Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 464
Текст из файла (страница 464)
23.22. Сигналы, определяющие нишу стволовык клеток кишечника. а) Схема сигнальной системы. Эпителиальные клетки в основании каждой крипты экспрессируют гены сигнальных белков из семейств Недбеьоб и уупт, а наряду с ними — рецепторы сигнала уупт и потому сами испытывают высокие уровни активации сигналами УУпт. Клетки соединительной ткани, лежащие под эпителием, экспресси руют и рецепторы сигнала Нег)беЬоб, и рецепторы сигнала Ъупт. Общее действие сигналов из основания крипты, возможно, в комплексе с другими сигналами, призвано побудить клетки соединительной ткани, которые лежат в стержне каждой ворсинки, экспрессировать белки ВМР.
Белки ВМР воздействуют на эпителий ворсинки, препятствуя ее клеткам образовывать крипты. б) Поперечный срез области нормального кишечного эпителия. Коричневый краситель отмечает пролиферирующие клетки, которые ограничены криптами. е) Подобным же образом окрашен срез кишечника трансгенной мыши, экспрессирующей ингибитор сигналов ВМР. Крипты, содержащие делящиеся клетки, развились эктопически, на склонах деформированных ворсинок. (Снимки б и в любезно предоставлены А.
Нагагпй ет а)., 5сгелсе 303:1684- 1686, 2004. С любезного разрешения ААААА.) 23.3. Дыхательные пути и кишечник 2207 23.3.8. Печень является связующим звеном между пищеварительным трактом и кровеносной системой Как мы могли убедиться, для выполнения своей основной функции кишечнику требуются клетки самых разных типов. Одни специализированы для выделения соляной кислоты, другие — для выделения ферментов, третьи — для всасывания питательных веществ и так далее. Клетки некоп>рых из этих типов перемешаны между собой в стенке кишечника, тогда как другие обособлены в крупные железы, которые сообщаются с кишечником и появляются у эмбриона в виде выростов кишечного эпителия.
Наиболее внушительная из таких желез печень. Она развивается на участке, где главная вена проходит вблизи стенки первичной кишечной трубки, и взрослый орган сохраняет особую взаимосвязь с кровью. Клетки печени, происходящие от эпителия первичной кишки — гепатоциты, — организованы во взаимосвязанные пласты и тяжи, а пролегающие между ними пространства заполнены кровью и называются синусоидами (рис. 23.28). Кровь отделена от поверхности гепатоцитов одинарным слоем плоских эндотелиальных клеток, покрывающих внешние поверхности гепатоцитов. Эта структура облегчает печени отправление своих основных функций, зависящих от обмена метаболитами между гепатоцитами и кровью.
Печень — это основной орган, в котором питательные вещества, поступившие из кишечника и затем перешедшие в кровь, обрабатываются для использования другими клетками организма. Основной поток крови идет в печень непосредственно от кишечного тракта (через воротную вену). Гепатоциты способны синтезировать, разрушать и запасать огромное количество различных веществ. Они играют центральную роль в углеводном и жировом обмене веществ организма в целом и выделяют львинук> долю белков плазмы крови.
В то же время гепатоциты остаются связанными с просветом кишки через систему мельчайших канальцев и более широких протоков (см. рис. 23.28, б, в) и выделяют в кишечник по этим путям как ненужные продукты своего метаболизма, так и эмульгирующий агент, желчь, которая облегчает всасывание жиров. Гепатоциты — довольно крупные клетки, и приблизительно 50 ' из них (у взрослого человека) полиплоидны с двумя, четырьмя, восемью (или даже больше) наборами ДНК на клетку.
В отличие от всей остальной части пи>цеварительного тракта, в печени наблюдается удивительно небольшое разделение труда в популяции гепатоцитов. Каждый гепатоцит способен выполнять общий для всех широкий диапазон метаболических и секреторных задач. Как мы объясняем далее, эти полностью дифференцированные клетки способны, помимо всего прочего, многократно делиться, когда в этом возникает необходимость. 23.3.9.
Потеря клеток печени стимулирует пролиферацию оставшихся гепатоцитов Печень поразительным образом отражает одну большую нерешенную проблему биологии развития и гистологии: что служит определяющим фактором для размеров органа тела и количества ткани одного типа относительно количества ткани другого типа? Очевидно, что для разных органов и тканей механизмы регуляции должны отличаться, но до сих пор ни один из них толком не изучен. Гепатоциты обычно живут около года или немногим больше и обновляются довольно медленно.
Однако даже в медленно обновляющейся ткани небольшое, но устойчивое расхождение между скоростью размножения клеток и скоростью устье синусоида, открывающееся в центральную вену эритроцит в синусоида гвпатоцит кровеносный синусоид пластинки гвпатоцитов желчный микроканалвц пористая эндотелиальная клетка зндотелиапьная клетка с многочисленными окнами желчный микрокан впадающ в желчны проток вритроцит гвпатоцит в) в синусоиде Рис. 23.28. Структура печени. а) Полученная сканирующей электронной микроскопией фотография фрагмента печени.
