پودوسیت
| پودوسیت | |
|---|---|
 ساختار جسمک کلیوی: خون در شریانچه آوران، در قسمت فوقانی جریان پیدا کرده و از شریانچه وابران در قسمت پایین تصویر خارج میگردد. خون از طریق مویرگهای گلومرولی جریان پیدا میکند، که در آنجا به علت فشاری که دارد تصفیه میگردد. پودوسیتها (سبز) حول مویرگها پیچیده شدهاند. خون از طریق دیافراگم (یا شکاف فیلتری)، بین پاها یا زوائد پودوسیتها تصفیه میگردد. خون تصفیه شده از لولههای پروگزیمال (نزدیک) (زردرنگ) در سمت راست تصویر رد میشود. | |
| جزئیات | |
| ساخته از | مزودرم بینابینی |
| مکان | کپسول بومن کلیه |
| شناسهها | |
| لاتین | podocytus |
| MeSH | D050199 |
| FMA | 70967 |
پودوسیتها (به انگلیسی: Podocytes)، سلولهایی در کپسول بومن درون کلیهها هستند که حول مویرگهای گلومرولی پیچیده شدهاند. پودوسیتها خط مرزی اپیتلیالی کپسول پومن را تشکیل میدهند، سومین لایهای که فراتصفیه خون در آن صورت میپذیرد.[۱] کپسول بومن خون را تصفیه کرده و مولکولهای بزرگی چون پروتئینها را نگه میدارد، در حالی که مولکولهای کوچکی چون آب، نمک و شکر در قدم اول تصفیه شده و تشکیل ادرار میدهند. گرچه که احشاء مختلف، لایههای اپیتلیالی دارند، اما عنوان سلولهای اپیتلیالی احشائی، اغلب بهطور خاص به پودوسیتها اشاره دارد که سلولهای اپیتلیالی تخصص یافتهای اند که در لایه احشائی کپسول سکنا گزیدهاند.
پودوسیتها، زوائد پا مانند درازی به نام پایک دارند. به همین دلیل به این سلولها (podo+(-cyte)) گفته میشود (در انگلیسی پودوسایت خوانده میشود، که پودو به معنای پا و سایت به معنای سلول است). پایکها حول مویرگها پیچیده و شکافی بینشان باقی میگذارند. خون با عبور از این شکافها، تصفیه میشود. به هر کدام از این شکافها: شکاف تصفیهای یا شکاف دیافراگمی یا روزنه شکافی نیز گفته میشود.[۲] چندین پروتئین برای پیچیده شدن پایکها حول مویرگها و انجام عملکردهایشان نیاز است. زمانی که نوزاد با نقصهایی در پروتئینهایش مثل نفرین و CD2AP بدنیا میآید، کلیههایش نمیتوانند به خوبی عمل کنند. افرادی که در این پروتئینها دچار جهش یافتگی بوده و انواع متفاوتی از آنها را دارا باشند، ممکن است این افراد را بعداً در طول عمرشان در معرض نارسایی کلیوی قرار دهد. نفرین، یک پروتئین زیپ-مانندی است که تشکیل شکاف دیافراگمی میدهد، به گونهای که بین دندانههای زیپ، فضاهایی به اندازه کافی بزرگ وجود داشته که امکان عبور آب و شکر را از آنها میدهند، اما در عین حال برای عبور پروتئینها هنوز خیلی کوچک اند. نقص نفرین مسئول نارسایی کلیوی مادرزادیست. CD2AP اسکلت سلولی پودوسیت را تنظیم کرده و شکاف دیافراگمی را پایدار میکند.[۳][۴]
ساختار
[ویرایش]
پودوسیت دارای ساختاری پیچیده است. جسم سلولی آن دارای زواید بزرگ یا اولیهای است که زواید ثانویهای را به شکل پایههای پودوسیتی یا پدیکلها تشکیل میدهند.[۵] زواید اولیه توسط میکروتوبولها و فیلامانهای حدواسط نگهداری میشوند. پایههای سلولی (foot processes) دارای اسکلت سلولی مبتنی بر اکتین هستند.[۵] پودوسیتها در حال پوشاندن سطح داخلی کپسولهای بومن در نفرونهای کلیه یافت میشوند. پدیکلها یا پایههای سلولی به دور مویرگهای گلومرولی میپیچند تا شکافهای تصفیه (filtration slits) را تشکیل دهند.[۶] پدیکلها سطح تماس سلولها را افزایش میدهند و اولترافیلتراسیون کارآمد را ممکن میسازند.[۷]
پودوسیتها غشای پایه (basement membrane) را ترشح کرده و حفظ میکنند.[۲]
در طول حوزه پایهجانبی (basolateral domain) پودوسیتها، تعداد زیادی وزیکول پوششدار و حفرههای پوششدار وجود دارد که نشاندهنده میزان بالای تبادل وزیکولی است.
