Definicja
Komórki kubkowe to wyspecjalizowany rodzaj komórek nabłonkowych, które wydzielają mucyny, które są istotnymi składnikami śluzu. Najczęściej występują w drogach oddechowych i żołądkowo-jelitowych, gdzie stanowią część nabłonka powierzchniowego. Wydzielanie śluzu w tych drogach nawilża i chroni wyściółkę narządów. Zwiększona aktywność lub liczba komórek kubkowych została powiązana z niektórymi chorobami.
Struktura komórek kubkowych
Komórki kubkowe mają swoją nazwę w postaci kubka. Mają około jednej czwartej szerokości i są spolaryzowane, co oznacza, że ich wewnętrzna organizacja jest asymetryczna.
Ich zawartość cytoplazmatyczna (zwłaszcza pęcherzyki wydzielnicze) jest zlokalizowana na wierzchołkowym końcu komórki, czyli wąska strona, najbliżej krawędzi tkanki. Jądro i inne organelle, takie jak mitochondria, znajdują się na końcu podstawnym, szerszym boku znajdującym się w kierunku podstawy tkanki.
Komórki kubkowe zawierają wyspecjalizowane struktury, które umożliwiają im pełnienie funkcji wytwarzania i wydzielanie składników śluzu. Cechy te obejmują rozległą i szeroko rozpowszechnioną retikulum endoplazmatyczne i aparat Golgiego w całej cytoplazmie. Struktury te to organelle, które mają kluczowe znaczenie odpowiednio dla produkcji i fałdowania oraz modyfikacji i transportu białek.
Ponadto w wierzchołkowej części komórki znajduje się wiele granulek wydzielniczych. Dzięki temu może wytwarzać i dostarczać duże ilości wydzieliny na zewnątrz do przestrzeni zewnątrzkomórkowej.
Wreszcie, na wierzchołkowym końcu komórki kubkowej często znajdują się małe wypustki zwane mikrokosmkami, które zwiększają powierzchnię komórki . Maksymalizują one przestrzeń, w której komórka wydziela swoją zawartość do światła.
Te adaptacje mają kluczowe znaczenie dla umożliwienia komórkom kubkowym pełnienia funkcji wydajnego wytwarzania i wydzielania mucyn.
Lokalizacja komórek kubkowych
Komórki kubkowe zwykle znajdują się w rozproszonych komórkach prostych tkanek nabłonkowych, które wydzielają śluz. W niektórych obszarach istnieje niewielka liczba komórek, ale w innych komórki kubkowe są bardzo obfite.
Niektóre obszary, w których można się spodziewać komórek kubkowych, to układ oddechowy (tchawica, oskrzela i oskrzeliki) i przewodu pokarmowego (jelito cienkie i jelito grube). Występują również w spojówce (błonie oka i powiece), gdzie znajdują się w nabłonku warstwowym. Kontrastuje to z ich wyglądem w prostych tkankach nabłonkowych w układzie oddechowym i żołądkowo-jelitowym.
Funkcja komórek kubkowych
Rola komórek kubkowych polega na wytwarzaniu wydzielin, które tworzą śluz, który wyściela powierzchnię niektórych tkanek nabłonkowych
Wydzielanie mucyn
Komórki kubkowe syntetyzują i wydzielają białka zwane mucynami, które są główną częścią śluzu – wydzieliny przypominającej żel.
Mucyny są białkami silnie glikozylowanymi, co oznacza, że mają wiele reszt węglowodanowych przyłączonych do ich struktury. Węglowodany te nadają śluzowi śluzowatą, żelową konsystencję. Przyłączenie tych grup węglowodanowych zachodzi w aparacie Golgiego poprzez działanie enzymów zwanych glikozylotransferazami.
Stąd mucyny tworzą granulki wydzielnicze, które są transportowane do błony znajdującej się po wierzchołkowej stronie komórki. W razie potrzeby te granulki łączą się z błoną poprzez egzocytozę, uwalniając mucyny na zewnątrz komórki i do światła narządu.
Główne białka mucyny wydzielane przez komórki kubkowe w drogach oddechowych to MUC5AC i MUC5B . W drogach oddechowych częściej wydzielają inne białko mucyny, MUC2.