Видны нерегулярные пласты и тяжи гепатоцитов и множество маленьких каналов, или синусоид, для тока крови. Более крупные каналы — сосуды, распределяющие и собирающие кровь, которая течет по синусоидам. б) Участок синусоида (увеличенное изображение области, отмеченной желтым прямоугольником в нижней правом углу снимка а), в) Схематичное изображение тонкой структуры печени.
Одинарный тонкий слой эндотели альных клеток с вкрапленными в него ма крофаго подобными клетками Купфера отделяет гепатоциты от кроватока. Через маленькие отверстия в эндотелиальном слое, называемые фенестрами (от лат. (епезтгэе — окно), осуществляется обмен молекулами и маленькими частицами между гепатоцитами и кровотоком. Наряду с обменом материалов с кровью гепатоциты образуют систему крошечных желчных канальцев, куда они выделяют желчь, которая в конечном счете выбрасывается в кишечник через желчные протоки. Реальная структура печени отличается от представленной на этой схеме гораздо меньшей упорядоченностью взаимного расположения клеток.
(Снимки а и б любезно предоставлены Р(етго М. Мотта из Опшегяту о( йогпе кСа Бар)епзаэ.) 23.3. Дыхательные пути и кишечник 2209 их смерти привело бы к печальным последствиям. Если бы у человека каждую неделю делилось 2;4 гепатоцитов, а умирал только 1 го, то его печень постоянно разрасталась бы и за 8 лет превысила вес остального тела. Для поддержания органа в его нормальных размерах должны работать гомеостатические механизмы, регулирующие или скорость разрастания клеток, или скорость смерти клеток, или оба эти процесса.
Более того, размер органа должен соответствовать размерам других органов и всего организма. Действительно, когда печень маленькой собаки пересаживается в крупную собаку, она быстро растет и почти достигает размера, соответствующего габаритам хозяина; и наоборот, когда печень пересаживается от большой собаки к маленькой, она уменьшается. Прямое подтверждение гомеостатического управления разрастанием клеток печени получено в ходе экспериментов, в которых значительные количества гепатоцитов удаляли хирургически или убивали, обрабатывая четыреххлористым углеродом.
Примерно через день после повреждения любого вида выжившие гепатоциты начинают активно делиться и быстро заменяют утраченную ткань. (Если сами гепатоциты полностью исчезнут, то клетки другого класса, расположенные в желчных протоках, могут послужить с> воловыми клетками для порождения новых гепатоцитов, но обычно такой необходимости не возникает. ) Например, если удалить две трети печени крысы, то за счет разрастания гепатоцитов из оставшейся части приблизительно за 2 недели может восстановиться печень почти нормального размера. Хотя в запуске этой реакции участвует множество сигналов, одним из наиболее важных является белок, называемый фактором роста гелатоцитов.
Он побуждает гепатоциты делиться в культуре, и в ответ на повреждение печени его производство резко увеличивается (механизм этого пока изучен довольно плохо). Равновесие между рождением и смертью клеток во взрослой печени (а также и в других органах) поддерживается не только в результате регуляции их размножения: определенную роль играет также управление выживанием клеток. Например, если взрослую крысу обработать фенобарбиталом, то гепатоциты начинают активно делиться, в силу чего печень увеличивается. Когда обработку фенобарбиталом прекраШают, гепатоциты начинают активно отмирать до тех пор, пока печень не возвратится к своему исходному размеру (обычно за неделю или около того).
Механизм такого рода контрозя жизнеспособности клеток неизвестен, но предполагается, ч>о жизнеспособность гепатоцитов, как и большинства других клеток позвоночных, за висит от сигналов, поступающих от соседних клеток и что нормачьный уровень этих сигналов способен поддерживать жизнеспособность лишь ограниченного числа гепатоцитов. Если количество гепатоцитов превышает этот порог (скажем, в результате обработки фенобарбиталом), то смертность гепатоцитов автоматически увеличится, чтобы снизить их число до нормы. Однако механизмы, поддерживающие надлежащий уровень факторов выживания, до сих пор не изучены.
23.3.10. Обновление ткани не зависит от стволовых клеток: клетки, вырабатывающие инсулин в поджелудочной железе Большинство органов дыхательного и пищеварительного трактов, включая легкие, желудок и поджелудочную железу, содержат популяции эндокринных клеток, подобных энтероэндокринным клеткам кишечника, образук>шихся в эпителии под управлением сигнального пути Хо(с)>. Вырабатывающие инсулин клетки (р-клетки) поджелудочной железы относятся к этой категории.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
