Rohovkový keratocyt

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 3. října 2018; kontroly vyžadují 8 úprav .

Rohovkové keratocyty  jsou speciální fibroblasty obsažené ve stromatu rohovky oka. Stroma , složené převážně z kolagenových vláken a dalších prvků extracelulární matrix , tvoří 85-90 % tloušťky rohovky a keratocyty hrají důležitou roli při zachování její průhlednosti a hojení lézí. Ve zdravé rohovce jsou keratocyty v klidném stavu a pokud dojde k porušení její celistvosti, aktivují se a začnou opravovat poškození. Některé keratocyty při poškození podléhají apoptóze . [1] Selhání procesu hojení může vést k zákalu rohovky a nekróza a zvýšená apoptóza mohou hrát roli při dystrofických onemocněních rohovky a keratokonu a apoptóza byla také pozorována během oční chirurgie. V tomto ohledu se aktivně studují funkce keratocytů.

Vznik a funkce rohovkových keratocytů

Keratocyty se tvoří během vývoje organismu z kraniální populace buněk neurální lišty a poté migrují do mezenchymu. U některých druhů dochází ke dvěma migračním vlnám: jedna vede ke vzniku endotelu rohovky , druhá napadá již existující stroma , které však ještě neobsahuje buňky , vyvinuté epitelem ; u ostatních druhů jsou obě populace tvořeny jednou migrační vlnou. Ve stromatu začnou keratocyty aktivně syntetizovat kolagen různých typů (I, V, VI) a keratansulfát . Do prvního otevření očí klesne počet proliferujících keratocytů téměř na nulu a přejdou do klidného stavu. [2]

Na konci vývoje oka se ve stromatu vytvoří koordinovaná síť keratocytů spojených dendritickými procesy. [3] Klidové keratocyty syntetizují takzvané krystaliny  , molekuly původně lépe známé pro svou roli v oční čočce . Stejně jako v čočce, stromální krystaliny pravděpodobně udržují optimální průhlednost a lom světla v rohovce [4] a také tvoří součást antioxidační obrany rohovky. [5] Byla popsána exprese krystalinů, jako jsou ALDH1A1 , ALDH3A1 , [6] ALDH2 a TKT ( transketoláza ), lidskými keratocyty . Různé druhy se vyznačují různými sadami krystalinů produkovaných ve stromatu. [7] Stromální keratansulfát může hrát několik rolí, včetně role dynamického pufru, který udržuje optimální hydrataci; [8] když je jeho syntéza geneticky narušena, vzniká skvrnitá rohovková dystrofie . [9]

Jedna studie uvedla, že keratocyty přeměňují proenzym produkovaný v rohovce [10] plazminogen na angiostatin ; možná je to jeden z mechanismů pro omezení vaskularizace rohovky. [jedenáct]

Podle jedné studie keratocyty také produkují superoxid . [12]

Podle jedné studie je počet keratocytů v lidské rohovce v průměru 20 500 buněk na mm³ nebo 9 600 ve sloupci stromatu o velikosti 1 mm², přičemž nejvyšší hustota buněk byla pozorována v horních 10 % stromatu. S věkem počet keratocytů klesá, asi o 0,45 % ročně. [13]

Při poškození rohovky některé z keratocytů provádějí apoptózu pod vlivem molekul vylučovaných horní vrstvou. [1] Studie připisují významnou roli v iniciaci apoptózy cytokinům IL1-alfa a TNF-alfa. Jiné keratocyty jsou v reakci na stejné signály aktivovány, proliferují a syntetizují MMP , které podporují remodelaci tkáně. Takové keratocyty se v různých zdrojích nazývají buď aktivní keratocyty nebo fibroblasty, případně hovoří o jejich přeměně na „reparační fenotyp“ ( angl.  repair phenotype ). Při závažnějších poraněních nebo v pozdějších fázích hojení se část keratocytů mění na myofibroblasty , které aktivně vylučují řadu prvků extracelulární matrix. Bylo prokázáno, že k tomu dochází pod vlivem TGF-beta . Když je bazální membrána opravena, vstup TGF-beta do stromatu klesá a myofibroblasty mizí. Aktivované keratocyty pokračují v předělávání extracelulární matrice po nějakou dobu a samy uvolňují IL1-alfa , aby si udržely svůj „reparační fenotyp“.

