HEPATOCYTY: FUNKCJE, BUDOWA, HISTOLOGIA, DŁUGOŚĆ ŻYCIA - BIOLOGIA - 2026

W hepatocyty są jednym z czterech podstawowych typów komórek, które tworzą się w wątrobie. Stanowią do 80% wszystkich komórek tego narządu, a biorąc pod uwagę ich obfitość i znaczenie ich funkcji, są uznawane za główne komórki wątroby.

Hepatocyty to komórki nabłonkowe, które tworzą funkcjonalną lub niezbędną tkankę narządu zwaną miąższem. Poza organizmem ludzkim komórki te tracą swoją funkcjonalność w ciągu kilku godzin i bardzo trudno jest je utrzymać przy życiu w hodowli komórkowej.

Hepatocyty w przewlekłym zakażeniu wirusem zapalenia wątroby typu B z wysoką wiremią. Biopsja wątroby. Plama H&E.

W wątrobie przez cały czas towarzyszą im inne komórki, takie jak ITO lub komórki gwiaździste, które zapewniają im funkcje pomocnicze, takie jak magazynowanie.

U ludzi pełne dojrzewanie hepatocytów trwa do dwóch lat po urodzeniu i jest sprzyjane przez kilka czynników. Poziom tlenu i odżywianie zmieniają się drastycznie po urodzeniu, aktywując w ten sposób nowe układy w różnych narządach, a substancje zaangażowane w wątrobę sprzyjają dojrzewaniu.

Ustanowienie mikrobiomu jelitowego w pierwszym tygodniu po urodzeniu wiąże się z reorganizacją niedojrzałej wątroby, która sprzyja dojrzewaniu lub specjalizacji czynnościowej hepatocytów poprzez witaminy i prekursory pochodzące z mikrobiomu.

Czas życia

Hepatocyty żyją przez około rok i chociaż odnawiają się w stosunkowo wolnym tempie, wykazują dużą zdolność do proliferacji i regeneracji w przypadku uszkodzenia tkanki.

W zdrowej wątrobie odnawiają się co pięć miesięcy, więc nie jest powszechne, aby je znaleźć na etapach podziału komórkowego. Jednak nawet jeśli tempo odnowy jest powolne, niewielka nierównowaga między szybkością produkcji a śmiercią komórek może prowadzić do poważnego uszkodzenia narządu.

Z drugiej strony, jeśli wątroba dozna ostrego uszkodzenia, tkanka wątroby reaguje przyspieszeniem procesów regeneracji komórek.

Struktura

Kształt hepatocytów jest wielościenny lub wielokątny. Mierzą od 20 do 30 mikrometrów średnicy i mają objętość około 3000 mikrometrów sześciennych. Te wymiary umieszczają je w grupie komórek uznawanych za duże.

Mają jądra różnej wielkości, wyśrodkowane w przestrzeni komórkowej. Niektóre zawierają dwa jądra (dwujądrowe), a wiele jest poliploidalnych, to znaczy zawierają więcej niż dwa zestawy chromosomów (od 20% do 30% u ludzi i do 85% u myszy).

Te, które zawierają zduplikowany materiał genetyczny, są tetraploidalne, a te, które zawierają materiał zduplikowany maksymalnie dwukrotnie, są oktaploidalne. Mają więcej niż jedno dobrze zdefiniowane jąderko, a stan cytoplazmy zależy od obecności zapasów tłuszczu lub glikogenu; jeśli zapasy glikogenu są obfite, obfite jest również gładkie retikulum endoplazmatyczne. Ponadto mają liczne peroksysomy, lizosomy i mitochondria.

Histologia

Podobnie jak inne komórki nabłonkowe, hepatocyty są komórkami spolaryzowanymi, to znaczy mają charakterystyczne regiony, takie jak błona podstawna, boczna i szczytowa. Każdy z tych typów błon zawiera charakterystyczne cząsteczki, specjalnie dostarczane do miejsca przeznaczenia przez aparat Golgiego i cytoszkielet.

Biegunowość błon jest ustalana podczas rozwoju embrionalnego i ma zasadnicze znaczenie dla wielu funkcji. Jej utrata, poprzez zerwanie połączeń między hepatocytami lub regionalizację molekularną, prowadzi do dezorganizacji tkanki i powoduje choroby.

Błony podstawne i boczne są przymocowane do macierzy zewnątrzkomórkowej o niskiej gęstości, która ułatwia transport cząsteczek. Membrana wierzchołkowa to taka, która styka się z innym hepatocytem i w której powstają kanaliki żółciowe odpowiedzialne za transport żółci i produktów przemiany materii.

