Szaruhártya keratocita

A szaruhártya keratocitái  speciális fibroblasztok , amelyek a szem szaruhártya strómájában találhatók . A főként kollagénrostokból és az extracelluláris mátrix egyéb elemeiből álló stroma a szaruhártya vastagságának 85-90%-át teszi ki, a keratociták pedig fontos szerepet játszanak átlátszóságának megőrzésében és az elváltozások gyógyulásában. Egészséges szaruhártya esetén a keratociták nyugodt állapotban vannak, és ha integritása megsérül, aktiválódnak, és megkezdik a károsodás helyreállítását. Egyes keratociták apoptózison mennek keresztül, amikor megsérülnek . [1] A gyógyulási folyamat kudarca a szaruhártya opacitásához vezethet, a nekrózis és a fokozott apoptózis pedig szerepet játszhat a szaruhártya dystrophiás betegségeiben és a keratoconusban , valamint a szemműtétek során apoptózist is megfigyeltek. Ebben a tekintetben a keratociták funkcióit aktívan tanulmányozzák.

A szaruhártya keratocitáinak eredete és működése

A keratociták a szervezet fejlődése során keletkeznek az idegi gerincsejtek koponyapopulációjából , majd a mesenchymába vándorolnak. Egyes fajoknál két vándorlási hullám fordul elő: az egyik a szaruhártya endotéliumát hozza létre , a második a már meglévő, de még sejtet nem tartalmazó stromát támadja meg, amelyet a hám fejlesztett ki ; más fajoknál mindkét populáció egy vándorlási hullám következtében jön létre. A stromában a keratociták elkezdik aktívan szintetizálni a különböző típusú (I, V, VI) kollagént és a keratán-szulfátot . Az első szemnyitáskor a burjánzó keratociták száma szinte nullára csökken, és nyugodt állapotba kerülnek. [2]

A szem fejlődésének végén a sztrómában a keratociták összehangolt hálózata alakul ki, amelyet dendritikus folyamatok egyesítenek. [3] A nyugvó keratociták úgynevezett kristályokat szintetizálnak, amelyek eredetileg a szemlencsében  betöltött szerepükről ismertek . A lencséhez hasonlóan a stromális kristályok feltehetően fenntartják az optimális átlátszóságot és fénytörést a szaruhártyában [4] , és a szaruhártya antioxidáns védelmének részét is képezik . [5] Leírták a kristályok, például az ALDH1A1 , ALDH3A1 , [6] ALDH2 és TKT ( transzketoláz ) humán keratociták általi expresszióját. A különböző fajokat a sztrómában termelődő különböző krisztallinkészletek jellemzik. [7] A stromális keratán-szulfát számos szerepet játszhat, beleértve az optimális hidratációt fenntartó dinamikus puffer szerepét; [8] ha szintézise genetikailag megzavart, foltos szaruhártya-dystrophia alakul ki . [9]

Egy tanulmány arról számolt be, hogy a keratociták a szaruhártya [10] plazminogénjében termelődő proenzimet angiosztatinná alakítják ; talán ez a szaruhártya vaszkularizáció megfékezésének egyik mechanizmusa. [tizenegy]

Egy tanulmány szerint a keratociták szuperoxidot is termelnek . [12]

Egy tanulmány szerint a keratociták száma az emberi szaruhártyában átlagosan 20 500 sejt/mm³, vagy 9600 egy 1 mm²-es stromaoszlopban, a legmagasabb sejtsűrűség pedig a stroma felső 10%-ában figyelhető meg. Az életkor előrehaladtával a keratociták száma csökken, évente körülbelül 0,45%-kal. [13]