Zajímavé je, že i v řídké kultuře keratocytů se tyto buňky bez přídavku TGF-beta mění v myofibroblasty , pravděpodobně samy uvolňují tento faktor v důsledku ztráty kontaktu s jinými keratocyty. [15] : 133

Zvláštní pozornost je věnována roli apoptózy keratocytů, a to jak „klidné“, tak aktivované. [1] U normální zdravé rohovky není programovaná buněčná smrt keratocytů téměř pozorována, nicméně bezprostředně po poškození její horní vrstvy ( epitelu ) je pozorována okamžitá apoptóza keratocytů umístěných pod místem poškození. [16] Existuje hypotéza vysvětlující tak rychlou reakci jako nutnost zabránit šíření infekce, protože trvá až několik hodin, než se buňky imunitního systému zmobilizují do rohovky. [17] Při normálním běhu událostí po určité době mitóza blízkých keratocytů přispívá k doplnění jejich počtu. [2] Apoptóza keratocytů byla zaznamenána během chirurgických zákroků, včetně keratotomie a laserové chirurgie rohovky , [18] a může hrát roli ve vývoji pooperačních komplikací.

Klinický význam

Keratocyty mohou hrát roli v patogenezi různých forem rohovkové dystrofie. Podle několika studií se jejich reakce nápadně odchylují od normy u keratokonu. U tohoto onemocnění je jejich apoptóza zaznamenána daleko od jakéhokoli poškození epitelu , v souvislosti s tím vznikla hypotéza, že keratokonus je způsoben nadměrnou apoptózou keratocytů. [dvacet]

Podle jedné studie je v keratocytech odstraněných při keratoplastice u pacientů s keratokonem významně snížena hladina mRNA jedné z forem alkoholdehydrogenázy [19] , dochází také ke snížené syntéze superoxiddismutázy 3 .

Údaje o počtu keratocytů u keratokonu se různí: uvádí se jak snížený [21] [22] [23] [24] [25] , tak i zvýšený počet. [26] Jak u keratokonu, tak u zdravých očí je opotřebení kontaktních čoček spojeno se sníženým počtem těchto buněk. [21] [26]

Reakce na léky

Řada studií prokazuje odumírání keratocytů pod vlivem chinolonů [ 27] a více buněk odumírá, když je narušena integrita epiteliální vrstvy rohovky . [28] Další třída látek také používaných k boji proti infekcím rohovky, aminoglykosidy , způsobují pouze menší poškození keratocytů ve srovnání s chinolony. [29]

Existují zprávy o případech perforace rohovky, pravděpodobně spojené s místním použitím chinolonů. [30] Jedna studie uvádí, že chinolony indukují expresi matrixových metaloproteináz ( MMP1 , MMP2 , MMP8 , MMP9 ). [31]

