Бокаловидная клетка в кишечном эпителии

Тело человека – это миллионы клеток разной формы, вида и размеров. Они настолько малы, что рассматривать и изучать их можно только под микроскопом. По сути, клетки – это микроскопические кирпичики, из которых выстраиваются ткани, системы органов и весь организм. Несмотря на различие форм, для всех клеток характерна общая схема строения. Они состоят из внешней мембраны, центрального ядра и полужидкой цитоплазмы. О клетках разного вида можно говорить долго, но в этой статье будет рассмотрен только один вид, называемый бокаловидными клетками. Постараемся понять, что они представляют собой, где локализуются и как функционируют.

Варианты названий

Такие клетки известны под несколькими названиями. Часто используется словосочетание «энтероцит бокаловидный», «бокаловидный экзокриноцид» и «бокаловидный грандулоцит». На латыни бокаловидная клетка называется enterocytus caliciformis. Иногда используется термин «клетка гоблет», который также обозначает бокаловидную клетку. Все эти термины между собой равнозначны и используются как синонимы.

Название отразило необычную форму клеток. Они похожи на высокий узкий бокал, чуть расширяющийся кверху.

Клетки этого вида относятся к эпителию слизистых оболочек и занимаются продуцированием слизи. Они присутствуют в организме как человека, так и животных.

Локализация. Кишечник

Бокаловидная клетка является частью эпителия нескольких органов человека. Одно из мест локализации – кишечник. Эпителий кишечника имеет довольно сложное строение. Он объединяет несколько видов энтероцитов, среди которых каемчатые, бокаловидные, ацидофильные, бескаемчатые, эндокринные, малодифференцированные и другие. Все они являются одноклеточными железами с разными функциями. Так, например, каемчатые клетки эпителия занимаются пристеночным перевариванием и всасыванием. Бокаловидные отвечают за выработку слизи (об этом ниже поговорим подробнее). Эндокринные клетки продуцируют гормоны кишечного тракта, ацидофильные клетки Паннета производят несколько пищеварительных ферментов. Функция малодифференцированных клеток – регенерация эпителия.

Бокаловидные клетки кишечника размещаются на кишечных ворсинках. Они встраиваются по одной между каемчатыми клетками. На вершинных частях ворсинок и в трубчатых углублениях слизистой оболочки, называемых либеркюновыми железами или кишечными криптами, бокаловидные клетки не встречаются. Хотя бывают редкие исключения.

В тонком кишечнике клеток этого вида больше. 9,5 % энтероцитов – бокаловидные клетки эпителия. Более того, их число увеличивается по дистальному направлению кишки. Они равномерно распределяются по верхней части крипт и основанию ворсинок, на самих ворсинках их значительно меньше.

Дыхательные пути

Еще одно место локализации бокаловидных экзокриноцитов – дыхательные пути. Здесь из этих клеток состоит почти 30 % эпителия. Клетки также располагаются одиночно. В них имеются вакуоли, наполненные слизистым секретом. Вакуоли занимают расширенную апикальную часть. Суженная часть клетки содержит комплекс Гольджи и множество митохондрий. Бокаловидная клетка дыхательных путей снабжена микроворсинками, которые после выделения слизи становятся заметнее.

Выделение слизи носит циклический характер, который зависит от внешних факторов, то есть от температуры и влажности.

Бокаловидные клетки конъюнктивы

Следующее место локализации бокаловидных клеток – конъюнктива глаза. В слизистой конъюнктивы их довольно много. Секрет, выделяемый этими клетками, имеет отличия от слизи, выделяемой эпителием в других органах. Бокаловидные клетки конъюнктивы располагаются на базальном слое и имеют овальную и круглую форму. Слизь, которую они синтезируют и выделяют, связывается в своеобразную сеть, которая захватывает и фиксирует чужеродные тела и бактерии. Во время мигания сеть разрывается и смещается к медиальному краю, удаляя из глаза мусор и бактерии.

Бокаловидные клетки поджелудочной железы

Бокаловидные клетки присутствуют в выводных протоках поджелудочной железы. Они расположены не по всему протяжению протоков, а в их широкой части. Здесь экзокринные железы формируют слизистую оболочку.

Околоушная слюнная железа

Слюнная железа также насыщена бокаловидными клетками. Они располагаются около устья и выделяют слизь, способную поставить химический барьер микробам. С возрастом количество бокаловидных клеток в околоушных слюнных железах уменьшается. Противомикробный барьер ослабевает.

