Перейти до вмісту

Кератоцит рогівки

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Кератоцити рогівки  — спеціалізовані фібробласти, що містяться в стромі рогівки. Строма є найтовщим середнім шаром рогівки і становить приблизно 85-90% її товщини. Крім фібробластів тут містяться високоорганізовані колагенові пластинки і компоненти міжклітинного матриксу. Кератоцити відіграють значну роль в підтриманні прозорості рогівки, відновленні її при пошкодженні, синтезі її компонетів. В непошкодженій рогівці кератоцити знаходяться в неактивному стані і активуються при пошкодженні чи запаленні різного генезу. Після пошкодження рогівки деякі кератоцити, що розташовані під місцем пошкодження, відразу піддаються апоптозу.[1] Будь-який збій в високоорганізованому процесі загоєння може призвести до помутніння рогівки. Надмірний апоптоз кератоцитів може бути частиною патологічного процесу, який лежить в основі таких дегенеративних процесів як кератоконус, тому ці клітини є об'єктом дослідження науковців.

Походження та функції

[ред. | ред. код]
Імунореактивність алкогольдегідрогенази в здоровій рогівці (зверху), при дистрофії Фукса і при кератоконусі. Кератоцити мають коричневе забарвлення. При кератоконусі вони відсутні.[2]

Кератоцити походять з краніальної популяції клітин нервового гребеня, звідки вони мігрують в мезенхіму. В деяких видів міграція проходить двома хвилями: під час першої хвилі міграції утворюється рогівковий епітелій, який синтезує основу строми, що не містить на цьому етапі клітин; під час другої хвилі популяція кератоцитів мігрує в підготовлену строму. В інших видів міграція проходить в один етап. Одразу після попадання в строму, кератоцити починають синтезувати молекули колагену типів I, V, VI та молекули кератансульфату. На момент відкривання очей після народження більшість кератоцитів уже проліферували і знаходяться в неактивному стані.[3]

На момент закінчення розвитку ока сітка кератоцитів строми рогівки уже сформована, дендрити сусідніх кератоцитів контактують один з одним.[4] Неактивні кератоцити синтезують, так звані, кристаліни (містяться також в кришталику). Рогівкові кристаліни, аналогічно до кришталикових, допомагають підтримувати прозорість рогівки і забезпечувати оптимальну рефракцію.[5] Вони також є частиною антиоксидантного захисту рогівки.[6] У людини кристаліни представлені ALDH1A1, ALDH3A1[7] , ALDH2 та TKT. Для інших видів характерні інші набори кристалінів.[8] Вважають, що кератансульфат, який синтезується кератоцитами, допомагає підтримувати оптимальну гідратацію рогівки,[9] генетичні порушення синтезу кератансульфату призводять до розвитку плямистої дистрофії рогівки.[10]

Згідно з даними одного дослідження середня кількість кератоцитів в стромі рогівки людини становить приблизно 20500 клітин на мм³ або 9600 в стовпчику 1 мм² в перерізі. Найбільша щільність кератоцитів спостерігається у верхніх 10% строми рогівки. Кількість кератоцитів з віком зменшується приблизно на 0,45% за рік.[11]

Після пошкодження рогівки деякі кератоцити піддаються апоптозу, який викликається дією сигнальних молекул синтезованих верхніми шарами рогівки. Відомі такі сигнальні молекули: інтерлекін 1-альфа (ІЛ-1-альфа) та фактор некрозу пухлини альфа (ФНП-альфа). Інші сусідні кератоцити під дією тих же сигнальних молекул активуються, проліферують і починають синтезувати матриксні металопротеїнази, останні сприяють ремоделюванню тканини. При важких травмах чи вираженому запаленні деяка частина кератоцитів перетворюється в міофібробласти і починає активно синтезувати компоненти екстрацелюлярного матриксу. Вважають, що ця трансформація спричиняється ФНП-бета. Як тільки базальна мембрана епітелію рогівки відновлюється, ФНП-бета перестає надходити до строми рогівки і міофібробласти зникають. Залишкові активні фібробласти ще деякий час продовжують самостійно виділяти ІЛ-1-альфа для підтримання свого, так званого, «ремонтного фенотипу» (англ. repair phenotype).[12]

Процес апоптозу кератоцитів в активному і неактивному стані привертає до себе значну увагу. В непошкодженій рогівці запрограмована смерть клітин є дуже рідким явищем, але відразу після пошкодження верхній шар кератоцитів під місцем пошкодження підлягає апоптозу.[13] Одна з гіпотез пояснює таке швидке реагування необхідністю швидко зупинити через можливе поширення інфекції, тому що потрапляння імунних клітин в рогівку ока може зайняти кілька годин (див. імунна система ока).[14] При нормальному подальшому перебізі брак кератоцитів невдовзі компенсується мітозом сусідніх кератоцитів.[3] Апоптоз може спостерігатися при оперативних втручаннях на оці, включно при кератотомії та лазерній корекції,[15] і може відігравати роль у розвитку післяопераційних ускладнень.