Amikor a szaruhártya károsodik, a keratociták egy része apoptózist hajt végre a felső réteg által kiválasztott molekulák hatására. [1] A tanulmányok az IL1-alfa és a TNF-alfa citokineknek tulajdonítanak jelentős szerepet az apoptózis megindításában . Más keratociták, válaszul ugyanazokra a jelekre, aktiválódnak, szaporodnak, és MMP -ket szintetizálnak , amelyek elősegítik a szövetek átalakulását. Az ilyen keratocitákat különböző forrásokban aktív keratocitáknak vagy fibroblasztoknak nevezik, vagy „javító fenotípussá” ( eng. repair fenotípus ) való átalakulásukról beszélnek . Súlyosabb sérülések esetén vagy a gyógyulás későbbi szakaszaiban a keratociták egy része miofibroblasztokká alakul , amelyek aktívan kiválasztják az extracelluláris mátrix számos elemét. Kimutatták, hogy ez a TGF-béta hatása alatt fordul elő . Amikor az alapmembrán helyreáll, a TGF-béta bejutása a stromába csökken, és a myofibroblasztok eltűnnek. Az aktivált keratociták egy ideig folytatják az extracelluláris mátrix újraalkotását, és maguktól szabadítják fel az IL1-alfát , hogy fenntartsák "javító fenotípusukat".  

Érdekes módon ezek a sejtek még a keratociták ritka tenyészetében is miofibroblasztokká alakulnak TGF-béta hozzáadása nélkül, valószínűleg maguktól szabadítják fel ezt a faktort a más keratocitákkal való érintkezés elvesztése miatt. [15] :133

Különös figyelmet kap a keratociták „nyugodt” és aktivált apoptózisának szerepe. [1] Normál egészséges szaruhártyában a keratociták programozott sejthalála szinte nem figyelhető meg, azonban közvetlenül a felső réteg ( hám ) károsodása után a károsodás helye alatt található keratociták azonnali apoptózisa figyelhető meg. [16] Létezik egy hipotézis, amely az ilyen gyors reakciót a fertőzés terjedésének megakadályozásának szükségességével magyarázza, mivel az immunrendszer sejtjei akár több órába is beletelnek a szaruhártya felé. [17] Az események normális menetében bizonyos idő elteltével a közeli keratociták mitózisa hozzájárul számuk pótlásához. [2] A keratociták apoptózisát sebészeti beavatkozások során figyelték meg, beleértve a keratotomiát és a szaruhártya lézeres műtétet [18] , és ez szerepet játszhat a posztoperatív szövődmények kialakulásában.

Klinikai jelentősége

A keratociták szerepet játszhatnak a szaruhártya-dystrophia különböző formáinak patogenezisében. Számos tanulmány szerint reakcióik feltűnően eltérnek a keratoconusban megszokottól. Ebben a betegségben az apoptózisuk messze nem károsodik a hámban , ezzel kapcsolatban felmerült az a hipotézis, hogy a keratoconust a keratocyták túlzott apoptózisa okozza. [húsz]

Egy tanulmány szerint keratoconusos betegeknél a keratoplasztika során eltávolított keratocitákban az alkohol-dehidrogenáz egyik formájának mRNS-szintje jelentősen lecsökken [19] , a szuperoxid-diszmutáz 3 szintézise is csökken .

A keratoconusban lévő keratociták számára vonatkozó adatok eltérőek: mind csökkent [21] [22] [23] [24] [25] , mind pedig megnövekedett számról számoltak be. [26] Mind a keratoconusban, mind az egészséges szemekben a kontaktlencse viselése e sejtek csökkenésével jár. [21] [26]

Reakció a gyógyszerekre

Számos tanulmány bizonyítja a keratociták elhalását kinolonok hatására [27] , és több sejt pusztul el, ha a szaruhártya epiteliális rétegének integritása megsérül. [28] A szaruhártya-fertőzések leküzdésére is használt szerek egy másik csoportja, az aminoglikozidok a kinolonokhoz képest csak csekély mértékben károsítják a keratocitákat. [29]

Beszámoltak szaruhártya-perforáció eseteiről, amelyek feltehetően a kinolonok helyi alkalmazásával kapcsolatosak. [30] Egy tanulmány szerint a kinolonok mátrix metalloproteinázok ( MMP1 , MMP2 , MMP8 , MMP9 ) expresszióját váltják ki. [31]

Alternatív címek

• "Keratoblasztok" (ezt a kifejezést az epidermális keratinociták prekurzorainak leírására is használják ) ( eng.  keratoblasts )
• "A szaruhártya fibroblasztjai", "szaruhártya fibroblasztjai" ( angol  corneal fibroblasts )
• "Szaruhártya stromális fibrocitái", "szaruhártya stromális fibrocitái" ( angolul  corneal stromal fibrocytes )
• " mesenchymalis eredetű szaruhártya sejtek", " mesenchymalis eredetű szaruhártya sejtek" ( eng.  corneal mesenchymális eredetű sejtek )
• "Szaruhártya stromasejtek", "szaruhártya stromasejtek" ( eng.  corneal stromal cells )
• (elavult) "Corneal corpuscules", "corneal corpuscules" ( eng.  corneal corpuscules )