پودوسیتها دارای یک شبکه آندوپلاسمی بسیار توسعهیافته و یک دستگاه گلژی بزرگ هستند که نشاندهنده ظرفیت بالا برای سنتز پروتئین و تغییرات پساترجمهای است.
همچنین شواهد فزایندهای از تعداد زیادی اجسام چندوزیکولی و سایر اجزای لیزوزومی در این سلولها مشاهده شده است که نشاندهنده فعالیت بالای آندوسیتوزی است.
نیازهای انرژی
[ویرایش]پودوسیتها به میزان قابلتوجهی انرژی نیاز دارند تا یکپارچگی ساختاری پایههای سلولی خود را حفظ کنند، با توجه به تنش مکانیزی قابلتوجهی که در طول فرآیند تصفیه گلومرولی متحمل میشوند.[۸]
تغییرات پویای فشار مویرگی گلومرولی، هم نیروهای کششی و هم نیروهای کشسانی بر پایههای سلولی پودوسیت وارد میکنند و میتوانند منجر به تنش مکانیکی بر اسکلت سلولی آنها شوند. همزمان، تنش برشی جریان مایع توسط حرکت اولترافیلترای گلومرولی ایجاد میشود و یک نیروی مماسی بر سطح این پایههای سلولی اعمال میکند.[۹]
به منظور حفظ ساختار پیچیده پایههای سلولی خود، پودوسیتها به هزینه کردن مقدار قابلتوجهی ATP نیاز دارند تا ساختار و سازمان اسکلت سلولی خود را حفظ کنند، در برابر فشار بالای مویرگی گلومرولی مقابله نمایند و دیواره مویرگی را تثبیت کنند.[۹]
عملکرد میتوکندری
[ویرایش]میتوکندریها در پودوسیتها نه تنها به عنوان نیروگاه سلولی، بلکه به عنوان مراکز سیگنالدهی و تنظیم کنندههای آپوپتوز عمل میکنند.[۱۰] تراکم و توزیع میتوکندریها در جسم سلولی و زواید اولیه پودوسیت بسیار چشمگیر است که بازتابی از نیازهای متابولیک بالا در این نواحی است. مطالعات اخیر نشان میدهند که اختلال در عملکرد میتوکندریایی و تولید گونههای فعال اکسیژن (ROS) میتوکندریایی، یک محرک کلیدی در آسیب پودوسیتی و شروع پروتئینوری در بیماریهایی مانند نفروپاتی دیابتی است.[۱۱]
سد شکافی
[ویرایش]شکافهای تصفیه (filtration slits) که توسط پایههای سلولی مجاور تشکیل میشوند، توسط یک دیافراگم شکافی (slit diaphragm) پوشیده شدهاند. این دیافراگم یک ساختار پروتئینی تخصصیافته است که به عنوان یک سد اندازهگزین (size-selective) و بارگزین (charge-selective) نهایی عمل میکند.[۱۲] پروتئینهای کلیدی مانند Nephrin، Podocin و CD2AP جزء اصلی این دیافراگم هستند. پیوند متقابل بین این پروتئینها و اتصال آنها به اسکلت سلولی اکتینی درون پایههای سلولی، برای یکپارچگی ساختاری و عملکردی این سد ضروری است.
