Kupfferovy buňky jsou specializované buňky umístěné v lumen (vnitřní prostor) sinusoid jater a připojené k sinusovým endoteliálním buňkám , které tvoří stěny krevních cév . Kupfferovy buňky jsou nejpočetnějšími rezidentními makrofágy v lidských játrech , jsou součástí mononukleárního makrofágového systému ( retikuloendoteliální systém ). Střevní bakterie vstupují do jater z trávicího traktu přes portální žílu ,bakteriální endotoxiny , které se v játrech poprvé setkávají s Kupfferovými buňkami, které tvoří první linii imunitní obrany jater. Dysfunkce Kupfferových buněk doprovází mnoho jaterních onemocnění, jako je alkoholické onemocnění jater , virová hepatitida , intrahepatální cholestáza , steatohepatitida , cirhóza jater , stejně jako odmítnutí transplantované jaterní tkáně [2] [3] .
Kupfferovy buňky mají améboidní tvar a jsou připojeny k sinusoidním endoteliálním buňkám. Na povrchu Kupfferových buněk jsou mikroklky , pseudopodia a lamellopodia umístěné ve všech směrech. Mikroklky a pseudopodia se podílejí na absorpci částic. V cytoplazmě Kupfferových buněk jsou ribozomy , Golgiho aparát , endoplazmatické retikulum (zvláště drsné), centrioly , mikrotubuly a mikrofilamenta . Jádro je vejčité a může být rozděleno do laloků. Peroxidázová je přítomna v Kupfferových buněčných organelách . Kupfferovy buňky jsou lokalizovány jak v centrilobulární, tak periportální části jaterních lalůčků , ale jejich funkce v těchto oblastech jsou odlišné. Periportální Kupfferovy buňky jsou větší, obsahují více lysozomů a jsou aktivnější z hlediska fagocytózy , zatímco centrilobulární Kupfferovy buňky se specializují na tvorbu superoxidového radikálu . Uvnitř Kupfferových buněk jsou scavenger receptory SR-AI/II. Podílejí se na rozpoznávání a vazbě lipidu A v molekulách lipopolysacharidu a kyseliny lipoteichoové . Lipopolysacharid je endotoxin nalezený v buněčných stěnách gramnegativních bakterií , zatímco lipoteichoové kyseliny jsou přítomny v buněčných stěnách grampozitivních bakterií [4] .
Vývoj Kupfferových buněk začíná ve žloutkovém váčku , kde se diferencují na zárodečné makrofágy. Po vstupu do krevního řečiště migrují do fetálních jater , kde se usazují a dokončují diferenciaci na Kupfferovy buňky [5] .
V játrech existují dvě skupiny makrofágů: Kupfferovy buňky, odvozené z hematopoetických prekurzorových buněk, které se vyvíjejí ve žloutkovém váčku, a makrofágy, odvozené z monocytů , které se tvoří v červené kostní dřeni z hematopoetických kmenových buněk a vstupují do jater krevního řečiště. Makrofágy druhé skupiny se vlivem mikroprostředí diferencují na makrofágy a Kupfferovy buňky jsou zcela nezávislou diferencovanou populací buněk schopnou lokální proliferace . Pro diferenciaci Kupfferových buněk je zapotřebí mnoho růstových faktorů , z nichž nejdůležitější jsou faktory stimulující kolonie [6] [3] .
Průměrná životnost Kupfferových článků je 3,8 dne. Jejich hlavní funkcí je odstraňovat cizí úlomky a částice vstupující do jater portální žílou . Velké částice mohou být pohlceny Kupfferovými buňkami fagocytózou a malé částice pinocytózou [4] . Kupfferovy buňky jsou součástí vrozeného imunitního systému a hrají důležitou roli v ochraně těla, stejně jako metabolizují různé látky lipidové povahy, rozkládají proteinové komplexy a malé částice. Odstraňují také apoptotické buňky z krevního řečiště. Počet Kupfferových buněk v játrech je konstantní a je udržován prostřednictvím apoptózy a fagocytózy sousedními Kupfferovými buňkami. Mají proliferační potenciál a mohou obnovit svůj počet, na rozdíl od makrofágů odvozených z monocytů, které nejsou schopny proliferovat. Funkčně jsou Kupfferovy buňky heterogenní a buňky z různých míst se mohou funkčně lišit. Například Kupfferovy buňky ze zóny 1 jaterního lalůčku jsou aktivnější než ty ze zóny 3, pravděpodobně proto, že buňky ze zóny 1 se setkávají s více cizími částicemi a látkami. Kupfferovy buňky mohou produkovat prozánětlivé cytokiny , zejména tumor nekrotizující faktor α (TNFα) ve stavu M1, a protizánětlivé cytokiny , jako je IL-10 ve stavu M2, kyslíkové radikály a proteázy . Uvolnění těchto sloučenin může vést k poškození jater [4] . Kromě toho Kupfferovy buňky nesou imunoglobulinovou rodinu komplementových receptorů (CRIg) a myši postrádající CRIg nejsou schopny zničit patogenní buňky potažené složkami komplementového systému . CRIg jsou konzervované u lidí a myší a hrají důležitou roli ve vrozené imunitě [7] .
Kupfferovy buňky se podílejí na patogenezi akutního a chronického alkoholického onemocnění jater, které se může projevit jako steatóza , steatohepatitida , fibróza a cirhóza . Aktivace Kupfferových buněk nadměrnou konzumací alkoholu vede k časnému poškození jater, které se často vyskytuje u chronického alkoholismu . V tomto případě jsou TLR4 a CD14 receptory aktivovány na Kupfferových buňkách , které jsou navrženy tak, aby rozpoznávaly a internalizovaly endotoxin . Aktivace těchto receptorů má za následek nadměrné vychytávání endotoxinu pocházejícího ze střevních bakterií [8] [4] a následnou transkripci genu kódujícího TNFα a produkci superoxidu. TNFα produkovaný Kupfferovými buňkami působí na Ito buňky v játrech, což vede ke spuštění biosyntézy kolagenu a fibrózy , což nakonec vede k rozvoji jaterní cirhózy [9] .
Při sepsi jsou Kupfferovy buňky zodpovědné za velkou část poškození jater. Jaterní makrofágy jsou aktivovány a produkují IL-1 a TNFa, které zase aktivují leukocyty a sinusoidální endoteliální buňky, aby začaly exprimovat ICAM-1 . V důsledku toho dochází k destrukci endotelu jaterních cév působením proteáz, kyslíkových radikálů a dalších látek produkovaných leukocyty [8] [4] .
Kupfferovy buňky objevil v roce 1876 německý anatom Karl Wilhelm Kupfer (1829-1902), po kterém později dostaly své jméno [10] . Sám Kupffer je nazýval Sternzellen (hvězdnaté buňky), ale domníval se, že jsou součástí endotelu krevních cév jater a pocházejí z endoteliocytů. V roce 1898 Tadeusz Browicz ukázal, že Kupfferovy buňky jsou vlastně makrofágy [11] [12] .