Lásd még

• VSX1  - szaruhártya-károsodással, fokozott expresszióval a keratocitákban;

Irodalom

• Vélemények:
  • Keratocyte : West-Mays JA, Dwivedi DJ The keratocyte: corneal stroma cell with variable repair fenotypes   // Int . J Biochem. Cell biol. : folyóirat. - 2006. - Vol. 38 , sz. 10 . - P. 1625-1631 . - doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . — PMID 16675284 .
  • Az apoptózis szerepe : Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW Apoptosis a szaruhártya sebgyógyulási válaszának beindításában, modulációjában és befejezésében   // Exp . Eye Res.  : folyóirat. - 2007. - szeptember ( 85. évf. , 3. sz.). - P. 305-311 . - doi : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . — PMID 17655845 .
• Gyűjtemények, könyvek:
  • A keratocyta apoptózis lehetséges szerepe a keratoconus patogenezisében : Keratoconus (etiológia, patogenezis, gyógyszeres kezelés): Tankönyv  - Sevostyanov E. N., Gorskova E. N., Ekgardt V. F. Cseljabinszk: UGMADO, 2005. - 32 p.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW Apoptosis a szaruhártya sebgyógyulási reakciójának beindításában, modulációjában és befejezésében   // Exp . Eye Res.  : folyóirat. - 2007. - szeptember ( 85. évf. , 3. sz.). - P. 305-311 . - doi : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . — PMID 17655845 .
2. ↑ 1 2 West-Mays JA, Dwivedi DJ The keratocyte: cornealis stroma cell with variable repair fenotypes   // Int . J Biochem. Cell biol. : folyóirat. - 2006. - Vol. 38 , sz. 10 . - P. 1625-1631 . - doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . — PMID 16675284 .
3. ↑ Müller LJ, Pels L., Vrensen GF A humán cornealis keratocyták ultrastrukturális szerveződésének új szempontjai   // Invest . Ophthalmol. Vis. sci. : folyóirat. - 1995. - December ( 36. évf. , 13. sz.). - P. 2557-2567 . — PMID 7499078 . Az eredetiből archiválva: 2013. január 12. Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2009. május 12. Az eredetiből archiválva : 2013. január 12.. (határozatlan) 
4. ↑ Jester JV A szaruhártya kristályai és a sejttranszparencia fejlődése   // Semin . celldev. Biol. : folyóirat. - 2008. - április ( 19. évf. , 2. sz.). - 82-93 . o . - doi : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . — PMID 17997336 .
5. ↑ Lassen N., Black WJ, Estey T., Vasiliou V. A cornea crystallins szerepe az oxidatív stressz elleni sejtes védekezési mechanizmusokban   // Semin . celldev. Biol. : folyóirat. - 2008. - április ( 19. évf. , 2. sz.). - P. 100-112 . - doi : 10.1016/j.semcdb.2007.10.004 . — PMID 18077195 .
6. ↑ Lassen N., Pappa A., Black WJ, Jester JV, Day BJ, Min E., Vasiliou V. A corneal ALDH3A1 antioxidáns funkciója tenyésztett stromális fibroblasztokban  // Free Radic  . Biol. Med. : folyóirat. - 2006. - november ( 41. évf. , 9. sz.). - P. 1459-1469 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009 . — PMID 17023273 .
7. ↑ Az ismert szaruhártya-kristályok és  analógjaik listája a szemlencsében
8. ↑ Funderburgh JL Keratan-sulfate: szerkezet, bioszintézis és funkció  (angol)  // Glycobiology  : Journal. - 2000. - október ( 10. évf., 10. sz . ). - P. 951-958 . — PMID 11030741 .
9. ↑ MACULAR DYSTROPHIA, SARVETTEM, 1; MCDC1  (hozzáférhetetlen link)  - foltos szaruhártya-dystrophia. Genetikai és patoanatómiai vizsgálatok adatai az OMIM katalógusban .