پاتوبیولوژی و بیماریزایی
[ویرایش]آسیب به پودوسیتها محور اصلی بسیاری از بیماریهای گلومرولی است. این آسیب میتواند منجر به تغییر شکل پایههای سلولی شود، پدیدهای که به عنوان effacement (محو شدن) پایههای سلولی شناخته میشود. این فرآیند باعث از بین رفتن شکافهای تصفیه و در نتیجه نشت پروتئین به ادرار (پروتئینوری) میگردد.[۱۳] پروتئینوری مداوم به نوبه خود باعث ایجاد التهاب و فیبروز در کلیه میشود که در نهایت میتواند به نارسایی کامل کلیه پیشرفت کند.
سیگنالینگ سلولی
[ویرایش]پودوسیتها سلولهای غیرمنفعلی نیستند؛ آنها در پاسخ به محرکهای مکانیکی و شیمیایی، شبکههای پیچیده سیگنالینگ داخل سلولی را فعال میکنند. مسیرهای سیگنالینگ مهم شامل مسیرهای وابسته به اینتگرین، Wnt/β-catenin و Notch است.[۱۴] فعال سازی نامناسب این مسیرها، به ویژه مسیر Wnt/β-catenin، میتواند منجر به ددifferention (از دست دادن ویژگیهای تخصصی) پودوسیت، آپوپتوز و در نهایت از دست دادن سلول شود.
اتوفاژی
[ویرایش]اتوفاژی یک فرآیند بقای سلولی حیاتی در پودوسیتها است. با تجزیه و بازیافت اجزای سلولی آسیبدیده و organelles، اتوفاژی به حفظ هموستاز سلولی و مقابله با استرس کمک میکند.[۱۵] اختلال در فرآیندهای اتوفاژی با تجمع پروتئینهای آسیبدیده و میتوکندریهای ناکارآمد همراه است که در نهایت به تخریب عملکرد پودوسیت و پیشرفت بیماری کلیوی منجر میشود.
رویکردهای درمانی نوظهور
[ویرایش]با پیشرفت درک پاتوبیولوژی پودوسیت، اهداف درمانی جدیدی در حال ظهور هستند. این استراتژیها بر محافظت مستقیم از پودوسیت، ترمیم سد شکافی و تعدیل مسیرهای سیگنالینگ آسیبزا متمرکز شدهاند.[۱۶] به عنوان مثال، داروهای تثبیت کننده اسکلت سلولی که مستقیماً بر روی اکتین پودوسیت عمل میکنند و همچنین عوامل محافظ میتوکندری، در مراحل اولیه تحقیقات پیشبالینی و بالینی قرار دارند و نویدبخش رویکردهای جدیدی برای درمان بیماریهای گلومرولی هستند.
منابع
[ویرایش]- ↑ "Podocyte" at Dorland's Medical Dictionary
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ Lote, Christopher J. Principles of Renal Physiology, 5th edition. Springer. p. 34.
- ↑ Wickelgren, I. (1999). "CELL BIOLOGY: First Components Found for Key Kidney Filter". Science. 286 (5438): 225–6. doi:10.1126/science.286.5438.225. PMID 10577188. S2CID 43237744.
- ↑ Löwik MM, Groenen PJ, Levtchenko EN, Monnens LA, van den Heuvel LP (November 2009). "Molecular genetic analysis of podocyte genes in focal segmental glomerulosclerosis—a review". Eur. J. Pediatr. 168 (11): 1291–304. doi:10.1007/s00431-009-1017-x. PMC 2745545. PMID 19562370.
- ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ Reiser J, Altintas MM (2016). "Podocytes". F1000Res. 5: 114. doi:10.12688/f1000research.7255.1. PMC 4755401. PMID 26918173.