Hepatocyty ułożone są w warstwy o grubości 1 komórki, oddzielone kanałami naczyniowymi (sinusoidami). Nie są zakotwiczone w warstwie podstawowej, ale są ułożone w gąbczaste skupiska w trzech wymiarach. Taki układ strukturalny ułatwia główne funkcje wątroby.

cechy

Hepatocyty pełnią wiele funkcji komórkowych obejmujących procesy syntezy, degradacji i magazynowania wielu substancji, a także umożliwiają wymianę metabolitów do iz krwi.

Metabolizuj produkty trawienia

Jego główną funkcją jest metabolizowanie produktów trawienia, aby były dostępne dla innych komórek organizmu, to znaczy mają bezpośrednią komunikację z jelitem poprzez kanały żółciowe i przepływ krwi przez zatoki.

Funkcje metaboliczne

Jego funkcje metaboliczne obejmują syntezę soli żółciowych (niezbędnych do trawienia tłuszczów), lipoprotein (niezbędnych do transportu lipidów we krwi), fosfolipidów oraz niektórych białek osocza, takich jak fibrynogen, albumina, globuliny α i β oraz protrombina.

Produkcja żółci

Inne dobrze znane funkcje to wytwarzanie żółci i jej uwalnianie do przewodu pokarmowego w celu wspomagania procesu trawienia oraz syntezy i regulacji cholesterolu.

Wydzielanie mocznika

Z drugiej strony wydzielają mocznik jako produkt metabolizmu białek i większości białek osocza znajdujących się we krwi.

Ponadto odgrywają ważną rolę w metabolizmie węglowodanów - przekształcaniu i magazynowaniu ich w postaci glikogenu oraz tłuszczów - przetwarzaniu i ułatwianiu ich transportu.

Odtruwanie organizmu

Podobnie detoksykacja organizmu jest przeprowadzana przez hepatocyty, ponieważ nie tylko otrzymują one substancje wytwarzane podczas trawienia pokarmu, ale także substancje, takie jak alkohol i leki, które są przetwarzane odpowiednio w peroksysomach i retikulum endoplazmatycznym.

Dodatkowo odpowiadają za wydalanie przetworzonych substancji, które stają się toksycznymi metabolitami, takimi jak bilirubina czy hormony steroidowe.

Magazyn witamin, białek i minerałów

Z drugiej strony przechowują witaminy (A, B12, kwas foliowy, heparynę), minerały (żelazo) i białka w osadach cytozolowych, ponieważ wolne wersje niektórych z tych cząsteczek mogą być toksyczne.

Podobnie zawierają układy molekularne, które w razie potrzeby przetwarzają i transportują te cząsteczki do reszty ciała. Pełnią również funkcję hormonalną, uwalniając hepcydynę, która reguluje ogólnoustrojowe stężenie żelaza.

Aktywuj układ odpornościowy

Ponadto hepatocyty aktywują wrodzony układ odpornościowy poprzez syntezę i wydzielanie białek, które pomagają bronić się przed infekcjami bakteryjnymi. Białka te mogą zabijać bakterie w procesach, takich jak pobieranie żelaza niezbędnego do ich przetrwania lub wspomaganie fagocytozy, w której komórki układu odpornościowego dosłownie zjadają patogeny.

Dzięki tym funkcjom zapewnione są takie procesy jak koagulacja, komunikacja komórkowa, transport cząsteczek we krwi, przetwarzanie leków, zanieczyszczeń i molekuł, a także eliminacja odpadów, co ostatecznie przyczynia się do utrzymania homeostazy metabolicznej.

Bibliografia

1. Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, David Morgan, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. Rozdział 22 Histologia - życie i śmierć komórek w tkankach. W Molecular Biology of the Cell, wydanie czwarte. Garland Science, 2002. str. 1259–1312.
2. Chen C, Soto-Gutierrez A, Baptista PM, Spee B, Biotechnology Challenges to In Vitro Maturation of Hepatic Stem Cells, Gastroenterology (2018), doi: 10.1053 / j.gastro.2018.01.066.
3. Gissen P, Arias IM. 2015. Strukturalna i funkcjonalna polarność hepatocytów a choroba wątroby. Dziennik hepatholoty. 63: 1023-1037.
4. Syeda H. Afroze, Kendal Jensen, Kinan Rahal, Fanyin Meng, Gianfranco Alpini, Shannon S. Glaser. Rozdział 26 Regeneracja wątroby: podejście do komórek macierzystych. W zastosowaniach medycyny regeneracyjnej w przeszczepach narządów. Pod redakcją: Giuseppe Orlando. s. 375–390. 2014. ISBN: 978-0-12-398523-1.
5. Zhou, Z., Xu, MJ, Gao, B. Hepatocyty: kluczowy typ komórek dla odporności wrodzonej. Immunologia komórkowa i molekularna. 2016. s. 301-315.