10. ↑ A humán szaruhártya plazminogén extrahepatikus szintézisét az interleukin-1alfa és -1béta szabályozza. Twining SS, Wilson PM, Ngamkitidechakul C. Biochem. J. 1999. május 1., 339 (Pt 3): 705-12. PMID 10215610
11. ↑ A plazminogén differenciális átalakítása angiosztatinná humán szaruhártya sejtpopulációk által. Warejcka DJ, Vaughan KA, Bernstein AM, Twining SS. Mol Vis. 2005. október 20.;11:859-68. PMID 16270025
12. ↑ O'Brien WJ, Heimann T., Rizvi F. NADPH oxidase expresszió és szuperoxid termelése humán szaruhártya stromasejtek által   // Mol . Vis. : folyóirat. - 2009. - 1. évf. 15 . - P. 2535-2543 . — PMID 19997580 .
13. ↑ Patel S., McLaren J., Hodge D., Bourne W. Normál humán keratocyta denzitás és szaruhártya vastagság mérése konfokális mikroszkóppal in vivo   // Invest . Ophthalmol. Vis. sci. : folyóirat. - 2001. - február ( 42. évf. , 2. sz.). - P. 333-339 . — PMID 11157863 . Archiválva az eredetiből 2013. január 13-án. Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2009. május 12. Az eredetiből archiválva : 2013. január 13.. (határozatlan) 
14. ↑ Gabbiani, Giulio; Chaponnier, Christine; Alexis Desmoulière. Szövetek helyreállítása, összehúzódása és a myofibroblaszt (Biotechnológiai Intelligencia Egység  ) . - Berlin: Springer, 2006. - ISBN 0-387-33649-4 .
15. ↑ Wilson SE, He YG, Weng J., Li Q., ​​McDowall AW, Vital M., Chwang EL A hámsérülés keratocyta apoptózist indukál: az interleukin-1 rendszer feltételezett szerepe a szaruhártya szöveteinek szerveződésében és a  sebgyógyulásban .)  // Exp. Eye Res.  : folyóirat. - 1996. - április ( 62. évf. , 4. sz.). - P. 325-327 . - doi : 10.1006/exer.1996.0038 . — PMID 8795451 .
16. ↑ Wilson SE, Pedroza L., Beuerman R., Hill JM . A szaruhártya epiteliális sejtek 1-es típusú Herpes simplex vírus fertőzése a mögöttes keratociták apoptózisát indukálja   // Exp . Eye Res.  : folyóirat. - 1997. - május ( 64. évf. , 5. sz.). - P. 775-779 . - doi : 10.1006/exer.1996.0266 . — PMID 9245908 .
17. ↑ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM Hosszú távú szaruhártya keratoctye deficit fotorefraktív keratektómia és lézeres in situ keratomileusis után  // Trans Am Ophthalmol Soc  : folyóirat  . - 2005. - 20. évf. 103 . - 56-66. o.; vita 67-8 . — PMID 17057788 . Archiválva az eredetiből 2008. október 12-én. Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2009. május 15. Az eredetiből archiválva : 2008. október 12.. (határozatlan) 
18. ↑ 1 2 Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J., Dimitrijevich S. Marked Reduction of alkohol dehydrogenase in keratoconus corneal fibroblasts   // Mol . Vis. : folyóirat. - 2009. - 1. évf. 15 . - P. 706-712 . — PMID 19365573 .
19. ↑ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE Keratoconusszal kapcsolatos keratocyta apoptózis  (neopr.)  // Exp. Eye Res. . - 1999. - november ( 69. évf. , 5. szám ). - S. 475-481 . - doi : 10.1006/exer.1999.0719 . — PMID 10548467 .
20. ↑ 1 2 Mocan MC, Yilmaz PT, Irkec M., Orhan M. In vivo konfokális mikroszkópia keratoconus szaruhártya mikroszerkezetének értékeléséhez   // Curr . Eye Res. : folyóirat. - 2008. - november ( 33. évf. , 11. sz.). - P. 933-939 . - doi : 10.1080/02713680802439219 . — PMID 19085375 .