- ↑ Histology image:22401lba from Vaughan, Deborah (2002). A Learning System in Histology: CD-ROM and Guide. انتشارات دانشگاه آکسفورد. ISBN 978-0195151732.
- ↑ Nosek TM. "Epithelium; Cell Types". Essentials of Human Physiology. Archived from the original on 2016-03-24.
- ↑ Baek, J; Lee, YH; Jeong, HY; Lee, SY (September 2023). "Mitochondrial quality control and its emerging role in the pathogenesis of diabetic kidney disease". Kidney Research and Clinical Practice. 42 (5): 546–560. doi:10.23876/j.krcp.22.233. PMC 10565453. PMID 37448292.
- ↑ ۹٫۰ ۹٫۱ Blaine, J; Dylewski, J (16 July 2020). "Regulation of the Actin Cytoskeleton in Podocytes". Cells. 9 (7): 1700. doi:10.3390/cells9071700. PMC 7408282. PMID 32708597.
- ↑ Bhargava, P; Schneeberger, S (2021). "Mitochondrial Dysfunction in Podocytes: A Target for ACE2?". Frontiers in Physiology. 12. doi:10.3389/fphys.2021.668400. PMC 8102747. PMID 33967822.
- ↑ Zhan, M; Usman, IM; Sun, L; Kanwar, YS (August 2015). "Disruption of renal tubular mitochondrial quality control by Myo-inositol oxygenase in diabetic kidney disease". Journal of the American Society of Nephrology. 26 (6): 1304–21. doi:10.1681/ASN.2014050457. PMC 4446867. PMID 25349199.
- ↑ Grahammer, F; Schell, C; Huber, TB (2014). "The slit diaphragm: a signaling platform to regulate podocyte function". Frontiers in Physiology. 5. doi:10.3389/fphys.2014.00187. PMC 4023075. PMID 24847276.
- ↑ Welsh, GI; Saleem, MA (January 2012). "The podocyte cytoskeleton--key to a functioning glomerulus in health and disease". Nature Reviews Nephrology. 8 (1): 14–21. doi:10.1038/nrneph.2011.151. PMID 21947186.
- ↑ Kato, H; Susztak, K (2012). "The role of the Notch pathway in podocytes". Nature Reviews Nephrology. 8 (1). doi:10.1038/nrneph.2011.175. PMID 22138841.
- ↑ Lenoir, O; Jasiek, M (2015). "Endothelial cell and podocyte autophagy synergistically protect from diabetes-induced glomerulosclerosis". Autophagy. 11 (7): 1130–45. doi:10.1080/15548627.2015.1049799. PMC 4590658. PMID 26038987.
- ↑ Reidy, K; Kaskel, FJ (December 2007). "Pathophysiology of focal segmental glomerulosclerosis". Pediatric Nephrology. 22 (1): 350–354. doi:10.1007/s00467-007-0437-y. PMID 17647037.
- مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Podocyte». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی.
پیوند به بیرون
[ویرایش]- تصویر آناتومی: Urinary/mammal/vasc1/vasc1 - عضوشناسی مقایسهای در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس - "Mammal, renal vasculature (EM, High)
- تصویر بافتشناسی: 22401loa - سامانهٔ یادگیری بافتشناسی در دانشگاه بوستون - ". Ultrastructure of the Cell: podocytes and glomerular capillaries"
- موضوع بافتشناسی در دانشکدهٔ پزشکی دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین 1400
- podocyte.ca[پیوند مرده] at Samuel Lunenfeld Research Institute
- Nosek, Thomas M. "Section 7/7ch04/7ch04p09". Essentials of Human Physiology. Archived from the original on 2016-03-24.
- تصویر بافتشناسی: 22402loa - سامانهٔ یادگیری بافتشناسی در دانشگاه بوستون
- تصویر بافتشناسی: 22403loa - سامانهٔ یادگیری بافتشناسی در دانشگاه بوستون