Pohárkové buňky

Talentem pohárkových buněk je vylučování hlenu, viskózní tekutiny složené převážně z vysoce glykosylovaných proteinů zvaných muciny suspendovaných v roztoku elektrolytů. Hlen plní řadu funkcí, včetně ochrany před smykovým stresem a chemickým poškozením, a zejména v dýchacích stromech, zachycování a eliminaci částic a mikroorganismů.

Distribuce a morfologie

Pohárové buňky se nacházejí rozptýleny mezi jinými buňkami v epitelu mnoha orgánů, zejména ve střevních a dýchacích cestách. V některých oblastech je jejich počet v porovnání s jinými typy buněk poměrně malý, zatímco v tkáních, jako je například tlusté střevo, jsou mnohem hojnější.

Obrázek níže zobrazuje klků v tenkém střevě myši . Sekce byla obarvena pomocí techniky periodické kyseliny-Schiff, která obarví glykoproteiny, včetně mucinů, jasně fialovou.

Velká většina buněk pokrývajících klků je absorpční epiteliální buňky, ale několik pohárových buněk je jasně viditelných. Podobný typ situace je pozorován v bronchiálním a tracheálním epitelu.

Název pohárové buňky pochází z charakteristického tvaru těchto buněk v konvenčně fixovaných tkáních: úzká základna a rozšířená apikální část, která někdy zasahuje do lumenu. Tato morfologie, jak je vidět vpravo v části kočičího tenkého střeva (skvrna H & E), je známá jako artefakt fixace, při kterém hlenem naložené granule v apikální část buňky se roztáhne, což způsobí, že se buňka nafoukne. Pokud jsou během fixace přijata zvláštní opatření, pohárikové buňky jsou považovány za válcovité buňky.

Bez ohledu na fixaci mají pohárové buňky výrazně polarizovanou morfologii. Jejich jádro je na základně buňky spolu s organelami, jako jsou mitochondrie, endoplazmatické retikulum a Golgi. Zbytek buňky je naplněn na membránu vázanými sekrečními granulemi naplněnými hlenem.

Sekrece hlenu

Sekrece hlenu z pohárkových buněk je vyvolávána spíše dráždivými podněty než reakcí na hormony. Lumen střevního traktu nevyhnutelně obsahuje četné dráždivé látky a v plicích jsou prach a kouř silnými induktory sekrece pohárkových buněk.

Sekrece hlenu je exocytózou sekrečních granulí. Je zajímavé, že pohárové buňky mají dvě cesty sekrece:

• Konstitutivní nebo bazální sekrece: nízkoúrovňová, neregulovaná a v podstatě kontinuální sekrece. Tato cesta závisí na cytoskeletálním pohybu sekrečních granulí.
• Stimulovaná sekrece: regulovaná exocytóza granulí v reakci na extracelulární podněty. Tato cesta poskytuje schopnost dramaticky zvýšit sekreci hlenu.

Hlen v granulovaných buňkách pohárku je kondenzovaný, ale po sekreci se jeho objem ohromně a téměř okamžitě zvětší (obrázek tlakové nádoby na pěnu na holení nebo šlehačka). V některých studovaných systémech se mucinový gel zvětšil objem 500krát během období pouhých 20 milisekund!

Mechanismus navržený pro takovou rychlou expanzi objemu je následující. Muciny jsou pokryty velkým množstvím negativních (polyaniontových) nábojů, které jsou v sekrečních granulích maskovány nebo „neutralizovány“ ionty vápníku. Během exocytózy se póry membrány otevírají ven z buňky a umožňují difúzi vápníku. To má za následek extrémně rychlou fázovou změnu založenou na odpuzování polyaniontových nábojů a hydrataci, což vede k expanzi mucinového gelu.

Patofyziologie

Pohárové buňky mají schopnost diferenciace na jiné buňky typy. Dobře prostudovaný příklad toho lze nalézt v dýchacích cestách, kde se pohárové buňky zdají být předky ciliovaných epiteliálních buněk.

Zvýšený počet pohárkových buněk je pozorován u několika chorobných stavů. Chronická brochitida a cystická fibróza jsou příklady onemocnění, při nichž dochází k hyperplazii nebo metaplazii pohárkových buněk.