Синусоидальные клетки

 

Синусоидальные клетки (эндотелиальные клет­ки, клетки Купфера, звёздчатые и ямочные клет­ки) вместе с обращённым в просвет синусоида участком гепатоцитов образуют функциональную и гистологическую единицу [39].

Эндотелиальные клетки выстилают синусоиды и содержат фенестры, образующие ступенчатый ба­рьер между синусоидом и пространством Диссе (рис. 1-16). Клетки Купфера прикреплены к эндотелию.

Звёздчатые клетки печени располагаются в про­странстве Диссе между гепатоцитами и эндотели­альными клетками (рис. 1-17). Пространство Дис­се содержит тканевую жидкость, оттекающую да­лее в лимфатические сосуды портальных зон. При нарастании синусоидального давления выработка лимфы в пространстве Диссе увеличивается, что играет роль в образовании асцита при нарушении венозного оттока из печени.

Клетки Купфера. Это очень подвижные макро­фаги, связанные с эндотелием, которые окраши­ваются пероксидазой и имеют ядерную оболочку. Они фагоцитируют крупные частицы и содержат вакуоли и лизосомы. Эти клетки образуются из моноцитов крови и имеют лишь ограниченную способность к делению. Они фагоцитируют по механизму эндоцитоза (пиноцитоза или фагоци­тоза), который может опосредоваться рецептора­ми (абсорбционный) или происходить без участия рецепторов (жидкофазный) [41]. Клетки Купфе­ра поглощают состарившиеся клетки, инородные частицы, опухолевые клетки, бактерии, дрожжи, вирусы и паразитов. Они захватывают и перераба­тывают окисленные липопротеины низкой плот­ности (которые считаются атерогенными) [14] и удаляют денатурированные белки и фибрин при диссеминированном внутрисосудистом свёртыва­нии крови.

Клетка Купфера содержит специфические мем­бранные рецепторы для лигандов, включая фраг­мент Fc иммуноглобулина и компонент С3b ком­племента, которые играют важную роль в пред­ставлении антигена.

Клетки Купфера активируются при генерали­зованных инфекциях или травмах. Они специфи­чески поглощают эндотоксин и в ответ вырабаты­вают ряд факторов, например фактор некроза опу­холи, интерлейкины, коллагеназу и лизосомальные гидролазы. Эти факторы усиливают ощущение дискомфорта и недомогания. Токсическое действие эндотоксина, таким образом, обусловлено продуктами секреции клеток Купфера, поскольку сам по себе он нетоксичен.

 

 

Рис. 1-16. Электронная микрофотография синусоида, на которой видны фенестры (Ф), образующие ситовидные пластинки (С). П — паренхиматозная клетка; Д — пространство Диссе; М — микроворсин­ки; Э — эндотелиальная клетка.

Рис. 1-17. Электронная микрофотогра­фия звёздчатой клетки печени. Видны характерные жировые капли (Ж). С — просвет синусоида; Д — пространство Диссе. П — паренхиматозная клетка. К — жёлчный каналец. Я — ядро. М — мито­хондрия, х 12 000.

 Клетка Купфера секретирует также метаболи­ты арахидоновой кислоты, в том числе простаг­ландины [39].

Клетка Купфера имеет специфические мемб­ранные рецепторы к инсулину, глюкагону и ли­попротеинам. Углеводный рецептор N-ацетилгликозамина, маннозы и галактозы может служить посредником в пиноцитозе некоторых гликопро­теинов, особенно лизосомальных гидролаз. Кроме того, он опосредует поглощение иммунных комп­лексов, содержащих IgM.

В печени плода клетки Купфера выполняют эритробластоидную функцию. Распознавание и скорость эндоцитоза клетками Купфера зависят отопсонинов, фибронектина плазмы, иммуногло­булинов и тафтсина — естественного иммуномодуляторного пептида [25|.

