Mesangial cell
| Mesangial cell | |
|---|---|
| Detaljer | |
| Plats | Mesangium av glomeruli i njurarna |
| Identifierare | |
| Maska | D050527 |
| FMA | 70972 |
| Anatomiska termer för mikroanatomi | |
Mesangialceller är specialiserade celler i njuren som utgör glomerulus mesangium . Tillsammans med den mesangiala matrisen bildar de kärlpolen i njurkroppen . Den mesangiala cellpopulationen står för cirka 30-40% av de totala cellerna i glomerulus. Mesangiala celler kan kategoriseras som antingen extraglomerulära mesangialceller eller intraglomerulära mesangialceller , baserat på deras relativa läge till glomerulus. De extraglomerulära mesangialcellerna finns mellan de afferenta och efferenta arteriolerna mot glomerulus vaskulära pol. De extraglomerulära mesangialcellerna ligger intill de intraglomerulära mesangialcellerna som finns inuti glomerulus och mellan kapillärerna . Mesangialcellers primära funktion är att ta bort fångade rester och aggregerat protein från basalmembranet och på så sätt hålla filtret fritt från skräp. De kontraktila egenskaperna hos mesangiala celler har visat sig vara obetydliga för att ändra glomerulus filtreringstryck. [ citat behövs ]
Strukturera
Mesangiala celler har oregelbundna former med tillplattade cylinderliknande cellkroppar och processer i båda ändar som innehåller aktin , myosin och aktinin , vilket ger mesangiala celler kontraktila egenskaper. Förankringsfilamenten från mesangiala celler till det glomerulära basalmembranet kan förändra kapillärflödet genom att ändra glomerulär ultrafiltreringsyta . Extraglomerulära mesangiala celler är i nära anslutning till afferenta och efferenta arteriolära celler genom gap junctions , vilket möjliggör intercellulär kommunikation. Mesangiala celler separeras av intercellulära utrymmen som innehåller extracellulär matris som kallas den mesangiala matrisen som produceras av mesangialcellerna. Mesangial matris ger strukturellt stöd för mesangium. Mesangial matris består av glomerulära matrisproteiner såsom kollagen IV (al- och α2-kedjor), kollagen V, kollagen VI, laminin A, B1, B2 , fibronektin och proteoglykaner .
Utveckling
Det är oklart om mesangialcellerna kommer från mesenkymala eller stromala celler . Det finns dock bevis som tyder på att de har sitt ursprung någon annanstans utanför glomerulus och sedan migrerar in i glomerulus under utveckling. Mänskliga foster- och spädbarnsnjurar färgade för alfa-glatmuskelaktin (α-SMA), en markör för mesangiala celler, visade att α-SMA-positiva mesenkymala celler migrerar mot glomerulus och under ett senare skede kan de hittas i mesangium. Det är möjligt att de delar samma ursprung som stödceller som pericyter och vaskulära glatta muskelceller , eller till och med är en typ av specialiserade vaskulära glatta muskelceller.
Fungera
Bildning av kapillärslingor under utveckling
Under utvecklingen är mesangiala celler viktiga i bildandet av invecklade kapillärer, vilket möjliggör effektiv diffusion. Endotelprekursorceller utsöndrar trombocythärledd tillväxtfaktor (PDGF)-B och mesangialceller har receptorer för PDGF. Detta inducerar mesangiala celler att fästa vid endotelceller, vilket får blodkärl som utvecklas att slingra sig, vilket resulterar i snodda kapillärer. Möss som saknar tillväxtfaktorn PDGF-B eller PDGFRβ utvecklar inte mesangiala celler. När mesangiala celler saknas blir blodkärlet ett enda vidgat kärl med upp till 100-faldig minskning av ytan. Transkriptionsfaktorn för PDGFRβ, Tbx18, är avgörande för utvecklingen av mesangiala celler. Utan Tbx18 äventyras utvecklingen av mesangiala celler och resulterar i bildandet av dilaterade slingor. Mesangialcellsprogenitorer är också ett mål för PDGF-B och kan väljas av signalen för att sedan utvecklas till mesangiala celler.
