Введение
Тип многоядерной клетки. Синцитий (/sɪnɪʃiə/; синции; от греческого σύν syn «вместе» и κύτος kytos «контейнер, то есть клетка») или симплазма — это многоядерная клетка, которая может образоваться в результате слияния множества одноядерных клеток (то есть клеток с одним ядром). Это отличается от коэноцита, который образуется в результате многократного деления ядра без последующего цитокинеза. Мышечная клетка, составляющая скелетную мускулатуру животных, является классическим примером клетки-синция. Этот термин также может относиться к клеткам, соединенным специализированными мембранами с щелевыми контактами, как, например, в клетках сердечной мышцы и некоторых клетках гладкой мускулатуры, которые электрически синхронизированы посредством потенциала действия. В эмбриогенезе термин «синций» используется для обозначения коэноцитарных бластодерм эмбрионов беспозвоночных, таких как Drosophila melanogaster.
A syncytium (/s//ɪ//n//'//s//ɪ//ʃ//i//ə//m/; : syncytia; from Greek: σύν syn "together" and κύτος kytos "box, i. e. cell") or symplasm is a multinucleate cell that can result from multiple cell fusions of uninuclear cells (i. e., cells with a single nucleus), in contrast to a coenocyte, which can result from multiple nuclear divisions without accompanying cytokinesis. The muscle cell that makes up animal skeletal muscle is a classic example of a syncytium cell. The term may also refer to cells interconnected by specialized membranes with gap junctions, as seen in the heart muscle cells and certain smooth muscle cells, which are synchronized electrically in an action potential. The field of embryogenesis uses the word syncytium to refer to the coenocytic blastoderm embryos of invertebrates, such as Drosophila melanogaster.
Протисты
В протестах синцитии встречаются у некоторых ризарий (например, хлорарахниофитов, плазмодиофорид, гаплоспорид) и ацеллюлярных слизевых грибов, диктиостелид (амебозоанов), акразид (Excavata) и Haplozoon.
Грибки
Синцитий — нормальная клеточная структура для многих грибов. Большинство грибов отдела Basidiomycota существуют в виде дикариона, в котором нитевидные клетки мицелия частично разделены на сегменты, каждый из которых содержит два различных ядра, называемые гетерокарионом.
Нервная сеть
Нейроны, составляющие субепителиальную нервную сеть у гребневиков (Ctenophora), сливаются в нейронный синцитий, состоящий из сплошной плазматической мембраны, а не соединенных синапсами.
Скелетная мышца
Классическим примером синцития является образование скелетных мышц. Большие волокна скелетных мышц формируются в результате слияния тысяч отдельных мышечных клеток. Многоядерная структура важна при патологических состояниях, таких как миопатия, где очаговый некроз (гибель) части скелетного мышечного волокна не вызывает некроза соседних участков того же волокна, поскольку эти участки обладают собственным ядерным материалом. Таким образом, миопатия обычно сопровождается таким "сегментарным некрозом", при этом некоторые из сохранившихся сегментов функционально отрезаны от своего нервного снабжения из-за потери связи с нейромышечным синапсом.
Сердечная мышца
Синцитий сердечной мышцы важен, поскольку обеспечивает быстрое и согласованное сокращение мышц по всей их длине. Потенциалы действия сердца распространяются по поверхности мышечного волокна от точки синаптического контакта через интеркалированные диски. Несмотря на то, что сердечная мышца представляет собой синцитий, она отличается от него тем, что её клетки не являются длинными и многоядерными. Поэтому сердечную ткань описывают как функциональный синцитий, в отличие от настоящего синцития скелетной мышцы.
Гладкие мышцы
Гладкая мускулатура желудочно-кишечного тракта активируется комплексом из трех типов клеток – гладкомышечных клеток (SMC), интерстициальных клеток Кахаля (ICC) и альфа-рецептора фактора роста, производного от тромбоцитов (PDGFRα), которые электрически соединены между собой и функционируют совместно как функциональный синцитий SIP.
Остеокласты
Некоторые клетки, происходящие из иммунных клеток животных, могут формировать агрегаты клеток, такие как остеокласты, ответственные за резорбцию костной ткани.
Плацента
Другой важный синцитий позвоночных находится в плаценте плацентарных млекопитающих. Клетки эмбрионального происхождения, формирующие границу с материнским кровотоком, сливаются, образуя многоядерный барьер – синцитиотрофобласт. Это, вероятно, важно для ограничения обмена мигрирующими клетками между развивающимся эмбрионом и организмом матери, так как некоторые клетки крови специализированы для проникновения между соседними эпителиальными клетками. Синцитиальный эпителий плаценты не предоставляет такой путь доступа из материнского кровообращения к эмбриону.