Подробнее о функциях

Бокаловидные клетки продуцируют нерастворимую слизь, которая носит название муцин. Муцин выстилает слизистую оболочку, иногда накапливаясь до толщины 1,5 мм. Чтобы сформировать его, муцитогенные гранулы абсорбируют воду и разбухают. Слизь бокаловидных клеток имеет несколько функций. В желудке, поджелудочной железе и кишечнике она увлажняет слизистые оболочки органов, продвигает содержимое желудка и кишечника, является частью процесса пристеночного пищеварения. В конъюнктиве, кроме увлажнения, имеет защитную функцию, в слюнных железах – барьерную.

Антитела бокаловидных клеток

В нормальном состоянии антитела к бокаловидным клеткам отсутствуют в крови. Если при анализе крови из вены выявлены эти антитела, значит, у пациента неспецифический язвенный колит. Поэтому анализ на антитела бокаловидных клеток назначают для дифференциальной диагностики хронических воспалительных заболеваний кишечника.

Бокаловидные, или бокалоподибних клетки — эпителиальные железистые клетки слизистых оболочек животных, выделяют белковый компонент слизи. У человека и позвоночных животных одиночные или многочисленные бокаловидные клетки расположены в поверхностном слое многих слизистых оболочек (пищеварительный тракт, дыхательные пути, влага оболочка глаза), у рыб, амфибий и некоторых беспозвоночных — и в эпидермисе кожи.

Строение

Бокаловидные клетки находятся в однослойном эпителии слизистых оболочек. Клетки имеют удлиненную форму с расширением до верхушки, чем напоминают бокал или бокал. Верхняя (апикальная) часть направлена ​​к поверхности эпителия и содержит многочисленные секреторные гранулы, наполненные муцином, которые повышают сходство с бокалом. В более тонкой базальной части находится ядро, а выше него — аппарат Гольджи.

Секреторная функция

Основным элементом слизи, которая секретируют бокаловидные клетки, является муцины — гликопротеины с высокой молекулярной массой. Гены муцинов экспрессируются в ядре бокалоподибних клетки постоянно, а также регулируются многими факторами, в частности провоспалительными интерлейкинами. Синтезированный пептид муцина в эндоплазматическом ретикулуме подлежит N-гликозилирования, а оттуда направляется везикулами к аппарату Гольджи, где модифицируется путем O-гликозилирования N-ацетилгалактозамином серинового и треониновых остатков центральных доменов белка. В аппарате Гольджи дополнительно к N-ацетилгалактозамину присоединяются веточки других моносахаридов. Зрелый белок содержит 80% углеводного компонента по сухой массе. Он поступает в секреторных гранулах к верхней части бокалоподибних клетки.

Секреторная гранула представляет собой мембранную везикулу, внутри которой много ионов кальция и кислый pH около 6, что позволяет очень плотно упаковать молекулы муцина. Отдельные молекулы муцина тримеризуються своими аминокинцямы с участием иона кальция, а свободные C-конце белка соединяются между собой, образуя решетку с шестигранными ячейками. Избыток ионов водорода приводит к сжатию этой сетки путем составления параллельными слоями. После высвобождения везикулы происходит расширение ее содержания в 1000 раз.

Секреция муцина возможна двумя путями: либо путем экзоцитоза, когда везикулы сливаются с мембраной и высвобождают свое содержимое в внеклеточное пространство, либо путем слияния всех везикул в одну и высвобождение их наружу путем разрушения бокаловидной клетки. При инициации экзоцитоза активируется Ca 2+/ K + обменник мембраны везикулы, и ионы кальция начинают скачиваться в цитоплазму.

Регуляция секреции

Секреция муцина зависит от многих факторов. Для высвобождения муцина в кишечнике обязательно должны работать компоненты системы автофагии и генерироваться эндогенные свободные радикалы. Ацетилхолин увеличивает секрецию бокалоподибних клеток в кишечнике различных видов млекопитающих, гистамин стимулирует их секрецию в толстом кишечнике, но не в тонком. Различное влияние на секрецию муцинов осуществляют простагландины.

Другие функции

Бокалоподибних клетки кишечника способны к спонтанному захвата антигенов и к антиген-презентации.