Эндотелиальные клетки. Эти оседлые клетки об­разуют стенку синусоидов. Фенестрированные уча­стки эндотелиальных клеток (фенестры) имеют диаметр 0,1 мкм (см. рис. 1-16) и образуют сито­видные пластинки, которые служат биологическим фильтром между синусоидальной кровью и плаз­мой, заполняющей пространство Диссе. Эндоте­лиальные клетки имеют подвижный цитоскелет, который поддерживает и регулирует их размеры [11]. Эти «печёночные сита» фильтруют макромо­лекулы различного размера. Через них не прохо­дят крупные, насыщенные триглицеридами хило­микроны, а более мелкие, бедные триглицерида­ми, но насыщенные холестерином и ретинолом остатки могут проникать в пространство Диссе [16]. Эндотелиальные клетки несколько различаются в зависимости от расположения в дольке. При ска­нирующей электронной микроскопии видно, что количество фенестр может значительно уменьшать­ся с образованием базальной мембраны [22]; осо­бенно ярко эти изменения проявляются в зоне 3 у больных алкоголизмом.

Синусоидальные эндотелиальные клетки актив­но удаляют из кровообращения макромолекулы и мелкие частицы с помощью рецепторно-опосредованного эндоцитоза [40]. Они несут поверхностные рецепторы к гиалуроновой кислоте (главный поли­сахаридный компонент соединительной ткани), хондроитинсульфату и гликопротеину, содержаще­му на конце маннозу, а также рецепторы типа II и III к фрагментам FcIgG и рецептор к белку, связы­вающему липополисахариды [37]. Эндотелиальные клетки выполняют очистительную функцию, уда­ляя ферменты, повреждающие ткани, и патоген­ные факторы (в том числе микроорганизмы). Кро­ме того, они очищают кровь от разрушенного кол­лагена и связывают и поглощают липопротеины.

Звёздчатые клетки печени (жирозапасающие клетки, липоциты, клетки Ито). Эти клетки рас­положены в субэндотелиальном пространстве Дис­се. Они содержат длинные выросты цитоплазмы, некоторые из которых тесно контактируют с па­ренхиматозными клетками, а другие достигают нескольких синусоидов, где могут участвовать в регуляции кровотока и, таким образом, влиять на портальную гипертензию [6]. В нормальной пече­ни эти клетки являются как бы основным местом хранения ретиноидов; морфологически это про­является в виде жировых капель в цитоплазме. Пос­ле выделения этих капель звёздчатые клетки ста­новятся похожими на фибробласты. Они содержат актин и миозин и сокращаются при воздействии эндотелина-1 и вещества Р [36]. При повреждении гепатоцитов звёздчатые клетки утрачивают жиро­вые капли, пролиферируют, мигрируют в зону 3, приобретают фенотип, напоминающий фенотип миофибробластов, и вырабатывают коллаген типа I, III и IV, а также ламинин. Кроме того, они выде­ляют протеиназы клеточного матрикса и их инги­биторы, например тканевый ингибитор металлопро­теиназ (см. главу 19) [4, 23]. Коллагенизация про­странства Диссе приводит к снижению поступле­ния в гепатоцит субстратов, связанных с белком [46].

Ямочные клетки. Это очень подвижные лимфо­циты — естественные киллеры, прикреплённые к обращённой в просвет синусоида поверхности эн­дотелия [10]. Их микроворсинки или псевдоподии проникают сквозь эндотелиальную выстилку, со­единяясь с микроворсинками паренхиматозных клеток в пространстве Диссе. Эти клетки живут недолго и обновляются за счёт лимфоцитов цир­кулирующей крови, дифференцирующихся в си­нусоидах [43]. В них обнаруживаются характер­ные гранулы и пузырьки с палочками в центре. Ямочные клетки обладают спонтанной цитоток­сичностью по отношению к опухолевым и инфи­цированным вирусом гепатоцитам.

