Клетки Купфера

(перенаправлено с «Клетка Купфера»)

Кле́тки Ку́пфера — специализированные клетки, располагающиеся в люмене[en] (внутреннем пространстве) синусоид печени[en] и прикрепленные к синусоидальным эндотелиальным клеткам[en], образующим стенки кровеносных сосудов. Клетки Купфера — наиболее многочисленные резидентные макрофаги в печени человека, они входят в состав системы мононуклеарных макрофагов (ретикуло-эндотелиальной системы). Через воротную вену в печень из пищеварительного тракта поступают кишечные бактерии, бактериальные эндотоксины и бактериальный дебрис, которые в печени первым делом сталкиваются с клетками Купфера, образующими первую линию иммунной защиты печени. Нарушения функционирования клеток Купфера сопровождают многие заболевания печени, такие как алкогольная болезнь печени[en], вирусные гепатиты, внутрипечёночный холестаз, стеатогепатит, цирроз печени, а также при отторжении трансплантата печеночной ткани[2][3].

Микрофотография ткани печени, иллюстрирующая локализацию и взаимодействия между клетками Купфера (красный), клетками Ито (зелёный) и синусоидальными эндотелиальными клетками печени (синий). Конфокальная микроскопия[1]

СтроениеПравить

 
Клетки Купфера с серой зернистой цитоплазмой в поражённой печени. Биопсия печени

Клетки Купфера имеют амёбоидную форму и прикреплены к синусоидальным эндотелиальным клеткам. На поверхности клеток Купфера имеются микроворсинки, псевдоподии и ламеллоподии[en], расположенные во всех направлениях. Микроворсинки и псевдоподии задействованы в поглощении частиц. В цитоплазме клеток Купфера располагаются рибосомы, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум (в особенности, шероховатый), центриоли, микротрубочки и микрофиламенты. Ядро яйцевидное, может быть подразделено на доли. В органеллах клеток Купфера присутствует пероксидазная[en] активность. Клетки Купфера локализованы и в центрилобулярной, и в перипортальной части долек печени[en], однако их функции в этих регионах различны. Перипортальные клетки Купфера более крупные, содержат больше лизосом и более активны в плане фагоцитоза, а центрилобулярные клетки Купферы специализированы на генерации супероксид-радикала. Внутри клеток Купфера имеются скэвенджер-рецепторы[en] SR-AI/II. Они участвуют в распознавании и связывании липида A[en] в составе молекул липополисахарида и липотейхоевых кислот. Липополисахарид является эндотоксином, входящим в состав клеточных стенок грамотрицательных бактерий, а липотейхоевые кислоты присутствуют в клеточных стенках грамположительных бактерий[4].

РазвитиеПравить

Развитие клеток Купфера начинается в желточном мешке, где они дифференцируются в зародышевые макрофаги. После выхода в кровоток они мигрируют в печень плода, где и оседают и завершают дифференцировку в клетки Купфера[5].

В печени имеется две группы макрофагов: клетки Купфера, происходящие от кроветворных клеток-предшественниц, развивающихся в желточном мешке, и макрофаги, происходящие от моноцитов, которые образуются в красном костном мозге от гемопоэтических стволовых клеток и по кровотоку попадают в печень. Макрофаги второй группы дифференцируются в макрофаги под влиянием микросреды, а клетки Купфера являются полностью самостоятельной дифференцированной популяцией клеток, способных к локальной пролиферации. Для дифференцировки клеток Купфера требуются многие факторы роста, важнейшим из которых являются колониестимулирующие факторы[en][6][3].

ФункцииПравить

Среднее время жизни клеток Купфера составляет 3,8 суток. Главная функция клеток Купфера — удаление инородного дебриса и частиц, поступающих в печень по воротной вене. Возможно, что крупные частицы клетки Купфера поглощают с помощью фагоцитоза, а мелкие — посредством пиноцитоза[4]. Клетки Купфера относятся к врождённому иммунитету и играют важную роль в защите организма, а также метаболизируют различные вещества липидной природы, расщепляют белковые комплексы и мелкие частицы. Они также удаляют из кровотока апоптотические клетки. Количество клеток Купфера в печени постоянно и поддерживается с помощью апоптоза и фагоцитоза соседними клетками Купфера. Клетки Купфера обладают пролиферативным потенциалом и могут восстанавливать свою численность, в отличие от макрофагов, происходящих от моноцитов, которые неспособны к пролиферации. По функциям клетки Купфера гетерогенны, и клетки из разных локаций могут отличаться функционально. Например, клетки Купфера из зоны 1 дольки печени более активны, чем таковые из зоны 3, вероятно, в связи с тем, что клетки из зоны 1 больше сталкиваются с чужеродными частицами и веществами. Клетки Купфера могут продуцировать провоспалительные цитокины[en], в частности, фактор некроза опухоли α (TNFα) в M1-состоянии и противовоспалительные цитокины, например, IL-10, в M2-состоянии, кислородные радикалы и протеазы. Выделение этих соединений может приводить к повреждениям печени[4]. Кроме того, клетки Купфера несут рецепторы комплемента иммуноглобулинового семейства[en] (CRIg), и мыши, лишённые CRIg, неспособны разрушать патогенные клетки, покрытые компонентами системы комплемента. CRIg консервативны у человека и мышей и играют важную роль в работе врождённого иммунитета[7].

