Podocyt

Podocyt (komórki blaszki trzewnej torebki kłębuszka nerkowego)
Podocyt
	Podocytus
	; Schemat budowy ciałka nerkowego
Prekursor	mezoderma przyśrodkowa (metanephros)

Podocyt (inaczej: komórka podocytarna lub komórka blaszki trzewnej torebki kłębuszka nerkowego) – wysoko wyspecjalizowana komórka nabłonka trzewnego kłębuszka nerkowego, kluczowa z punktu widzenia selektywnej filtracji osocza i powstawania moczu pierwotnego.

Budowa

Podocyty wyściełają zewnętrzną powierzchnię błony podstawnej naczyń włosowatych kłębuszka nerkowego^[1]. Każdy z podocytów jest związany z więcej niż jedną wlośniczką, a każda włośniczka jest pokryta przez kilka podocytów.

Struktura podocytów charakteryzuje się bardzo dobrze rozbudowanym cytoszkieletem i wyróżnia się w ich obrębie trzy strukturalne i funkcjonalne części: ciało komórki, wypustki główne (większe) i wypustki stopowate. Dwie pierwsze zawieszone w przestrzeni torebki Bowmana, a tylko wypustki stopowate są zanurzone w szczególnie szerokiej błonie podstawnej kłębuszka (350^[2]-400^[3] nm), która powstała z połączenia błony podocytu i naczyń krwionośnych włosowatych wewnątrz kłębuszka.

Wypustki większe

Wypustki większe mają dobrze rozwinięty cytoszkielet zbudowany z mikrotubuli i filamentów pośrednich. Mikrotubule są spolaryzowanymi polimerami heterodimerów tubuliny mającymi szybko rosnący koniec dodatni oraz wolno rosnący ujemny. Ponadto mikrotubule podocytów wykazują niejednolitą polarność stabilizowaną przez CHO1/MKLP1 (ang. a kinesinlike motor protein). Ponadto wykazali oni, że niejednolita polarność mikrotubul podocytów jest niezbędna do formowania wyrostków^[4].

Wypustki stopowate

W wykazujących biegunowość podocytach wyróżniamy: błonę luminalną i bazolateralną (podstawno-boczna). Powierzchnia luminalna pokryta jest ujemnie naładowanym glikokaliksem (w jego skład wchodzą sjaloglikoproteiny m.in. podokaliksyna^[3]), dzięki któremu możliwe jest zachowanie specyficznej cytoarchitektury.

Wypustka stopowata podocyta zawiera aparat kurczliwy złożony z aktyny, aktyniny, miozyny, winkuliny, wimentyny, paksyliny i taliny. Za prawidłową strukturę i funkcję wypustek stopowatych odpowiadają specyficzne białka, będące markerami ich strukturalnej i czynnościowej dojrzałości. Są to m.in. podokaliksyna, podoplanina, kłębuszkowe białko nabłonkowe 1 (glomerularepithelial protein 1, GLEPP1), synaptopodyna, receptor składowej dopełniacza C3b (C3bR), białko szoku termicznego 27 (ang. heat shock protein 27,HSP27), trójfosfataza guanozyny Rab3A i rabfilina 3A (rabphilin-3A). W badaniach doświadczalnych udowodniono, że uszkodzenie powyższych białek doprowadza do znacznego zmniejszenie powierzchni filtracyjnej kłębuszków nerkowych (a nawet całkowitemu zarośnięciu szczelin filtracyjnych) na skutek braku lub nieprawidłowego wykształcenia wyrostków stopowatych podocytów^[5]^[6].

W skład części bazolateralnej wchodzi błona cytoplazmatyczna wypustek stopowatych stykająca się bezpośrednio z błoną podstawną. W błonie tej znajduje się wiele białek adhezyjnych (integryna α3β1, dystoglikany)^[3].