 

Взаимодействия синусоидальных клеток

 

Между клетками Купфера и эндотелиальными клетками, как и между клетками синусоидов и гепатоцитами, происходит сложное взаимодей­ствие. Активация клеток Купфера липополиса­харидами подавляет поглощение гиалуроновой кислоты эндотелиальными клетками. Этот эффект, возможно, опосредуется лейкотриенами [12]. Об­разованные клетками синусоидов цитокины могут как стимулировать, так и подавлять пролифера­цию гепатоцитов [26].

 

Внеклеточный матрикс

 

Внеклеточный матрикс становится видимым только при заболеваниях печени. В пространстве Диссе можно обнаружить все главные компоненты базальной мембраны, в том числе коллаген типа IV, ламинин, гепарансульфат, протогликан и фиб­ронектин [9]. Все клетки, образующие синусоид, могут участвовать и в образовании матрикса. Мат­рикс, находящийся в пространстве Диссе, влияет на функцию гепатоцитов, изменяя экспрессию тка­неспецифических генов, например гена альбумина, а также количество и порозность синусоидальных фенестраций [27]. Это может иметь значение для регенерации печени.

 

Нарушение микроциркуляции печени при патологии [46]

 

При заболеваниях печени, например при алкоголь­ном поражении, может нарушаться микроциркуля­ция печени из-за коллагенизации пространства Дис­се, образования базальной мембраны под эндотели­ем и изменения его фенестрированности [22]. Все эти процессы наиболее выражены в зоне 3. Они приводят к потере питательных веществ, предназначен­ных для гепатоцитов, и к развитию портальной ги­пертензии.

 

Адгезивные молекулы

 

При воспалении в печени часто обнаруживается инфильтрация лимфоцитами. Рецепторы на поверх­ности лимфоцитов, антиген, ассоциированный с функцией лейкоцитов (LFA-1), и молекулы меж­клеточной адгезии (ICAM-1 и ICAM-2) взаимо­действуют между собой. В норме ICAM-1 эксп­рессируется в основном на клетках, выстилающих синусоиды, и в незначительной степени — на пор­тальном и печёночном эндотелии (рис. 1-18) [1]. При реакциях отторжения трансплантата выявле­на индукция ICAM-1 в эпителии жёлчных путей, эндотелии сосудов и в перивенулярных гепатоци­тах. Экспрессия этих молекул адгезии на клетках жёлчных протоков показана при первичном били­арном циррозе и первичном склерозирующем хо­лангите [2].

 

Функциональная неоднородность [18]

 

Функции клеток, расположенных в периферичес­кой зоне кровообращения ацинуса, примыкающей к терминальным печёночным венам (зона 3), отли­чаются от функции клеток, примыкающих к тер­минальным печёночным артериям и портальным венам (зона 1; см. рис. 1-12 и 1-13; табл. 1-1) [191.

Ферменты цикла Кребса (ферменты синтеза мочевины и глутаминазы) в наиболее высоких кон­центрациях обнаруживаются в зоне 1, в то время как глутаминсинтетаза — в околовенозной зоне.

 

 

Рис. 1-18. Ткань нормальной печени, окрашенная на ICAM-1. Видно диффузное окрашивание клеток, выстилающих си­нусоиды, слабое окрашивание мембран некоторых гепато­цитов; жёлчные протоки не окрашиваются. См. также цветную иллюстрацию на с. 768.

 

 

Очевидно, что эти зоны различаются по снаб­жению кислородом: клетки зоны 3 получают кис­лород в последнюю очередь и особенно склонны к аноксическому повреждению.

Ферменты цитохрома Р450, участвующие в ме­таболизме лекарств, в основном сосредоточены в зоне 3. Это особенно ярко проявляется при ин­дукции ферментов, например, фенобарбиталом. Наиболее высокие концентрации токсичных про­дуктов метаболизма лекарств обнаруживаются в гепатоцитах зоны 3. Кроме того, в них снижена концентрация глутатиона, поэтому гепатоциты зоны 3 оказываются особенно восприимчивыми к лекарственным повреждениям печени.

