Введение

Клеточный тип

Энтерохромаффин (EC) клетки (также известные как клетки Кульчицкого) — это тип энтероэндокринных и нейроэндокринных клеток. Они расположены вдоль эпителия, выстилающего просвет пищеварительного тракта, и играют ключевую роль в регуляции работы желудочно-кишечного тракта, особенно моторики и секреции кишечника. Они были открыты Николаем Кульчицким. EC клетки модулируют нейронную передачу в энтерической нервной системе (ЭНС) посредством секреции нейромедиатора серотонина и других пептидов. Поскольку афферентные и эфферентные нервы не проникают в просвет кишечника, EC клетки выполняют функцию сенсорной трансдукции. Нейроэндокринные клетки легких в дыхательных путях известны как бронхиальные клетки Кульчицкого.

Структура

Клетки EC – это небольшие многоугольные клетки, расположенные в криптах между кишечными ворсинками. Они отличаются от других клеток желудочно-кишечного эпителиальных крипт наличием базально расположенных гранул, содержащих серотонин и другие пептиды. Ультраструктурно эти гранулы варьируют по размеру и форме и считаются плеоморфными. Большинство клеток EC контактируют с просветом кишечных крипт через апикальные микроворсинки (выросты) и называются "открытыми". Определенная часть клеток EC не выходит в просвет крипты и, соответственно, называется "закрытыми". Клетки EC обычно простираются до базальной мембраны с цитоплазматическими отростками, которые, как известно, проходят через соединительную ткань и соседние железы. Ткань под клетками EC обычно содержит обильные фенестрированные капилляры, лимфатические сосуды и мелкие немиелинизированные нервные волокна. Выделяемый серотонин может либо поглощаться находящимися рядом сосудами (транспортироваться в крови тромбоцитами), либо действовать на нервные синаптические окончания. Доля популяций клеток с высокой плотностью варьируется у разных видов, что связано с различиями в диетических потребностях и физиологических особенностях.

Энтерохромафин-подобные клетки

Энтерохромафин-подобные клетки (ЭКЛ-клетки) — это популяция клеток, расположенных в желудочных железах слизистой оболочки желудка, которые секретируют гистамин. В ответ на гастрин, выделяемый соседними G-клетками, секретируемый гистамин из ЭКЛ-клеток воздействует на париетальные клетки, стимулируя высвобождение соляной кислоты. Наличие ЭКЛ-клеток критически важно для регуляции эндокринно-индуцированной секреции соляной кислоты. ЭКЛ-клетки гистологически похожи на EC-клетки и поэтому получили такое название. Однако это другой тип клеток, не имеющий механизмов синтеза серотонина.

Разработка

В развивающихся эмбрионах цыплят клетки EC были обнаружены в биопсиях развивающейся ткани ЖКТ до миграции клеток нервного гребня. Несмотря на то, что клетки EC обладают нейроэндокринными свойствами и химически и гистологически схожи с клетками мозгового вещества надпочечников, они не являются производными нервного гребня и не имеют общего клеточного предшественника. Считается, что клетки EC происходят из эндодермального источника и происходят от стволовых клеток, формирующих другие типы эпителиальных клеток просвета желудочно-кишечного тракта.

Функция

Основная функция клеток ЭК заключается в синтезе и секреции серотонина для модуляции нейронов желудочно-кишечного тракта. Серотонин, также известный как 5-гидрокситриптамин (5HT), может классифицироваться как гормон, нейромедиатор и митоген. Он наиболее известен своей ролью в центральной нервной системе, но играет важную роль и в периферии, при этом большая часть эндогенного серотонина содержится в кишечнике (90% от общего эндогенного запаса). В энтеральной нервной системе серотонин является ключевым модулятором сенсорной трансдукции и секреции слизи. Высвобождение серотонина из клеток ЭК может быть вызвано множеством стимулов, в частности растяжением просвета, парасимпатической иннервацией или изменениями осмотической концентрации в содержимом кишечника.

Синтез серотонина

Синтез 5-HT в EC-клетках катализируется ферментом триптофан гидроксилаза 1 (TpH1) из аминокислоты L-триптофан. Реакция протекает в два этапа, при этом начальным лимитирующим скорость этапом является превращение L-триптофана в 5-гидрокситриптофан (5-HTP). После превращения в 5-HTP, не лимитирующая скорость L-аминокислотная декарбоксилаза превращает 5-HTP в 5-HT путем декарбоксилирования. После синтеза 5-HT запасается в везикулах с помощью везикулярного моноаминотранспортера 1 вблизи базальной мембраны клетки для последующей секреции. Везикулы перемещаются от базальной мембраны в окружающую ламину проприю для взаимодействия с близлежащими нервными синапсами, лимфой и кровеносными сосудами. Серотонин, синтезируемый EC-клетками, преимущественно экзоцитируется из базальной мембраны, но также известно, что он секретируется апикально в просвет кишечника и может присутствовать в образцах фекалий. Выделяемый 5-HT воздействует на различные подтипы рецепторов, локализованные в клетках эпителия желудочно-кишечного тракта, гладкой мускулатуры и соединительной ткани, при этом чувствительность зависит от концентрации выделяемого гормона.

Синдром раздраженного кишечника

Синдром раздраженного кишечника (СРК) – это разнообразное состояние, связанное с хроническим дискомфортом в кишечнике и болью в животе, интенсивность которой варьируется у разных пациентов. С СРК связаны аномальные концентрации серотонина, преимущественно повышенные, усиливающие моторику желудочно-кишечного тракта и секрецию слизистой оболочки кишечника. Тяжелый СРК часто проявляется либо хроническим запором, либо хронической диареей, а аномальные популяции EC-клеток коррелируют с обоими состояниями. У пациентов, страдающих постинфекционным СРК, ректальные биопсии показали резкое увеличение популяций EC-клеток, связанных с симптомами диареи. В то же время, у пациентов с хроническими запорами наблюдается снижение популяций EC-клеток, что указывает на недостаток 5-HT и, следовательно, на снижение моторики и секреции ЖКТ. Продолжающиеся исследования показывают, что аномальные популяции EC-клеток, а следовательно, и 5-HT сигнализация, могут значительно способствовать развитию желудочно-кишечной дисфункции. Лечение пациентов с функциональными запорами агонистами 5-HT-рецепторов показало некоторую эффективность в восстановлении нормальной функции ЖКТ.

Карциноидный синдром

Карциноидный синдром – редкое состояние, характеризующееся аномальным повышением уровня биологически активных гормонов в кровотоке, главным образом серотонина, с ранними симптомами в виде диареи, абдоминальных спазмов и приступообразного покраснения кожи.

История

Название «энтерохромаффинные» клетки происходит от греческого слова «энтерон» (ἔντερον), обозначающего кишечник, и «хромаффинные» – как объединение слов «хром» и «аффинность», поскольку их можно визуализировать при окрашивании солями хрома. Клетки хромаффинной ткани (надпочечников) с аналогичным названием обладают этой же характеристикой и гистологически схожи с энтерохромаffinными клетками. Однако их эмбриологическое происхождение существенно различается, и они не выполняют схожие функции.