Alternativní názvy

Viz také

Literatura

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW Apoptóza při zahájení, modulaci a ukončení reakce na hojení ran rohovky   // Exp . Eye Res.  : deník. - 2007. - září ( roč. 85 , č. 3 ). - str. 305-311 . - doi : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . — PMID 17655845 .
  2. ↑ 1 2 West-Mays JA, Dwivedi DJ Keratocyt: rohovková stromální buňka s variabilními reparačními fenotypy   // Int . J Biochem. Buněčný biol. : deník. - 2006. - Sv. 38 , č. 10 . - S. 1625-1631 . - doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . — PMID 16675284 .
  3. ↑ Müller LJ, Pels L., Vrensen GF Nové aspekty ultrastrukturální organizace lidských rohovkových keratocytů   // Invest . Oftalmol. Vis. sci. : deník. - 1995. - prosinec ( roč. 36 , č. 13 ). - S. 2557-2567 . — PMID 7499078 . Archivováno z originálu 12. ledna 2013. Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 12. května 2009. Archivováno z originálu 12. ledna 2013. 
  4. ↑ Šašek JV Krystaliny rohovky a vývoj buněčné průhlednosti   // Semin . celldev. Biol. : deník. - 2008. - Duben ( roč. 19 , č. 2 ). - str. 82-93 . - doi : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . — PMID 17997336 .
  5. ↑ Lassen N., Black WJ, Estey T., Vasiliou V. Role rohovkových krystalinů v mechanismech buněčné obrany proti oxidativnímu stresu   // Semin . celldev. Biol. : deník. - 2008. - Duben ( roč. 19 , č. 2 ). - str. 100-112 . - doi : 10.1016/j.semcdb.2007.10.004 . — PMID 18077195 .
  6. ↑ Lassen N., Pappa A., Black WJ, Jester JV, Day BJ, Min E., Vasiliou V. Antioxidační funkce rohovky ALDH3A1 v kultivovaných stromálních fibroblastech  // Free Radic  . Biol. Med. : deník. - 2006. - Listopad ( roč. 41 , č. 9 ). - S. 1459-1469 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009 . — PMID 17023273 .
  7. ↑ Seznam známých rohovkových krystalinů a jejich analogů v  oční čočce
  8. ↑ Funderburgh JL Keratan sulfát: struktura, biosyntéza a funkce  (anglicky)  // Glycobiology  : journal. - 2000. - říjen ( roč. 10 , č. 10 ). - S. 951-958 . — PMID 11030741 .
  9. ↑ MAKULÁRNÍ DYSTROFIE, KOROHOVKA, 1; MCDC1  (inaccessible link)  - skvrnitá dystrofie rohovky. Údaje z genetických a patoanatomických studií v katalogu OMIM .
  10. ↑ Extrahepatální syntéza plazminogenu v lidské rohovce je up-regulována interleukiny-1alfa a −1beta. Twining SS, Wilson PM, Ngamkitidechakul C. Biochem J. 1. května 1999; 339 (Pt 3): 705-12. PMID 10215610
  11. ↑ Diferenciální konverze plazminogenu na angiostatin populací lidských buněk rohovky. Warejcka DJ, Vaughan KA, Bernstein AM, Twining SS. Mol Vis. 20. října 2005;11:859-68. PMID 16270025
  12. ↑ O'Brien WJ, Heimann T., Rizvi F. Exprese NADPH oxidázy a produkce superoxidu lidskými rohovkovými stromálními buňkami   // Mol . Vis. : deník. - 2009. - Sv. 15 . - str. 2535-2543 . — PMID 19997580 .
  13. ↑ Patel S., McLaren J., Hodge D., Bourne W. Měření normální hustoty lidských keratocytů a tloušťky rohovky pomocí konfokální mikroskopie in vivo   // Invest . Oftalmol. Vis. sci. : deník. - 2001. - únor ( roč. 42 , č. 2 ). - str. 333-339 . — PMID 11157863 . Archivováno z originálu 13. ledna 2013. Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 12. května 2009. Archivováno z originálu 13. ledna 2013. 
  14. ↑ Gabbiani, Giulio; Chaponnier, Christine; Alexis Desmoulière. Oprava tkáně, kontrakce a myofibroblast (Biotechnology Intelligence Unit  ) . - Berlin: Springer, 2006. - ISBN 0-387-33649-4 .
  15. ↑ Wilson SE, He YG, Weng J., Li Q., ​​​​McDowall AW, Vital M., Chwang EL Epiteliální poškození indukuje apoptózu keratocytů: předpokládaná úloha systému interleukin-1 v modulaci organizace rohovkové tkáně a hojení  ran .)  // Exp. Eye Res.  : deník. - 1996. - Duben ( roč. 62 , č. 4 ). - str. 325-327 . - doi : 10.1006/exer.1996.0038 . — PMID 8795451 .
  16. ↑ Wilson SE, Pedroza L., Beuerman R., Hill JM Infekce epiteliálních buněk rohovky virem Herpes simplex typu 1 indukuje apoptózu základních keratocytů   // Exp . Eye Res.  : deník. - 1997. - Květen ( roč. 64 , č. 5 ). - str. 775-779 . - doi : 10.1006/exer.1996.0266 . — PMID 9245908 .