Клінічне значення

[ред. | ред. код]

Кератоцити можуть відігравати роль в різних захворюваннях рогівки. Згідно з даними наукового дослідження, функції кератоцитів значно змінюються при кератоконусі, найчастішій форми дистрофії рогівки.[16] При цьому апоптоз кератоцитів виникає в ділянках віддалених від місця пошкодження епітелію. Це служить основою гіпотези, що основною причиною кератоконусу є надмірний апоптоз кератоцитів. По даним одного дослідження визначається знижений рівень однієї з форм алкогольдегідрогенази, ADH1B[2], кератоцити синтезують значно менше супероксиддисмутази 3 порівняно з кератоцитами здорової рогівки.[17]

Література

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW (September 2007). Apoptosis in the initiation, modulation and termination of the corneal wound healing response. Exp. Eye Res. 85 (3): 305—11. doi:10.1016/j.exer.2007.06.009. PMC 2039895. PMID 17655845. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  2. ↑ а б Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J, Dimitrijevich S (2009). Marked reduction of alcohol dehydrogenase in keratoconus corneal fibroblasts. Mol. Vis. 15: 706—12. PMC 2666775. PMID 19365573.
  3. ↑ а б West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). The keratocyte: corneal stromal cell with variable repair phenotypes. Int. J. Biochem. Cell Biol. 38 (10): 1625—31. doi:10.1016/j.biocel.2006.03.010. PMC 2505273. PMID 16675284. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  4. ↑ Müller LJ, Pels L, Vrensen GF (December 1995). Novel aspects of the ultrastructural organization of human corneal keratocytes. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 36 (13): 2557—67. PMID 7499078. Архів оригіналу за 12 січня 2013. Процитовано 21 листопада 2012.
  5. ↑ Jester JV (April 2008). Corneal crystallins and the development of cellular transparency. Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 82—93. doi:10.1016/j.semcdb.2007.09.015. PMC 2275913. PMID 17997336. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  6. ↑ Lassen N, Black WJ, Estey T, Vasiliou V (April 2008). The role of corneal crystallins in the cellular defense mechanisms against oxidative stress. Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 100—12. doi:10.1016/j.semcdb.2007.10.004. PMID 18077195. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  7. ↑ Lassen N, Pappa A, Black WJ, Jester JV, Day BJ, Min E, Vasiliou V (November 2006). Antioxidant function of corneal ALDH3A1 in cultured stromal fibroblasts. Free Radic. Biol. Med. 41 (9): 1459—69. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009. PMID 17023273. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  8. ↑ list of the known crystallins in different species [Архівовано 15 вересня 2019 у Wayback Machine.] — from a review in PMID 17997336
  9. ↑ Funderburgh JL (October 2000). Keratan sulfate: structure, biosynthesis, and function. Glycobiology. 10 (10): 951—8. doi:10.1093/glycob/10.10.951. PMID 11030741. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  10. ↑ MACULAR DYSTROPHY, CORNEAL, 1; MCDC1 — OMIM.
  11. ↑ Patel S, McLaren J, Hodge D, Bourne W (February 2001). Normal human keratocyte density and corneal thickness measurement by using confocal microscopy in vivo. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42 (2): 333—9. PMID 11157863. Архів оригіналу за 13 січня 2013. Процитовано 21 листопада 2012.
  12. ↑ Corneal healing process [Архівовано 15 вересня 2019 у Wayback Machine.], from a review in PMID 17655845
  13. ↑ Wilson SE, He YG, Weng J, Li Q, McDowall AW, Vital M, Chwang EL (April 1996). Epithelial injury induces keratocyte apoptosis: hypothesized role for the interleukin-1 system in the modulation of corneal tissue organization and wound healing. Exp. Eye Res. 62 (4): 325—7. doi:10.1006/exer.1996.0038. PMID 8795451. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  14. ↑ Wilson SE, Pedroza L, Beuerman R, Hill JM (May 1997). Herpes simplex virus type-1 infection of corneal epithelial cells induces apoptosis of the underlying keratocytes. Exp. Eye Res. 64 (5): 775—9. doi:10.1006/exer.1996.0266. PMID 9245908. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  15. ↑ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM (2005). Long-term corneal keratoctye deficits after photorefractive keratectomy and laser in situ keratomileusis (PDF). Trans Am Ophthalmol Soc. 103: 56—66, discussion 67–8. PMC 1447559. PMID 17057788. Архів оригіналу (PDF) за 12 жовтня 2008. Процитовано 21 листопада 2012.
  16. ↑ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE (November 1999). Keratocyte apoptosis associated with keratoconus. Exp. Eye Res. 69 (5): 475—81. doi:10.1006/exer.1999.0719. PMID 10548467. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 21 листопада 2012.
  17. ↑ Olofsson EM, Marklund SL, Pedrosa-Domellöf F, Behndig A (2007). Interleukin-1alpha downregulates extracellular-superoxide dismutase in human corneal keratoconus stromal cells. Mol. Vis. 13: 1285—90. PMID 17679946. Архів оригіналу за 16 лютого 2012. Процитовано 21 листопада 2012.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Кератоцит_рогівки&oldid=40425332