Definice
Pohárové buňky jsou specializovaným typem epiteliálních buněk, které vylučují muciny, což jsou významné složky hlenu. Nejčastěji se nacházejí v respiračním a gastrointestinálním traktu, kde tvoří část povrchového epitelu. Sekrece hlenu v těchto traktech maže a chrání výstelku orgánů. Zvýšená aktivita nebo počet pohárových buněk byla spojena s některými chorobami.
Struktura pohárových buněk
Pohárové buňky dostávají své jméno podle vzhledu podobného pohárku. Jsou zhruba o čtvrtinu širší než vysoké a jsou polarizované, což znamená, že jejich vnitřní organizace je asymetrická.
Jejich cytoplazmatický obsah (zejména sekreční váčky) je lokalizován na apikálním konci buňky, což je úzká strana, nejblíže k okraji tkáně. Jádro a další organely, jako jsou mitochondrie, jsou umístěny na bazálním konci, na širší straně směrem k základně tkáně.
Pohárové buňky obsahují specializované struktury, které jim umožňují vykonávat svou funkci při produkci a vylučující složky hlenu. Mezi tyto vlastnosti patří rozsáhlé a široce rozšířené endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát v celé cytoplazmě. Tyto struktury jsou organely, které jsou zásadní pro produkci a skládání bílkovin, respektive pro modifikaci a transport.
Kromě toho se na apikální straně buňky nachází množství sekrečních granulí. Ty mu umožňují produkovat a dodávat velké množství sekretů ven do extracelulárního prostoru.
Nakonec na apikálním konci pohárové buňky často existují malé výstupky zvané mikroklky, které zvětšují povrch buňky . Ty maximalizují prostor pro buňku k vylučování jejího obsahu do lumenu.
Tyto úpravy mají zásadní význam pro to, aby umožnily pohárkovým buňkám vykonávat svou funkci efektivní produkce a vylučování mucinů.
Umístění pohárkových buněk
Pohárové buňky se obvykle nacházejí rozptýlené mezi buňkami jednoduchých epiteliálních tkání, které vylučují hlen. V některých oblastech je malý počet buněk, ale v jiných jsou pohárové buňky velmi hojné.
Některé oblasti, kde byste mohli očekávat, že najdete pohárové buňky, jsou respirační (průdušnice, průdušky a bronchioly) a gastrointestinální (tenké a tlusté střevo) trakty. Vyskytují se také ve spojivce (membrána oka a víčka), kde se nacházejí ve vrstevnatém epitelu. To je v rozporu s jejich výskytem v jednoduché epiteliální tkáni v dýchacím a gastrointestinálním systému.
Funkce pohárových buněk
Úloha pohárových buněk spočívá v produkci sekretů, které tvoří hlen, který lemuje povrch některých epitelových tkání.
Sekrece mucinů
Pohárové buňky syntetizují a vylučují proteiny zvané muciny, které jsou hlavní součástí hlenu – gelovitá sekrece.
Muciny jsou vysoce glykosylované proteiny, což znamená, že k jejich struktuře je připojeno mnoho sacharidových zbytků. Tyto sacharidy dodávají hlenu slizkou gelovou konzistenci. K připojení těchto sacharidových skupin dochází v Golgiho aparátu působením enzymů nazývaných glykosyltransferázy.
Odtud muciny vytvářejí sekreční granule, které jsou transportovány do membrány na apikální straně buňky. V případě potřeby tyto granule fúzují s membránou prostřednictvím exocytózy a uvolňují muciny mimo buňku a do lumen orgánu.
Hlavní mucinové proteiny vylučované pohárkovými buňkami v dýchacím traktu se nazývají MUC5AC a MUC5B . V dýchacích cestách vylučují častěji další mucinový protein, MUC2.
Hlen
Muciny jsou složkou hlenu, což je viskózní tekutina, která je primárně složena z mucinů, vody a anorganických solí. Mazá obložení tkáně, ze které se uvolňuje, a chrání povrch před škodlivými částicemi a vnějším prostředím.
- Dýchací systém – pohárové buňky jsou zvláště důležité v dýchacích cestách.Často se vyskytují v průdušnici, průduškách a bronchiolech – kde je hlen nezbytný pro zachycení a ochranu jemné plicní alveolární tkáně před cizími částicemi, které by je mohly poškodit. Mezi tyto částice patří prach a alergeny, jakož i potenciální patogeny, jako jsou bakterie.
- Trávicí systém – hlen je důležitý v celém gastrointestinálním traktu pro mazání povrchů tkání, po kterých musí materiály klouzat dolů. Například jídlo klouzající po jícnu a chránící sliznici žaludku před kyselým prostředím. Pohárové buňky se primárně podílejí na produkci hlenu v dolním střevě, spíše než v žaludku.
- Reprodukční systém – cervikální hlen se také produkuje v reprodukčním traktu, ale obvykle to nezahrnuje pohárové buňky. Místo toho jiné typy buněk vylučují cervikální hlen.
Klinická relevance
Pohárové buňky se podílejí na několika onemocněních buď kvůli jejich zvýšené aktivitě (hyperprodukci hlenu), zvýšené počet nebo aberantní přítomnost na nových místech.
Zvýšená sekrece mucinu
Zvýšená produkce hlenu je spojena s astmatem a chronickou bronchitidou. Astma je alergický stav spojený se zánětem dýchacích cest. Část patofyziologie astmatu zahrnuje zvýšení počtu pohárových buněk v dýchacích cestách, nazývaných hyperplazie. Hyperplázie vede ke zvýšené produkci hlenu a ke zhoršení příznaků astmatu.
Chronická bronchitida je další stav spojený s hyperplazií pohárkových buněk a zvýšenou produkcí hlenu. Je to spojeno s podrážděním bronchiolů, což způsobuje hromadění hlenu v plicích. Toto podráždění epitelu je obvykle způsobeno kouřením, které stimuluje produkci mucinu.
Metaplasie pohárkových buněk
Metaplasie pohárkových buněk popisuje případy, kdy pohár buňky se nacházejí na místech, kde se obecně neočekává. Často se označuje jako intestinální metaplazie, protože pohárové buňky jsou často považovány za intestinální buňky (protože toto je jedno z míst, kde se primárně nacházejí). Takové aberantní buňky jsou identifikovány pomocí procesu zvaného histologie, kde se tkáňová struktura a buněčné složení zkoumají pod mikroskopem.
Tato metaplázie může nastat u poruchy zvané Barretův jícen, který je charakterizován přítomností pohárkových buněk. v jícnu. Barretův jícen je zánětlivý stav způsobený dlouhodobým refluxem kyseliny. Tento konstantní reflux poškozuje jícen a způsobuje, že tkáň obsahuje abnormální buněčné typy, jako jsou například pohárové buňky.
Metaplazie pohárkových buněk se může také vyskytovat u různých druhů rakoviny ženského reprodukčního traktu, včetně endocervikálních adenokarcinomů i jiných – rakovinové léze děložního čípku.
Karcinoid z pohárkových buněk
Karcinoid z pohárkových buněk je vzácná rakovina, která se téměř vždy vyskytuje v slepém střevě a příležitostně v gastrointestinálním traktu. Tyto nádory jsou typem neuroendokrinního nádoru, což je nádor vznikající z buněk, které produkují hormony, a zároveň vykazují znaky agresivnějšího typu nádoru nazývaného adenokarcinom. Jsou nejčastější u jedinců starších padesáti let a mají obecně dobrou prognózu, přičemž více než 75% lidí přežije pět let po stanovení diagnózy.