробов в тонком кишечнике. Функционально они похожи на нейтрофилы. При воздействии бактерий или бактериальных антигенов клетки Панета секретируют ряд антимикробных молекул в просвет крипты, тем самым способствуя поддержанию желудочно-кишечного барьера.

Крипты тонкого кишечника содержат стволовые клетки, которые служат для постоянного пополнения эпителиальных клеток, которые отмирают и теряются из ворсинок.Защита этих стволовых клеток важна для долговременного поддержания эпителия кишечника, а расположение клеток Панета рядом со стволовыми клетками предполагает, что они играют решающую роль в защите обновления эпителиальных клеток.

Основными защитными молекулами, секретируемыми клетками Панета, являются альфа-дефенсины, также известные как криптдины. Эти пептиды имеют гидрофобные и положительно заряженные домены, которые могут взаимодействовать с фосфолипидами в клеточных мембранах. Эта структура позволяет дефенсинам вставляться в мембраны, где они взаимодействуют друг с другом, образуя поры, которые нарушают функцию мембраны, что приводит к гибели клеток.Из-за более высокой концентрации отрицательно заряженных фосфолипидов в мембранах бактерий, чем в мембранах позвоночных, дефенсины преимущественно связываются с бактериальными клетками и разрушают их, сохраняя клетки, которые они функционируют для защиты.

Клетки Панета стимулируются к секреции дефенсинов при воздействии бактерий (как грамположительных, так и отрицательных типов) или таких бактериальных продуктов, как липополисахарид, мурамилдипептид и липид А. Эти клетки также секретируют лизоцим и фосфолипазу А2, оба из которых обладают явной антимикробной активностью.Эта батарея секреторных молекул дает клеткам Панета мощный арсенал против широкого спектра агентов, включая бактерии, грибки и даже некоторые вирусы в оболочке.

В дополнение к их роли в защите кишечных крипт, клетки Панета, по-видимому, способны реагировать на кишечные инсульты, превращаясь в пролиферативные клетки с характером, подобным стволовым клеткам, которые помогают в восстановлении тканей.

Ссылки и обзоры
  • Ayabe T, Satchell DP, Wilson CL и др.: Секреция микробицидных альфа-дефензинов кишечными клетками Панета в ответ на бактерии.Nature Immunol 2000; 1: 113-118.
  • Ganz T: клетки Панета - хранители клетки кишечника. Nature Immunol 2000; 1: 99-100.
  • Рот С., Франкен П., Саккетти А. и др. Клетки Панета в гомеостазе кишечника и повреждении тканей. PLoS One 2012, http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0038965.
  • van der Flier LG и Clevers H. Стволовые клетки, самообновление и дифференцировка в кишечном эпителии. Энн Рев Физиол 2009; 71: 241-260.
  • Wilson CL, Ouellette AJ, Satchell DP и др.: Регуляция активации кишечного альфа-дефенсина металлопротеиназой матрилизином в врожденной защите хозяина.Science 1999; 286: 113-117.

Последнее обновление: январь 2018 г. Присылайте комментарии по адресу [email protected]

,

% PDF-1.3 % 336 0 obj> endobj Xref 336 73 0000000016 00000 н. 0000002327 00000 н. 0000001756 00000 н. 0000002444 00000 н. 0000002501 00000 п. 0000002757 00000 н. 0000002873 00000 н. 0000002989 00000 н. 0000003206 00000 н. 0000003308 00000 н. 0000003522 00000 н. 0000004955 00000 н. 0000005260 00000 п. 0000005335 00000 п. 0000005690 00000 н. 0000006201 00000 н. 0000006495 00000 н. 0000006890 00000 н. 0000007045 00000 н. 0000007796 00000 н. 0000007950 00000 н. 0000008369 00000 н. 0000008554 00000 н. 0000008590 00000 н. 0000009857 00000 н. 0000010343 00000 п. 0000010485 00000 п. 0000010816 00000 п. 0000011713 00000 п. 0000011981 00000 п. 0000013185 00000 п. 0000014360 00000 п. 0000014521 00000 п. 0000015006 00000 п. 0000015134 00000 п. 0000016345 00000 п. 0000017495 00000 п. 0000018356 00000 п. 0000019318 00000 п. 0000020252 00000 п. 0000027837 00000 н. 0000037464 00000 п. 0000043006 00000 п. 0000045676 00000 п. 0000045905 00000 п. 0000046099 00000 п. 0000046995 00000 н. 0000047188 00000 п. 0000047543 00000 п. 0000047739 00000 п. 0000047795 00000 п. 0000048065 00000 п. 0000048156 00000 п. 0000048288 00000 н. 0000048581 00000 п. 0000048692 00000 п. 0000048885 00000 п. 0000049003 00000 п. 0000049125 00000 п. 0000049302 00000 п. 0000049428 00000 п. 0000049544 00000 п. 0000049758 00000 п. 0000049877 00000 п. 0000050053 00000 п. 0000050241 00000 п. 0000050392 00000 п. 0000050525 00000 п. 0000050695 00000 п. 0000050807 00000 п. 0000050967 00000 п. 0000051104 00000 п. 0000051245 00000 п. прицеп ] >> startxref 0 %% EOF 338 0 obj> поток xb``f``d`c`db @

.

Тонкий кишечник - знания для студентов-медиков и врачей

Тонкая кишка - это полый внутрибрюшинный орган, который развивается из дистальных отделов передней и средней кишок. Он простирается от привратника желудка до илеоцекального перехода и подразделяется на двенадцатиперстную кишку, тощую кишку и подвздошную кишку. За исключением проксимальной части двенадцатиперстной кишки, которая снабжается чревным стволом, основное артериальное кровоснабжение тонкой кишки обеспечивается ветвями верхней брыжеечной артерии.Вены тонкой кишки стекают в воротную вену, а лимфатические сосуды в конечном итоге стекают в верхние брыжеечные и чревные лимфатические узлы. Тонкая кишка иннервируется симпатической и парасимпатической нервной системой, а также мышечно-кишечным сплетением и подслизистым сплетением кишечной нервной системы. Слизистая оболочка тонкой кишки содержит множество складок (т. Е. Циркулярных складок, ворсинок кишечника и микроворсинок), которые значительно увеличивают площадь ее абсорбирующей поверхности. Он также содержит кишечные железы (крипты Либеркуна), состоящие из энтероцитов, которые реабсорбируют питательные вещества, и других специализированных клеток тонкого кишечника (например,g., стволовые клетки, клетки Панета, бокаловидные клетки, энтероэндокринные клетки). Секреции поджелудочной железы и желчь собираются в двенадцатиперстной кишке и расщепляют химус на сахара, аминокислоты и жирные кислоты. Поглощение микроэлементов и воды преимущественно происходит в тощей кишке. Всасывание витамина B , 12, и желчных кислот происходит в терминальном отделе подвздошной кишки.

,

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec