Кератоцит роговицы - Corneal keratocyte
Кератоциты роговицы ( фибробласты роговицы ) - это специализированные фибробласты, находящиеся в строме . Этот слой роговицы , составляющий около 85-90% толщины роговицы, состоит из очень регулярных коллагеновых пластинок и компонентов внеклеточного матрикса. Кератоциты играют основную роль в поддержании прозрачности, заживлении ран и синтезе его компонентов. В невозмущенной роговице кератоциты остаются в спящем состоянии, вступая в действие после любого вида травмы или воспаления. Некоторые кератоциты, лежащие в основе места травмы, даже легкие, сразу после травмы подвергаются апоптозу . Любой сбой в точно организованном процессе заживления может затуманивать роговицу, в то время как чрезмерный апоптоз кератоцитов может быть частью патологического процесса при дегенеративных заболеваниях роговицы, таких как кератоконус , и эти соображения побуждают к продолжающимся исследованиям функции этих клеток.
Происхождение и функции
Кератоциты в процессе развития происходят из черепной популяции клеток нервного гребня , откуда они мигрируют, чтобы поселиться в мезенхиме . У некоторых видов миграция из нервного гребня происходит двумя волнами: первая дает рождение эндотелию роговицы, а вторая вторгается в секретируемый эпителием зачаток стромы, лишенный клеток; у других видов обе популяции происходят из одной волны миграции. Попав в строму, кератоциты начинают синтезировать молекулы коллагена разных типов (I, V, VI) и кератансульфат . К моменту открытия глаза после рождения размножение кератоцитов практически прекращается, и большинство из них находится в состоянии покоя.
К концу развития глаза в роговице устанавливается взаимосвязанная сеть кератоцитов, при этом дендриты соседних клеток контактируют друг с другом. Покоящиеся кератоциты синтезируют так называемые кристаллины , известные прежде всего своей ролью в хрусталике . Считается, что кристаллины роговицы, как и кристаллы хрусталика, помогают поддерживать прозрачность и оптимальное преломление. Они также являются частью антиоксидантной защиты роговицы. Кристаллины, экспрессируемые кератоцитами человека, представляют собой ALDH1A1 , ALDH3A1 , ALDH2 и TKT. Для разных видов характерны разные наборы кристаллинов. Считается, что кератансульфат, продуцируемый кератоцитами, помогает поддерживать оптимальную гидратацию роговицы; генетическое нарушение его синтеза приводит к макулярной дистрофии роговицы .
Согласно одному исследованию, средняя плотность кератоцитов в строме человека составляет около 20500 клеток на мм 3 , или 9600 в столбце сечением 1 мм 2 . Наибольшая плотность наблюдается в верхних 10% стромы. Количество кератоцитов уменьшается с возрастом примерно на 0,45% в год.
После повреждения роговицы некоторые кератоциты подвергаются апоптозу, вызванному сигнальными молекулами, секретируемыми верхними слоями, такими как IL1 альфа и TNF-альфа . Другие соседние кератоциты, когда на них действуют те же молекулы, становятся активными, пролиферируют и начинают синтезировать матриксные металлопротеиназы, которые вызывают ремоделирование ткани. Эти активированные клетки обозначаются в различных источниках либо как «активные кератоциты» или «фибробласты», либо, как говорят, предполагают «фенотип репарации». После более тяжелых травм или на поздних стадиях процесса заживления ряд кератоцитов трансформируется в миофибробласты, активно секретирующие компоненты ВКМ ; считается, что это преобразование вызывается TGF-бета . Как только базальная мембрана из эпителия роговицы восстанавливаются, TGF беты приток в строму резко уменьшается и миофибробласты исчезают, после чего оставшихся активированных кератиноцитов продолжаться в течение некоторого времени , чтобы изменить форму внеклеточного матрикса, секретирующие IL - 1-альфа , чтобы сохранить их " ремонтный фенотип ».
Апоптоз кератоцитов в состоянии покоя или в активном состоянии - это процесс, привлекающий особое внимание. В здоровой роговице запрограммированная гибель клеток является редким случаем, но сразу после повреждения кератоцитов верхнего слоя непосредственно под местом повреждения совершается апоптоз. Одна гипотеза объясняет такую быструю реакцию на необходимость остановить возможную инфекцию от распространения в роговицу, потому что из - за ограничений глазной системы иммунитета на иммунные клетки занять до нескольких часов , чтобы прибыть на место повреждения. При нормальном ходе событий недостаток кератоцитов постепенно восполняется митозом соседних клеток. Апоптоз наблюдается после операций на глазах, в том числе кератотомии и лазерной хирургии , и может играть роль в развитии послеоперационных осложнений.
Клиническое значение
Кератоциты могут играть роль в различных заболеваниях роговицы. Согласно сравнительным исследованиям, их функции резко отклоняются от нормы при кератоконусе , наиболее частой форме дистрофии роговицы . Было показано, что в кератоконической роговице они совершают апоптоз вдали от любого повреждения эпителия; Существует гипотеза, согласно которой чрезмерный апоптоз кератоцитов является основным патологическим событием при кератоконусе. Согласно одному исследованию, в кератоцитах пациента снизился уровень одной из подформ алкогольдегидрогеназы , они секретируют значительно меньше супероксиддисмутазы 3 , согласно другому.
Смотрите также
Рекомендации
Внешние ссылки
- Найджел Брукс - исследователь