  17. ↑ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM Dlouhodobé deficity rohovkového keratoktye po fotorefrakční keratektomii a laserové in situ keratomileusis  // Trans Am Ophthalmol Soc  : journal  . - 2005. - Sv. 103 . - str. 56-66; diskuse 67-8 . — PMID 17057788 . Archivováno z originálu 12. října 2008. Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 15. května 2009. Archivováno z originálu 12. října 2008. 
  18. ↑ 1 2 Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J., Dimitrijevich S. Marked reduction of alkoholdehydrogenase in keratoconus corneal fibroblasts   // Mol . Vis. : deník. - 2009. - Sv. 15 . - str. 706-712 . — PMID 19365573 .
  19. ↑ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE Apoptóza keratocytů spojená s keratokonem  (neopr.)  // Exp. Eye Res. . - 1999. - Listopad ( roč. 69 , č. 5 ). - S. 475-481 . - doi : 10.1006/exer.1999.0719 . — PMID 10548467 .
  20. ↑ 1 2 Mocan MC, Yilmaz PT, Irkec M., Orhan M. In vivo konfokální mikroskopie pro hodnocení mikrostruktury rohovky u keratokonu   // Curr . Eye Res. : deník. - 2008. - Listopad ( roč. 33 , č. 11 ). - S. 933-939 . - doi : 10.1080/02713680802439219 . — PMID 19085375 .
  21. ↑ Erie JC, Patel SV, McLaren JW, Nau CB, Hodge DO, Bourne WM Hustota keratocytů u keratokonu. Studie konfokální mikroskopie(a)  (anglicky)  // Am. J. Ophthalmol. : deník. - 2002. - Listopad ( roč. 134 , č. 5 ). - S. 689-695 . — PMID 12429244 .
  22. ↑ Niederer RL, Perumal D., Sherwin T., McGhee CN Laserové skenování in vivo konfokální mikroskopií odhaluje sníženou inervaci a snížení hustoty buněk ve všech vrstvách keratokonické rohovky   // Invest . Oftalmol. Vis. sci. : deník. - 2008. - Červenec ( roč. 49 , č. 7 ). - S. 2964-2970 . - doi : 10.1167/iovs.07-0968 . — PMID 18579760 .  (nedostupný odkaz)
  23. ↑ Ku JY, Niederer RL, Patel DV, Sherwin T., McGhee CN Laserové skenování in vivo konfokální analýza hustoty keratocytů u keratokonu  // Oftalmologie  :  časopis. - 2008. - Květen ( roč. 115 , č. 5 ). - S. 845-850 . - doi : 10.1016/j.ophtha.2007.04.067 . — PMID 17825419 .
  24. ↑ Hollingsworth JG, Efron N., Tullo AB In vivo rohovková konfokální mikroskopie u keratokonu  (neopr.)  // Oftalmická fyziol . - 2005. - Květen ( roč. 25 , č. 3 ). - S. 254-260 . - doi : 10.1111/j.1475-1313.2005.00278.x . — PMID 15854073 .  (nedostupný odkaz)
  25. ↑ 1 2 Weed KH, MacEwen CJ, Cox A., McGhee CN Kvantitativní analýza mikrostruktury rohovky u keratokonu s využitím in vivo konfokální mikroskopie  (anglicky)  // Eye  : journal. - 2007. - Květen ( roč. 21 , č. 5 ). - S. 614-623 . - doi : 10.1038/sj.eye.6702286 . — PMID 16498438 .
  26. ↑ Bezwada P., Clark LA, Schneider S. Vnitřní cytotoxické účinky fluorochinolonů na lidské rohovkové keratocyty a endoteliální buňky  //  Curr Med Res Opin : deník. - 2008. - únor ( roč. 24 , č. 2 ). - str. 419-424 . - doi : 10.1185/030079908X261005 . — PMID 18157922 . Archivováno z originálu 22. září 2015. Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 15. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 22. září 2015. 
  27. ↑ Pollock GA, McKelvie PA, McCarty DJ, White JF, Mallari PL, Taylor HR In vivo účinky fluorochinolonů na králičí rohovky   // Clin . experiment. Oftalmol.  : deník. - 2003. - prosinec ( roč. 31 , č. 6 ). - str. 517-521 . — PMID 14641160 .  (nedostupný odkaz)
  28. ↑ Leonardi A., Papa V., Fregona I., Russo P., De Franchis G., Milazzo G. In vitro účinky fluorochinolonových a aminoglykosidových antibiotik na lidské keratocyty  // Cornea  :  journal. - 2006. - Leden ( roč. 25 , č. 1 ). - S. 85-90 . — PMID 16331047 .  (nedostupný odkaz)
  29. ↑ Mallari PL, McCarty DJ, Daniell M., Taylor H. Zvýšený výskyt perforace rohovky po lokální léčbě mikrobiální keratitidy fluorochinolony   // Am . J. Ophthalmol. : deník. - 2001. - Leden ( roč. 131 , č. 1 ). - str. 131-133 . — PMID 11162991 .
  30. ↑ Reviglio VE, Hakim MA, Song JK, O'Brien TP Vliv topických fluorochinolonů na expresi matricových metaloproteináz v rohovce  //  BMC Ophthalmol : deník. - 2003. - Říjen ( vol. 3 ). — str. 10 . - doi : 10.1186/1471-2415-3-10 . — PMID 14529574 .

Odkazy

 Smyslová soustava - Zraková soustava - Oko
Vláknitá membrána (vnější)
Cévnatka (uprostřed)
Retina (vnitřní skořepina)
Vrstvy
Buňky
jiný
přední segment
Zadní segment
oční svaly
Pupilární svaly
Nervový systém a další