Szczelina i błona filtracyjna

Pomiędzy wypustkami stopowatymi znajdują się szczeliny filtracyjne (ang. filtration slit) mierzące 25 nm^[2]^[7] (niektórzy autorzy przypisują jej większą grubość: 30–40 nm^[3]). Rozpinają się w nich liczące 6 nm^[2] grubości przepony (błony) filtracyjne (ang. slit membrane) posiadające pory liczące 4 na 14 nm^[2].

Funkcjonalnie szczelina i błona filtracyjna jest najważniejszym elementem w funkcjonowaniu bariery filtracyjnej. Błona zakotwiczona jest w podstawno-bocznym regionie wyrostków stopowatych i łączy je ze sobą. W skład struktury błon wchodzi szereg białek tworzących funkcjonalny kompleks budujący i wzmacniający. Do najważniejszych z nich należą nefryna i podocyna, transbłonowe białka sygnałowe przekazujące informacje z zewnątrz do wnętrza komórki. Pozostałe białka błon szczelinowych to białko związane z CD2 (ang. CD2-associated protein, CD2AP), białko podobne do nefryny (Neph1), α-aktynina 4 oraz białka adhezyjne – densyna i zonula occludens-1 (ZO-1).

Funkcje

Funkcją tych komórek jest tworzenie bariery pomiędzy światłem włosowatego naczynia krwionośnego a światłem torebki, do której filtrowany jest mocz. Wraz ze śródbłonkiem tworzą błonę podstawna kłębuszka nerkowego, syntezując kolagen (typ IV), proteoglikany, fibronektynę^[3], enzymy (heparanaza, endopeptydazy obojętne, dipeptydazy), endotelinę oraz czynniki wzrostu jak: PDGF, bFGF, VEGF, HB-EGF, TGF-β^[8].
Dzięki polianionom (podokaliksyna, siarczan heparanu) cząsteczki białek osocza o ładunku ujemnym nie przedostają się na drugą stronę (ogranicza to filtrację albumin).

Liczba

Podocyty w przeciwieństwie do większości komórek nabłonkowych nie mają zdolności proliferacyjnych^[9] (są komórkami postmitotycznymi), co oznacza, że ich śmierć lub utrata w stanach chorobowych jest dla nerki nieodwracalna w skutkach. Z uwagi na brak możliwości regeneracji^[8] liczba komórek podocytarnych najczęściej jest stała (ok. 550^[10] na jeden kłębuszek), lub miewa tendencję do zmniejszania się — zupełnie inaczej niż innych komórek kłębuszka nerkowego (śródbłonka i mezangium), które zachowując zdolność do proliferacji i liczba z wiekiem zwiększa się średnio półtora raza^[3]^[10].

Przypisy

↑ WojciechW. Sawicki WojciechW., JacekJ. Malejczyk JacekJ., Histologia, wyd. VI uaktualnione i rozszerzone, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2020, s. 600, ISBN 978-83-200-4349-5 .
↑ ^a ^b ^c ^d 22. Układ moczowy. W: Wojciech Sawicki: Histologia. Wyd. V. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008. ISBN 978-83-200-3710-4.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Struktura i funkcja kłębuszków. W: Bolesław Rutkowski, Marian Klinger: Kłębuszkowe choroby nerek. Wyd. I. Gdańsk: MAKmed, 2003. ISBN 83-88322-16-8.
↑ N. Kobayashi, J. Reiser, W. Kriz, R. Kuriyama i inni. Nonuniform microtubular polarity established by CHO1/MKLP1 motor protein is necessary for process formation of podocytes. „The Journal of Cell Biology”. 143 (7), s. 1961-1970, 1998-12-28. ISSN 0021-9525. PMID: 9864367. PMCID: PMC2175224.
↑ R. Doyonnas, D. B. Kershaw, C. Duhme, H. Merkens i inni. Anuria, omphalocele, and perinatal lethality in mice lacking the CD34-related protein podocalyxin. „The Journal of Experimental Medicine”. 194 (1), s. 13-27, 2001-07-02. ISSN 0022-1007. PMID: 11435469. PMCID: PMC2193439.
↑ T. Takeda, T. McQuistan, R. A. Orlando, M. G. Farquhar. Loss of glomerular foot processes is associated with uncoupling of podocalyxin from the actin cytoskeleton. „The Journal of Clinical Investigation”. 108 (2), s. 289-301, 2001-07-01. DOI: 10.1172/JCI12539. ISSN 0021-9738. PMID: 11457882. PMCID: PMC203027.
↑ Układ Moczowy. W: Andrzej Myśliwski: Podstawy cytofizjologii i histofizjologii. Wyd. 8. Gdańsk: Akademia Medyczna w Gdańsku, 2007. ISBN 978-8360253-33-5.
↑ ^a ^b Nefrologia. Michał Myśliwiec (red.). Warszawa: Medical Tribune Polska, 2009, seria: Wielka Interna. ISBN 978-83-60135-62-4.
↑ Agnieszka Hałoń. Budowa kłębuszka nerkowego. „Polish Journal of Pathology Supplement”. s. 3-7.
↑ ^a ^b Stefan Angielski, Maciej Jankowski, Jan Stępień: Anatomia i fizjologia nerek. W: Andrzej Książek, Bolesław Rutkowski: Nefrologia. Wyd. I. Lublin: Wyd. Czelaj, 2004. ISBN 83-89309-36-X.

