肝臟的奇妙小宇宙:為何LSEC的表面面積堪比網球場?

在肝臟的微觀世界中,肝臟窦道內皮細胞(LSECs)扮演著至關重要的角色,其表面面積竟然達到210平方米,足以與一個網球場媲美。這些特殊的細胞不僅在結構上獨特,更在多種生理功能中發揮著關鍵作用。

結構特徵

LSECs是肝臟中形成最小血管(肝窦)的內皮細胞。雖然其體積僅占肝臟細胞的3%,但其表面積卻驚人。LSECs的細胞具有許多開孔,稱為小孔(fenestrae),直徑約為100至150納米,這些小孔占據了LSECs表面約20%的面積。

“LSECs的顯著結構特徵使其成為高效的物質過濾系統,成為肝臟代謝和免疫功能的重要組成部分。”

這些小孔排列成所謂的“篩板”,有助於過濾肝窦腔和Disse空間之間的液體,並促進脂蛋白在肝細胞和肝窦腔間的交通。此外,LSECs也缺乏有組織的基底薄膜,這進一步強化了其過濾功能。

生理功能

LSECs在清除血液中有害物質方面發揮關鍵作用。這些細胞表達多種吞噬受體,能迅速內化廢物分子。研究顯示,LSECs在大鼠中表達多種類的清道夫受體,特別是最重要的穩定蛋白2,專門存在於這些細胞中。

“LSECs的豐富受體表達賦予了這些細胞在先天免疫中的重要角色。”

此外,LSECs還表達多種重要的受體,包括肝/淋巴結特異性ICAM-3抓取非整合素(L-SIGN)和肝臟窦道內皮細胞C型凝集素(LSECtin),這些受體在清除血液中有害物質的過程中是不可或缺的。

病理生物學

肝纖維化

LSECs在肝纖維化的發展中也起著重要作用。在纖維化進程中,LSECs的小孔性減少,並出現有組織的基底薄膜,這種現象稱為小管化,經常先於肝纖維化的發展。

動脈粥樣硬化

由腸上皮細胞產生的乳糜微粒,直徑可達1000納米,無法通過LSECs的小孔。隨著乳糜微粒的逐漸變小,最終可通過LSECs的小孔進入肝細胞進行代謝。降低的通透性,如在肝硬化、糖尿病或老年人中,可能會導致血液中膽固醇水平上升,增加動脈粥樣硬化的風險。

免疫反應

在自體免疫疾病方面,研究表明人類中Fc受體功能的降低會導致可溶性免疫復合物水平增加,與系統性紅斑狼瘡(SLE)和干燥綜合症等疾病產生相關聯。這些發現指向LSECs在這些疾病機制中的樞紐角色。

“LSECs不僅參與先天免疫,還展現出適應性免疫特徵,為肝臟免疫耐受性做出貢獻。”

肝臟毒性學

LSECs有時會成為一種稱為小管障礙綜合症(SOS)的首要損傷目標。SOS是一種可導致肝細胞缺氧及肝功能障礙的病理狀態,其主要原因包括攝取某些致病性化合物及化學療法藥物的使用。

起源與更新

LSEC的正常周轉由肝臟內的LSEC前體細胞維持,並且在需要時,骨髓來源的細胞也可以補充LSEC的數量。

歷史背景

早在19世紀末和20世紀初,研究人員便觀察到一些組織中的窦道細胞對靜脈注射的顆粒性染料的強烈吸附,並逐漸得出了LSECs的概念。隨著時間的推移,LSECs被認為與肝巨噬細胞共同協作,形成雙細胞廢物清除的模型。

肝臟中的LSECs不僅體型小巧,卻承擔著重大的生理角色,這不禁讓人思考,我們對這些微觀細胞的了解是否足夠深入?

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