Стеклянные губки
Большая часть тела гексактинеллидных губок состоит из синцитиальной ткани. Это позволяет им формировать свои крупные кремнеземные спикулы исключительно внутри клеток.
Тегумент
Тонкое строение тегумента у гельминтов по существу одинаково как у цестод, так и у трематод. Типичный тегумент имеет толщину 7–16 мкм и состоит из отчетливых слоев. Это синцитий, состоящий из многоядерных тканей без выраженных клеточных границ. Внешняя зона синцития, называемая «дистальной цитоплазмой», выстлана плазматической мембраной. Эта плазматическая мембрана, в свою очередь, связана со слоем углеводсодержащих макромолекул, известных как гликокаликс, толщина которого варьируется у разных видов. Дистальная цитоплазма соединена с внутренним слоем, называемым «проксимальной цитоплазмой», который является «клеточной областью, или цитоном, или перикарием», посредством цитоплазматических каналов, состоящих из микротрубочек. Проксимальная цитоплазма содержит ядра, эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, рибосомы, отложения гликогена и многочисленные везикулы. Самый внутренний слой ограничен слоем соединительной ткани, известным как «базальная пластинка». За базальной пластинкой следует толстый мышечный слой.
Вирусная инфекция
Синцитии также могут формироваться при инфицировании клеток определенными типами вирусов, в частности HSV 1, ВИЧ, MeV, SARS-CoV-2 и пневмовирусами, например, респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ). Эти синцитиальные образования создают характерные цитопатические эффекты при наблюдении в восприимчивых клетках. Поскольку множество клеток сливается вместе, синцитии также известны как многоядерные клетки, гигантские клетки или поликариоциты. В ходе инфекции вирусные белки слияния, используемые вирусом для проникновения в клетку, транспортируются на клеточную поверхность, где они могут вызывать слияние мембраны клетки-хозяина с соседними клетками.
Реовирусы
Обычно вирусные семейства, способные вызывать синцитии, имеют оболочку, поскольку для слияния с другими клетками необходимы белки вирусной оболочки на поверхности клетки-хозяина. Определенные представители семейства Reoviridae являются примечательными исключениями благодаря уникальному набору белков, известных как малые трансмембранные белки, связанные с процессом слияния (FAST). Формирование синцития, индуцированного реовирусами, не наблюдается у людей, но встречается у ряда других видов и вызывается фузогенными ортореовирусами. К этим фузогенным ортореовирусам относятся ортореовирус рептилий, ортореовирус птиц, ортореовирус залива Нельсона и ортореовирус бабуинов.
ВИЧ
ВИЧ инфицирует CD4+ Т-хелперы и заставляет их производить вирусные белки, включая белки слияния. Затем клетки начинают отображать на своей поверхности ВИЧ-гликопротеины, которые являются антигенными. Обычно цитотоксический Т-лимфоцит немедленно "внедряет" лимфотоксины, такие как перфорин или гранзим, которые убивают инфицированный Т-хелпер. Однако, если поблизости находятся Т-хелперы, gp41 рецепторы ВИЧ, представленные на поверхности Т-хелперов, связываются с другими подобными лимфоцитами. Это приводит к слиянию десятков Т-хелперов с клеточными мембранами, образуя гигантский нефункциональный синцитий, что позволяет одному вирусу ВИЧ заражать и убивать множество Т-хелперов. Это связано с более быстрым прогрессированием заболевания.
Мампы
Вирус паротита использует белок HN для прикрепления к потенциальной клетке-хозяину, а затем белок слияния обеспечивает его слияние с клеткой-хозяином. Белки HN и слияния остаются на поверхности клеток-хозяев, вызывая их связывание с соседними эпителиальными клетками.
COVID-19
Мутации в вариантах SARS-CoV-2 содержат варианты шиповидного белка, которые могут усиливать образование синцития. Протеаза TMPRSS2 необходима для формирования синцития. Синцитий позволяет вирусу распространяться непосредственно на другие клетки, защищенный от нейтрализующих антител и других компонентов иммунной системы, но для этого необходим мембранный холестерин. Синцитии, по-видимому, сохраняются длительное время; "полная регенерация" легких после тяжелого гриппа "не наблюдается" при COVID-19.