Śluz
Mucyny są składnikiem śluzu, który jest lepki płyn, który składa się głównie z mucyn, wody i soli nieorganicznych. Nawilża wyściółkę tkanki, z której jest uwalniany, oraz chroni powierzchnię przed szkodliwymi cząsteczkami i środowiskiem zewnętrznym.
- Układ oddechowy – komórki kubkowe są szczególnie ważne w drogach oddechowych.Często znajdują się w tchawicy, oskrzelach i oskrzelikach – gdzie śluz jest niezbędny do uwięzienia i ochrony delikatnej tkanki pęcherzykowej płuc przed ciałami obcymi, które mogą je uszkodzić. Cząsteczki te obejmują kurz i alergeny, a także potencjalne patogeny, takie jak bakterie.
- Układ pokarmowy – śluz jest ważny w całym przewodzie pokarmowym do smarowania powierzchni tkanek, z których musi zsunąć się materiał. Na przykład pokarm spływający po przełyku i chroniący wyściółkę żołądka przed kwaśnym środowiskiem. Komórki kubkowe biorą udział głównie w produkcji śluzu w jelicie dolnym, a nie w żołądku.
- Układ rozrodczy – śluz szyjkowy jest również wytwarzany w drogach rozrodczych, ale zwykle nie dotyczy to komórek kubkowych. Zamiast tego inne typy komórek wydzielają śluz szyjki macicy.
Znaczenie kliniczne
Komórki kubkowe są zaangażowane w kilka chorób ze względu na ich zwiększoną aktywność (nadprodukcję śluzu), zwiększoną liczba lub nieprawidłowa obecność w nowych miejscach.
Zwiększone wydzielanie mucyny
Zwiększona produkcja śluzu jest związana z astmą i przewlekłym zapaleniem oskrzeli. Astma to stan alergiczny związany z zapaleniem dróg oddechowych. Część patofizjologii astmy obejmuje wzrost liczby komórek kubkowych w drogach oddechowych, zwany rozrostem. Hiperplazja prowadzi do zwiększonej produkcji śluzu i nasilenia objawów astmy.
Przewlekłe zapalenie oskrzeli to kolejny stan związany z rozrostem komórek kubkowych i zwiększoną produkcją śluzu. Jest to związane z podrażnieniem oskrzelików, powodując odkładanie się śluzu w płucach. To podrażnienie nabłonka jest zwykle spowodowane paleniem, które stymuluje produkcję mucyny.
Metaplazja komórek kubkowych
Metaplazja komórek kubkowych opisuje przypadki, w których komórki znajdują się w miejscach, w których na ogół się nie powinny znajdować. Jest często określany jako metaplazja jelitowa, ponieważ komórki kubkowe są często uważane za komórki jelitowe (ponieważ jest to jedno z miejsc, w których znajdują się głównie). Takie nieprawidłowe komórki są identyfikowane w procesie zwanym histologią, w którym strukturę tkanki i skład komórek bada się pod mikroskopem.
Ta metaplazja może wystąpić w zaburzeniu zwanym przełykiem Barreta, który charakteryzuje się obecnością komórek kubkowych. w przełyku. Przełyk Barreta to stan zapalny spowodowany długotrwałym refluksem kwaśnym. Ten ciągły refluks uszkadza przełyk, powodując, że tkanka zawiera nieprawidłowe typy komórek, takie jak komórki kubkowe.
Metaplazja komórek kubkowych może również występować w różnych nowotworach żeńskiego układu rozrodczego, w tym gruczolakorakach szyjki macicy, a także w innych -rakowe zmiany szyjki macicy.
Rakowiak z komórek kubkowych
Rakowiak z komórek kubkowych to rzadki nowotwór, który prawie zawsze występuje w wyrostku robaczkowym, a czasami w przewodzie pokarmowym. Guzy te są rodzajem guza neuroendokrynnego, który jest guzem wywodzącym się z komórek wytwarzających hormony, a jednocześnie wykazuje cechy bardziej agresywnego typu guza zwanego gruczolakorakiem. Występują najczęściej u osób powyżej pięćdziesiątki i generalnie mają dobre rokowanie, przy czym ponad 75% ludzi przeżywa pięć lat od diagnozy.