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.

[1] WojciechW. Sawicki WojciechW., JacekJ. Malejczyk JacekJ., Histologia, wyd. VI uaktualnione i rozszerzone, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2020, s. 600, ISBN 978-83-200-4349-5 .

[sawicki-2] 22. Układ moczowy. W: Wojciech Sawicki: Histologia. Wyd. V. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008. ISBN 978-83-200-3710-4.

[KChN-3] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Struktura i funkcja kłębuszków. W: Bolesław Rutkowski, Marian Klinger: Kłębuszkowe choroby nerek. Wyd. I. Gdańsk: MAKmed, 2003. ISBN 83-88322-16-8.

[4] N. Kobayashi, J. Reiser, W. Kriz, R. Kuriyama i inni. Nonuniform microtubular polarity established by CHO1/MKLP1 motor protein is necessary for process formation of podocytes. „The Journal of Cell Biology”. 143 (7), s. 1961-1970, 1998-12-28. ISSN 0021-9525. PMID: 9864367. PMCID: PMC2175224.

[5] R. Doyonnas, D. B. Kershaw, C. Duhme, H. Merkens i inni. Anuria, omphalocele, and perinatal lethality in mice lacking the CD34-related protein podocalyxin. „The Journal of Experimental Medicine”. 194 (1), s. 13-27, 2001-07-02. ISSN 0022-1007. PMID: 11435469. PMCID: PMC2193439.

[6] T. Takeda, T. McQuistan, R. A. Orlando, M. G. Farquhar. Loss of glomerular foot processes is associated with uncoupling of podocalyxin from the actin cytoskeleton. „The Journal of Clinical Investigation”. 108 (2), s. 289-301, 2001-07-01. DOI: 10.1172/JCI12539. ISSN 0021-9738. PMID: 11457882. PMCID: PMC203027.

[Myśliwski-7] Układ Moczowy. W: Andrzej Myśliwski: Podstawy cytofizjologii i histofizjologii. Wyd. 8. Gdańsk: Akademia Medyczna w Gdańsku, 2007. ISBN 978-8360253-33-5.

[WI-nefrologia-8] Nefrologia. Michał Myśliwiec (red.). Warszawa: Medical Tribune Polska, 2009, seria: Wielka Interna. ISBN 978-83-60135-62-4.

[9] Agnieszka Hałoń. Budowa kłębuszka nerkowego. „Polish Journal of Pathology Supplement”. s. 3-7.

[Nefrologia-10] Stefan Angielski, Maciej Jankowski, Jan Stępień: Anatomia i fizjologia nerek. W: Andrzej Książek, Bolesław Rutkowski: Nefrologia. Wyd. I. Lublin: Wyd. Czelaj, 2004. ISBN 83-89309-36-X.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]