21. ↑ Erie JC, Patel SV, McLaren JW, Nau CB, Hodge DO, Bourne WM Keratocyta denzitás keratoconusban. Konfokális mikroszkópos vizsgálat(a)  (angol)  // Am. J. Ophthalmol. : folyóirat. - 2002. - november ( 134. évf. , 5. sz.). - P. 689-695 . — PMID 12429244 .
22. ↑ Niederer RL, Perumal D., Sherwin T., McGhee CN A lézeres pásztázó in vivo konfokális mikroszkópia csökkent beidegzést és sejtsűrűség csökkenést mutat a keratokonikus szaruhártya minden rétegében   // Invest . Ophthalmol. Vis. sci. : folyóirat. - 2008. - július ( 49. évf. , 7. sz.). - P. 2964-2970 . - doi : 10.1167/iovs.07-0968 . — PMID 18579760 .  (nem elérhető link)
23. ↑ Ku JY, Niederer RL, Patel DV, Sherwin T., McGhee CN Lézeres szkennelés in vivo konfokális analízis a keratocyte density in keratoconusban  // Ophthalmology  :  Journal. - 2008. - május ( 115. évf. , 5. sz.). - P. 845-850 . - doi : 10.1016/j.ophtha.2007.04.067 . — PMID 17825419 .
24. ↑ Hollingsworth JG, Efron N., Tullo AB In vivo corneális konfokális mikroszkópia keratoconusban  (neopr.)  // Ophthalmic Physiol Opt . - 2005. - május ( 25. évf. 3. szám ). - S. 254-260 . - doi : 10.1111/j.1475-1313.2005.00278.x . — PMID 15854073 .  (nem elérhető link)
25. ↑ 1 2 Weed KH, MacEwen CJ, Cox A., McGhee CN A cornea microstructure kvantitatív elemzése keratoconusban in vivo konfokális mikroszkóppal  (angol)  // Eye  : Journal. - 2007. - május ( 21. évf. , 5. sz.). - P. 614-623 . - doi : 10.1038/sj.eye.6702286 . — PMID 16498438 .
26. ↑ Bezwada P., Clark LA, Schneider S. A fluorokinolonok belső citotoxikus hatásai humán szaruhártya keratocitáira és endothelsejtekre  //  Curr Med Res Opin : folyóirat. - 2008. - február ( 24. évf. , 2. sz.). - P. 419-424 . - doi : 10.1185/030079908X261005 . — PMID 18157922 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 22. Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2009. augusztus 15. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 22.. (határozatlan) 
27. ↑ Pollock GA, McKelvie PA, McCarty DJ, White JF, Mallari PL, Taylor HR A fluorokinolonok in vivo hatásai nyúl szaruhártyájára   // Clin . kísérlet. Ophthalmol.  : folyóirat. - 2003. - december ( 31. évf. , 6. sz.). - P. 517-521 . — PMID 14641160 .  (nem elérhető link)
28. ↑ Leonardi A., Papa V., Fregona I., Russo P., De Franchis G., Milazzo G. A fluorokinolon és aminoglikozid antibiotikumok in vitro hatásai az emberi keratocitákra  // Cornea  :  Journal. - 2006. - január ( 25. évf. , 1. sz.). - 85-90 . o . — PMID 16331047 .  (nem elérhető link)
29. ↑ Mallari PL, McCarty DJ, Daniell M., Taylor H. A szaruhártya perforációjának megnövekedett előfordulása a mikrobiális keratitis helyi fluorokinolonkezelése után   // Am . J. Ophthalmol. : folyóirat. - 2001. - január ( 131. évf. , 1. sz.). - 131-133 . o . — PMID 11162991 .
30. ↑ Reviglio VE, Hakim MA, Song JK, O'Brien TP A helyi fluorokinolonok hatása a szaruhártya mátrix metalloproteinázainak expressziójára  //  BMC Ophthalmol : folyóirat. - 2003. - október ( 3. köt. ). — 10. o . - doi : 10.1186/1471-2415-3-10 . — PMID 14529574 .

Linkek

• Nigel Brookes  - képek a szaruhártya keratocitáiról.
• A szaruhártya átlátszóságának helyreállítására szolgáló technológia kifejlesztése tenyésztett keratociták autotranszplantációjával  – innovatív projekt, vezetője – Maxim Gerasimov