Развитие

В кишечнике бокалоподибних клетки происходят вместе с энтерохромафинных клетками с LGR5-положительных стволовых клеток. Эти стволовые клетки дают начало промежуточным стволовым клеткам быстро делятся и являются предшественниками дифференцированных эпителиальных клеток кишечника, в том числе бокалоподибних. Сложившаяся бокалоподибних клетка живет 3-7 дней.

Распространение

Бокалоподибних клетки млекопитающих распространены на многих слизистых оболочках. Они находятся в однослойном эпителии среди других эпителиальных клеток. Они имеющиеся в течение всего пищеварительного тракта в полости рта, глотке, пищеводе, желудке, тонком и толстом кишечнике. Толстый кишечник млекопитающих имеет гораздо больше бокалоподибних клеток чем тонкий. В желудке секрецию слизи обеспечивают в основном дополнительные клетки, которые отличаются от бокалоподибних морфологически. Также бокалоподибних клетки функционируют в воздухоносных путях: в эпителии носовой полости, в гортани, трахеи, бронхов и бронхиол. В безхрящових бронхиолах они являются единственными производителями слизи. Бокаловидные клетки находятся в эпителиальных слое конъюнктивы глаза, где участвуют в формировании увлажняющего секрета.

Особенности

Дыхательные пути

Бокаловидные клетки дыхательных путей секретируют муцины MUC5AC и MUC5B.

Глаз

Основной муцин, который секретируют бокалоподибних клетки глаза — MUC5AC.

Тонкий кишечник

В тонком кишечнике бокалоподибних клетки секретируют муцин MUC2, который сначала крепится к апикальной мембраны клетки. В дальнейшем специальная МЕТАЛЛОПРОТЕАЗ энтероцитов меприн β отщепляет этот муцин от поверхности. Меприн находится на поверхности энтероцита и отделяется от него при появлении бактерий. Поэтому у животных, содержащихся в стерильных условиях, слизь в тонком кишечнике прочно держится на поверхности клеток. Кроме муцина MUC2 гранулы клеток тонкого кишечника содержат белки FCGBP, CLCA1, ZG16, and AGR2. Для выделения муцина бокалоподибних клетки нуждаются секреции бикарбоната соседними энтероцитами.

Толстый кишечник

В толстом кишечнике бокалоподибних клетки имеют собственный белок-транспортер бикарбоната бестрофин 2.

Заболевания

Массовая гибель бокаловидных клеток случается при кератоконъюнктивит, или болезни сухих глаз. Бокалоподибних погибают путем апоптоза, вызванного цитокинами γ-интерфероном и интерлейкина.

Гиперплазия бокаловидных клеток распространена при астме и ХОБЛ. Она выражается в увеличении количества клеток, изменении их формы, усилении секреции муцинов.

Секреторные клетки рыб и амфибий

В эпидермисе низших позвоночных, таких как круглоротые, рыбы и амфибии присутствуют секреторные клетки, которые похожи на бокаловидные клетки форме, микроструктурой, наличием больших секреторных везикул. Считается, что гранулы бокаловидных клеток кожи шпоркових лягушек содержат муцины, хотя состав их не исследован. Известно, что их секрет содержит лектин Xeel, а в самих клетках были определены гликопротеин хондроитин сульфат. У рыб келихподибни клетки реагируют на присутствие бактерий в воде увеличением секреции и более активным гликозилированием белков слизи. Предполагается, что механизмы активации секреции под действием бактерий в них могут быть подобны у млекопитающих.

[13-110]
Антитела к бокаловидным клеткам кишечника, IgG

1210 руб.

Антитела к бокаловидным клеткам кишечника – это направленные против антигенов бокаловидных клеток тонкой и толстой кишки аутоантитела, которые являются маркером неспецифического язвенного колита.

Синонимы русские

АБК, антитела к бокаловидным энтероцитам.

Синонимы английские

Anti-Intestinal goblet cells antibodies, IIFT, goblet-cell antibodies, Anti-Goblet Cell Ab, AGCA, Anti-Enterocyte Antibodies.