 

Таблица 1-1. Метаболизм гепатоцитов в зависимости от их расположения в зоне 3 (центральной) или в зоне 1 (перипортальной) [19]

 

	Зона 1	Зона 3
углеводы	Гликонеогенез	Гликолиз
Белки	Синтез альбумина и фибриногена	Синтез альбумина и фибриногена
Цитоxром P450	+	++
После воздействия фенобарбиталом	+	++++++++
Глутатион	++	—
Снабжение кислородом	+ + +	+
Образование жёлчи, зависящее от желчных кислот	++	—
Образование желчи, не зависящее от жёлчных уислот	—	++
Синусоиды	Мелкие Много анастомозов	Прямые Радиальные

 

Гепатоциты зоны 1 получают кровь с более вы­сокой концентрацией жёлчных кислот и поэтому играют особенно важную роль в образовании жёл­чи, зависящем от жёлчных кислот. Гепатоциты зоны 3 участвуют в образовании жёлчи, не завися­щем от жёлчных кислот. Кроме того, имеются зо­нальные различия в скорости переноса веществ из синусоидов в жёлчные канальцы.

Причины метаболических различий между зо­нами различны. Одни функции (гликонеогенез, гликолиз, кетогенез) зависят от направления дви­жения крови по синусоидам, другие (осуществля­емые цитохромом Р450) — от скорости транскрип­ции генов, которая неодинакова в перивенулярных и перипортальных гепатоцитах [18]. В печени плода выявлены различия в экспрессии глутамин-синтетазы в разных участках ацинуса.

 

Перенос через синусоидальную мембрану [5]

 

Синусоидальная мембрана гепатоцита представ­ляет собой домен, который содержит большое ко­личество рецепторов и обладает высокой метабо­лической активностью. Он отделён от жёлчного канальца латеральным доменом, который участву­ет в межклеточном взаимодействии (см. рис. 1-14). Рецепторно-опосредованный эндоцитоз обес­печивает перенос крупных молекул, таких, как гликопротеины, факторы роста и белки-перенос­чики (трансферрин). Эти лиганды связываются с рецепторами синусоидальной мембраны, которые образуют окаймлённые клатрином ямки, обеспе­чивающие начало эндоцитоза. Судьба лиганда внутри клетки различна (рис. 1-19). Многие лиганды переносятся в лизосомы, где разрушаются, а ре­цепторы возвращаются на синусоидальную мемб­рану для повторного использования. Некоторые ли­ганды переносятся в составе пузырьков через клет­ку и выделяются в просвет жёлчных канальцев.

 

 

Рис. 1-19. Пути эндоцитоза начиная от синусоидальной мембраны. ПСМ — плазматическая синусоидальная мембрана; К — жёлчный каналец; Л — лизосома; Я — ядро; МРРЛ — место разделения рецептора и лиганда). -Рецепторы, связанные с лигандами, группируются, образуя окаймлённую ямку. Происходит эндоцитоз, приводящий к образованию окаймлённого пузырька, который затем теряет клатриновую оболочку и сливается с другими пузырьками с образованием ранней эндосомы (участок сортировки). В дальнейшем возможны следующие пути: 1 — пузырёк переносится к жёлчному канальцу, где лиганд и рецептор выделяются (трансцитоз, например, полимерного IgA); 2 — перенос лиганда и рецептора в лизосому, где они разрушаются; 3 — рецептор и лиганд переносятся в МРРЛ. Рецептор отделяется от лиганда и возвращается на плазматичес­кую мембрану синусоида. Лиганд входит в лизосому и разрушается (например, липопротеины низкой плотности, асиалогликопротеины, инсулин); 4 — лиганд и рецептор возвращаются на плазматическую мембрану (например, трансферрин и его рецептор после выделения железа).

 

 

Эпителиальные клетки жёлчных канальцев

 

Эпителиальные клетки жёлчных канальцев уда­лось выделить из печени крысы |3| и получить их короткоживущую культуру. Показано, что эти клет­ки осуществляют рецепторно-опосредованный эн­доцитоз фактора роста эпидермиса и его экзоци­тоз, регулируемый секретином |24|.