Interaktioner med andra njurceller
Mesangiala celler bildar en glomerulär funktionell enhet med glomerulära endotelceller och podocyter genom interaktioner av molekylära signalvägar som är väsentliga för bildandet av den glomerulära tofsen. Mesangiala celler underlättar filtreringen genom att utgöra en del av den glomerulära kapillärtofsstrukturen som filtrerar vätskor för att producera urin. Kommunikation mellan mesangialceller och vaskulära glatta muskelceller via gap junctions hjälper till att reglera processen för tubuloglomerulär feedback och urinbildning. Skador på mesangiala celler med användning av Thy 1-1-antikropp specifik för mesangiala celler gör att vasokonstriktionen av arterioler som medieras av tubuloglomerulär återkoppling går förlorad.
Sammandragningar reglerar kapillärflödet
Mesangiala celler kan dra ihop sig och slappna av för att reglera kapillärflödet. Detta regleras av vasoaktiva ämnen . Sammandragning av mesangiala celler är beroende av cellmembranets permeabilitet för kalciumjoner och avslappning förmedlas av parakrina faktorer, hormoner och cAMP . Som svar på kapillärsträckning kan mesangialceller svara genom att producera flera tillväxtfaktorer: TGF -1, VEGF och bindvävstillväxtfaktor .
Avlägsnande av makromolekyler
Mesangium exponeras för makromolekyler från kapillärlumen eftersom de endast separeras av fenestrerat endotel utan basalmembran. Mesangiala celler spelar en roll för att begränsa makromolekyler från att ackumuleras i det mesangiala utrymmet genom receptoroberoende upptagsprocesser av fagocytos , mikro- och makropinocytos, eller receptorberoende processer och sedan transporteras längs mesangiala stjälken. Storlek, laddning, koncentration och affinitet för mesangiala cellreceptorer hos makromolekylen påverkar hur makromolekylen avlägsnas. Triglycerider kan genomgå pinocytos och antikropps IgG -komplex kan leda till aktivering av adhesionsmolekyler och kemokiner av mesangiala celler. De reglerar också glomerulär filtration
Klinisk signifikans
Diabetisk nefropati
Expansionen av mesangial matris är ett kännetecken för diabetisk nefropati även om det också involverar andra celler i interaktion inklusive podocyter och endotelceller. Mesangial expansion sker på grund av ökad avsättning av extracellulära matrisproteiner, till exempel fibronektin, i mesangium. Ackumulering av extracellulära matrisproteiner sker sedan på grund av otillräcklig nedbrytning av matrismetalloproteinaser .
Ökade glukosnivåer resulterar i aktivering av metabola vägar som leder till ökad oxidativ stress . Detta resulterar i sin tur i överproduktion och ackumulering av avancerade glykosyleringsslutprodukter som är ansvariga för att öka risken för att utveckla glomerulära sjukdomar. Mesangiala celler odlade på avancerad glykosyleringsslutproduktmodifierade matrisproteiner visar ökad produktion av fibronektin och en minskning av proliferation. Dessa faktorer leder så småningom till förtjockning av det glomerulära basalmembranet, mesangial matrisexpansion sedan glomeruloskleros och fibros .
Mesangiala patologier kan också utvecklas under den tidiga fasen av diabetes. Glomerulär hypertoni gör att mesangiala celler sträcker sig vilket orsakar inducerat uttryck av GLUT1 vilket leder till ökad cellulär glukos. Upprepningen av töjnings- och avslappningscykeln av mesangiala celler på grund av hypertoni ökar mesangial cellproliferation och produktionen av extracellulär matris som sedan kan ackumuleras och leda till glomerulär sjukdom.