ГЕПАТОЦИТЫ: ФУНКЦИИ, СТРОЕНИЕ, ГИСТОЛОГИЯ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В гепатоциты являются одним из четырех основных типов клеток , которые составляют до печени. Они составляют до 80% от общего числа клеток этого органа, и, учитывая их численность и важность их функций, они признаны основными клетками печени.

Гепатоциты - это эпителиальные клетки, которые составляют функциональную или важную ткань органа, называемого паренхимой. Вне человеческого тела эти клетки теряют свою функциональность в течение нескольких часов, и очень трудно сохранить их живыми в клеточной культуре.

Гепатоциты при хронической инфекции гепатита В с высокой вирусной нагрузкой. Биопсия печени. Пятно H&E.

В печени они всегда сопровождаются другими клетками, такими как ITO или звездчатые клетки, которые обеспечивают им вспомогательные функции, такие как хранение.

У человека полное созревание гепатоцитов занимает до двух лет после рождения, и этому способствует несколько факторов. Уровень кислорода и питание резко меняются при рождении, тем самым активируя новые системы в различных органах, а вещества, связанные с печенью, способствуют созреванию.

Создание микробиома кишечника в первую неделю после рождения связано с реорганизацией незрелой печени, которая способствует созреванию или функциональной специализации гепатоцитов за счет витаминов и предшественников, полученных из микробиома.

Время жизни

Гепатоциты живут примерно один год, и хотя они обновляются относительно медленно, они демонстрируют большую способность к пролиферации и регенерации при поражении ткани.

В здоровой печени они обновляются примерно каждые пять месяцев, поэтому нечасто обнаруживают их на стадиях деления клеток. Однако даже при низкой скорости обновления небольшой дисбаланс между скоростью производства и гибелью клеток может привести к серьезному повреждению органа.

С другой стороны, если печень страдает острым повреждением, ткань печени реагирует усилением процессов регенерации клеток.

Структура

Форма гепатоцитов полиэдральная или многоугольная. Их диаметр составляет от 20 до 30 микрометров, а объем - около 3000 кубических микрометров. Эти размеры помещают их в группу ячеек, считающуюся большой.

У них есть ядра переменного размера с центром в клеточном пространстве. Некоторые из них содержат два ядра (двухъядерные), а многие являются полиплоидными, то есть содержат более двух наборов хромосом (от 20% до 30% у людей и до 85% у мышей).

Те, которые содержат дублированный генетический материал, являются тетраплоидами, а те, которые содержат материал, дублированный до двух, являются октаплоидами. У них более одного четко выраженного ядрышка, а состояние цитоплазмы зависит от наличия запасов жира или гликогена; если запасы гликогена в изобилии, гладкая эндоплазматическая сеть также в изобилии. Кроме того, у них много пероксисом, лизосом и митохондрий.

гистология

Подобно другим эпителиальным клеткам, гепатоциты являются поляризованными клетками, то есть они представляют собой отличительные области, такие как базальная, боковая и апикальная мембраны. Каждый из этих типов мембран представляет собой характерные молекулы, которые специально доставляются к месту назначения с помощью аппарата Гольджи и цитоскелета.

Полярность оболочек устанавливается во время эмбрионального развития и важна для многих функций. Его потеря из-за разрыва связей между гепатоцитами или молекулярной регионализации приводит к дезорганизации тканей и вызывает заболевания.

Базальная и боковые мембраны прикреплены к внеклеточному матриксу низкой плотности, который облегчает транспорт молекул. Апикальная мембрана - это мембрана, которая находится в контакте с другим гепатоцитом и где образуются желчные каналы, ответственные за транспортировку желчи и продуктов метаболизма.

Гепатоциты расположены слоями толщиной в 1 клетку, разделенными сосудистыми каналами (синусоидами). Они не прикреплены к базальному слою, а расположены губчатыми кластерами в трех измерениях. Такое структурное расположение облегчает выполнение основных функций печени.

Характеристики

Гепатоциты выполняют множество клеточных функций, включая процессы синтеза, разложения и хранения множества веществ, а также обеспечивают обмен метаболитов в кровь и из нее.