Клиническое значениеПравить

Клетки Купфера задействованы в патогенезе острой и хронической алкогольной болезни печени, которая может проявляться в виде стеатоза, стеатогепатита, фиброза и цирроза. Активация клеток Купфера при чрезмерном употреблении алкоголя приводит к ранним повреждениям печени, которые часто встречаются при хроническом алкоголизме. При хроническом алкоголизме на клетках Купфера активируются рецепторы TLR4 и CD14, которые предназначены для распознавания и интернализации эндотоксина. Активация этих рецепторов приводит к избыточному поглощению эндотоксина, происходящего от кишечных бактерий[8][4], и последующему запуску транскрипции гена, кодирующего TNFα, и продукции супероксида. Продуцируемый клетками Купфера TNFα действует на клетки Ито в печени, что приводит к запуску биосинтеза коллагена и фиброзу, который, в конечном итоге, приводит к развитию цирроза печени[9].

При сепсисе клетки Купфера отвечают за большую часть повреждений печени. Макрофаги печени активируются и продуцируют IL-1 и TNFα, которые, в свою очередь, активируют лейкоциты и синусоидальные эндотелиальные клетки, начинающие экспрессировать ICAM-1. В итоге эндотелий сосудов печени разрушается под действием протеаз, кислородных радикалов и других веществ, продуцируемых лейкоцитами[8][4].

История изученияПравить

Клетки Купфера были открыты в 1876 году Карлом Вильгельмом Купфером, в честь которого впоследствии и получили своё название[10]. Сам Купфер назвал их Sternzellen (звёздчатые клетки), однако он посчитал, что они являются частью эндотелия кровеносных сосудов печени и происходят от эндотелиоцитов. В 1898 году Тадеуш Брович[en] показал, что клетки Купфера в действительности являются макрофагами[11][12].

ПримечанияПравить

  1. Bonnardel J., T'Jonck W., Gaublomme D., Browaeys R., Scott C. L., Martens L., Vanneste B., De Prijck S., Nedospasov S. A., Kremer A., Van Hamme E., Borghgraef P., Toussaint W., De Bleser P., Mannaerts I., Beschin A., van Grunsven L. A., Lambrecht B. N., Taghon T., Lippens S., Elewaut D., Saeys Y., Guilliams M. Stellate Cells, Hepatocytes, and Endothelial Cells Imprint the Kupffer Cell Identity on Monocytes Colonizing the Liver Macrophage Niche. (англ.) // Immunity. — 2019. — 15 October (vol. 51, no. 4). — P. 638—654. — doi:10.1016/j.immuni.2019.08.017. — PMID 31561945. [исправить]
  2. Nguyen-Lefebvre A. T., Horuzsko A. Kupffer Cell Metabolism and Function. (англ.) // Journal Of Enzymology And Metabolism. — 2015. — Vol. 1, no. 1. — PMID 26937490. [исправить]
  3. 1 2 Dixon L. J., Barnes M., Tang H., Pritchard M. T., Nagy L. E. Kupffer cells in the liver. (англ.) // Comprehensive Physiology. — 2013. — April (vol. 3, no. 2). — P. 785—797. — doi:10.1002/cphy.c120026. — PMID 23720329. [исправить]
  4. 1 2 3 4 5 Basit, Hajira; Tan, Michael L. & Webster, Daniel R. (2020), Histology, Kupffer Cell, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID 29630278, <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK493226/>. Проверено 25 августа 2020. 
  5. Naito M., Hasegawa G., Takahashi K. Development, differentiation, and maturation of Kupffer cells. (англ.) // Microscopy Research And Technique. — 1997. — 15 November (vol. 39, no. 4). — P. 350—364. — doi:10.1002/(SICI)1097-0029(19971115)39:4<350::AID-JEMT5>3.0.CO;2-L. — PMID 9407545. [исправить]
  6. Kupffer Cells in Non-alcoholic Fatty Liver Disease: Friend or Foe? (англ.). www.ijbs.com. Дата обращения 31 августа 2020.
  7. Helmy K. Y., Katschke Jr. K. J., Gorgani N. N., Kljavin N. M., Elliott J. M., Diehl L., Scales S. J., Ghilardi N., van Lookeren Campagne M. CRIg: a macrophage complement receptor required for phagocytosis of circulating pathogens. (англ.) // Cell. — 2006. — 10 March (vol. 124, no. 5). — P. 915—927. — doi:10.1016/j.cell.2005.12.039. — PMID 16530040. [исправить]
  8. 1 2 Zeng Tao, Zhang Cui-Li, Xiao Mo, Yang Rui, Xie Ke-Qin. Critical Roles of Kupffer Cells in the Pathogenesis of Alcoholic Liver Disease: From Basic Science to Clinical Trials (англ.) // Frontiers in Immunology. — 2016. — 29 November (vol. 7). — ISSN 1664-3224. — doi:10.3389/fimmu.2016.00538. [исправить]
  9. Wheeler M. D. Endotoxin and Kupffer cell activation in alcoholic liver disease. (англ.) // Alcohol Research & Health : The Journal Of The National Institute On Alcohol Abuse And Alcoholism. — 2003. — Vol. 27, no. 4. — P. 300—306. — PMID 15540801. [исправить]
  10. Haubrich W. S. Kupffer of Kupffer cells. (англ.) // Gastroenterology. — 2004. — July (vol. 127, no. 1). — P. 16—16. — doi:10.1053/j.gastro.2004.05.041. — PMID 15236167. [исправить]
  11. Szymańska R., Schmidt-Pospuła M. Studies of liver's reticuloendothelial cells by Tadeusz Browicz and Karl Kupffer. A historical outline. // Archiwum Historii Medycyny. — 1979. — Т. 42, № 3. — С. 331—336. — PMID 386989. [исправить]
  12. Stachura J., Gałazka K. History and current status of Polish gastroenterological pathology. (англ.) // Journal Of Physiology And Pharmacology : An Official Journal Of The Polish Physiological Society. — 2003. — December (vol. 54 Suppl 3). — P. 183—192. — PMID 15075472. [исправить]