Метод исследования

Непрямая реакция иммунофлюоресценции.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Бокаловидные клетки (или бокаловидные экзокриноциты) составляют 9,5  % от всех эпителиальных клеток кишечника. Они расположены на кишечных ворсинках поодиночке среди каемчатых энтероцитов и обычно не выявляются на вершине ворсинок или дне крипт (трубчатых углублений оболочки кишечника). Количество бокаловидных клеток увеличивается от тонкой к толстой кишке, то есть в двенадцатиперстной кишке их значительно меньше, чем в прямой. Бокаловидные клетки накапливают муцин, который, являясь основным компонентом слизи, увлажняет поверхность слизистой, поддерживает водно-солевой баланс, способствует продвижению химуса (пищевого комка), участвует в пристеночном пищеварении. По результатам недавних исследований, бокаловидные клетки способны взаимодействовать с антигенпрезентирующими клетками в стенке желудочно-кишечного тракта и играть важную роль в формировании оральной толерантности к антигенам пищи и микробиоте кишечника, что имеет особое значение в изучении механизмов развития аутоиммунной патологии кишечника и пищевой аллергии.

Антитела к бокаловидным клеткам кишечника в норме отсутствуют в крови. Аутоантигеном для них, вероятно, выступает муцин, но этот факт окончательно не установлен. Они являются серологическим маркером неспецифического язвенного колита и, возможно, имеют значение в патогенезе данного заболевания.

Неспецифический язвенный колит (НЯК) – это хроническое заболевание кишечника неясной этиологии, для которого характерно язвенно-воспалительное повреждение слизистой оболочки толстой кишки. Обычно поражение начинается с прямой кишки, распространяется на все отделы толстой кишки и в 18-30  % случаев затрагивает терминальные отделы подвздошной кишки. Воспалительные повреждения в стенке кишечника совпадают с распределением бокаловидных клеток в слизистой пищеварительного тракта: для НЯК не характерно поражение проксимальных отделов тонкой кишки, двенадцатиперстной кишки, где бокаловидных клеток мало, но специфично воспаление прямой кишки, где количество бокаловидных клеток максимальное.

Антитела к бокаловидным клеткам выявляются у 30  % больных НЯК и отсутствуют у людей с болезнью Крона и другими заболеваниями кишечника. Специфичность анализа для язвенного колита составляет 100  %. Одновременное определение антинейтрофильных цитоплазматических антител (АНЦА) увеличивает чувствительность теста до 70-83  %.

Для чего используется исследование?

• Для диагностики неспецифического язвенного колита;
• для дифференциальной диагностики хронических воспалительных заболеваний кишечника (болезни Крона, неспецифического язвенного колита);
• для обследования близких родственников пациентов с хроническими воспалительными заболеваниями кишечника.

Когда назначается исследование?

• При клинических и лабораторных признаках хронических воспалительных заболеваний кишечника (диарея, кровь в стуле, снижение массы тела, лихорадка, потеря белка и электролитов);
• при обследовании близких родственников пациента с неспецифическим язвенным колитом.

Что означают результаты?

Референсные значения: 

В норме антитела к бокаловидным клеткам кишечника отсутствуют.

Причины повышения уровня антител к бокаловидным клеткам кишечника:

• неспецифический язвенный колит.



Важные замечания

Дифференциальная диагностика воспалительных заболеваний кишечника проводится после исключения возможных инфекционных причин патологии (например, шигеллеза, амебиаза, эшерихиоза), а также новообразований.

Также рекомендуется

• Антитела к цитоплазме нейтрофилов, IgG (с определением типа свечения)
• Антитела к глиадину, IgG
• Антитела к эндомизию, IgA
• Кальпротектин в кале
• Белок общий в сыворотке
• С-реактивный белок, количественно (метод с нормальной чувствительностью)
• Общий анализ крови (без лейкоцитарной формулы и СОЭ)
• Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)
• Анализ кала на скрытую кровь
• Копрограмма
• Диагностика воспалительных заболеваний кишечника (антитела к бокаловидным клеткам кишечника и протокам поджелудочной железы)
• Дифференциальная диагностика болезни Крона и язвенного колита

Кто назначает исследование?

Гастроэнтеролог, терапевт

Литература

• Autoantibodies in ulcerative colitis and Crohn’s disease. Euroimmun.
• Danese S., Fiocch C. Ulcerative Colitis. N Engl J Med 2011; 365:1713-1725
• McDole et al. (2012). “Goblet cells deliver luminal antigen to CD103+ dendritic cells in the small intestine”. Nature 483: 345–349.
• Robert D. Odze, John R. Goldblum. Surgical Pathology of the GI Tract, Liver, Biliary Tract and Pancreas. Elsevier Health Sciences, 2009 – p. 177.