Метаболизирует продукты пищеварения

Его основная функция - метаболизировать продукты пищеварения, чтобы сделать их доступными для других клеток организма, то есть они имеют прямое сообщение с кишечником через желчные каналы и с кровотоком через синусоиды.

Метаболические функции

Его метаболические функции включают синтез солей желчных кислот (необходимых для переваривания жиров), липопротеинов (необходимых для транспорта липидов в крови), фосфолипидов и некоторых белков плазмы, таких как фибриноген, альбумин, α- и β-глобулины и протромбин.

Производство желчи

Другие хорошо известные функции - это производство желчи и ее выброс в пищеварительный тракт, чтобы помочь процессу пищеварения, а также синтез и регулирование холестерина.

Секреция мочевины

С другой стороны, они выделяют мочевину как продукт метаболизма белков и большую часть белков плазмы, обнаруженных в крови.

Кроме того, они играют важную роль в метаболизме углеводов, трансформируя и сохраняя их в виде гликогена, и жиров, обрабатывая и облегчая их транспортировку.

Детоксикация тела

Точно так же детоксикация организма осуществляется гепатоцитами, поскольку они не только получают вещества, вырабатываемые при переваривании пищи, но также получают такие вещества, как алкоголь и лекарства, которые обрабатываются в пероксисомах и эндоплазматическом ретикулуме соответственно.

Кроме того, они несут ответственность за выведение из организма обработанных веществ, которые становятся токсичными метаболитами, таких как билирубин или стероидные гормоны.

Хранение витаминов, белков и минералов

С другой стороны, они обеспечивают хранение витаминов (A, B12, фолиевая кислота, гепарин), минералов (железо) и белков в цитозольных отложениях, поскольку свободные версии некоторых из этих молекул могут быть токсичными.

Точно так же они содержат молекулярные системы для обработки и транспортировки этих молекул к остальной части тела, когда это необходимо. У них также есть гормональная функция, высвобождающая гепсидицин, который регулирует системную концентрацию железа.

Активизируйте иммунную систему

Кроме того, гепатоциты активируют врожденную иммунную систему, синтезируя и секретируя белки, которые помогают защищаться от бактериальных инфекций. Эти белки могут убивать бактерии посредством таких процессов, как поглощение железа, необходимого для их выживания, или путем содействия фагоцитозу, когда клетки иммунной системы буквально поедают патогены.

Благодаря этим функциям гарантируются такие процессы, как коагуляция, клеточная связь, транспорт молекул в крови, обработка лекарств, загрязнителей и молекул, а также удаление отходов, что в конечном итоге способствует поддержанию метаболического гомеостаза.

Ссылки

1. Брюс Альбертс, Александр Джонсон, Джулиан Льюис, Дэвид Морган, Мартин Рафф, Кейт Робертс, Питер Уолтер. Глава 22 Гистология жизни и смерти клеток в тканях. В молекулярной биологии клетки, четвертое издание. Garland Science, 2002. С. 1259-1312.
2. Чен С., Сото-Гутьеррес А., Баптиста П.М., Спее Б., Биотехнологические проблемы созревания стволовых клеток печени in vitro, Гастроэнтерология (2018), DOI: 10.1053 / j.gastro.2018.01.066.
3. Гиссен П., Ариас И.М. 2015. Структурная и функциональная полярность гепатоцитов и заболевания печени. Журнал гепатолоты. 63: 1023-1037.
4. Сайеда Х. Афрозе, Кендал Дженсен, Кинан Рахал, Фаньин Менг, Джанфранко Альпини, Шеннон С. Глейзер. Глава 26 Регенерация печени: подход стволовых клеток. В применениях регенеративной медицины при трансплантации органов. Отредактировал: Джузеппе Орландо. стр. 375-390. 2014. ISBN: 978-0-12-398523-1.
5. Чжоу, З., Сюй, MJ, Гао, Б. Гепатоциты: ключевой тип клеток для врожденного иммунитета. Клеточная и молекулярная иммунология. 2016. С. 301-315.