PODOCYTES: KENMERKEN, HISTOLOGIE EN FUNCTIES - BIOLOGIE - 2026

De podocyten zijn een van de vier soorten cellen die in de renale glomeruli worden aangetroffen. De naam is te danken aan de uitgebreide processen of steeltjes die kenmerkend zijn voor de structuur (voetsnoei en celcyto).

Het is noodzakelijk om een ​​goed gedefinieerde structuur en functie van de nieren te hebben om de kenmerken en functies van podocyten te begrijpen. De nieren zijn organen die gespecialiseerd zijn in de filtratie van bloed en de vorming van urine. Deze zijn opgebouwd uit nefronen, de basiseenheden waardoor urine wordt geproduceerd.

Grafische weergave van podocyten (Bron: OpenStax College via Wikimedia Commons)

Een nefron bestaat functioneel gezien uit: 1) een filtratie-eenheid die bekend staat als het nierlichaam of glomerulus (dat komt van het Latijnse woord glomus, wat een bolletje wol betekent) en 2) een gesegmenteerd buisvormig reabsorptiecompartiment.

Er zijn vier verschillende soorten cellen in de glomerulus:

- Glomerulaire endotheelcellen.

- De podocitos.

- Mesangiale cellen.

- De pariëtale epitheelcellen.

Vanuit architectonisch oogpunt is een glomerulus samengesteld uit een glomerulaire "pluim" en het kapsel van Bowman. De basiseenheid van elke glomerulaire pluim is een capillair, die is gebaseerd op een basismembraan.

Podocyten, ook bekend als perivasculaire cellen, zijn "atypische" epitheelcellen, gekenmerkt door een cellichaam waaruit korte voeten en lange processen of projecties uitsteken.

Kenmerken en histologie van podocyten

Deze gedifferentieerde cellen worden aangetroffen op het buitenoppervlak van de glomerulaire haarvaten, dat wil zeggen dat ze behoren tot de glomerulaire bosjes. De belangrijkste functie ervan, evenals die van veel niercellen, heeft te maken met hun deelname aan het filtratieproces.

Tijdens hun normale ontwikkeling ontstaan ​​podocyten uit een kubusvormige "progenitor" -epitheelcel die lange projecties uitstrekt. Deze vertakken zich in andere primaire en secundaire processen, waarbij ze een octopusachtige structuur aannemen, met meerdere "voeten".

De voeten, de kortste cellulaire projecties van een podocyt, grijpen in elkaar (verstrengeld) met de voeten van naburige podocyten voordat ze zich bij de glomerulaire haarvaten voegen. Later hechten deze zich aan het basismembraan van de glomerulus om hun functies in de filtratiebarrière uit te oefenen.

Als de podocyten beschadigd zijn, doorlopen ze een proces waarbij ze hun uitsteeksels verliezen en diffuus of amorf worden. Dit heeft tot gevolg dat de interdigitaties tussen aangrenzende podocyten verdwijnen, waardoor hun functies bij bloedfiltratie verminderen.

Structuur

Podocytes hebben een vrij complexe architectuur. De algemene structuur bestaat uit een cellichaam, "grotere" processen of uitsteeksels en "voeten" die de glomerulaire haarvaten omringen.

De grootste processen staan ​​bekend als "primaire en secundaire projecties" en zijn samengesteld uit microtubuli en tussenliggende filamenten. De kleinste processen staan ​​bekend als "voeten" en zijn projecties van het cytoskelet, rijk aan actine-filamenten.

De "voeten" van podocyten hebben een negatief geladen omhulsel of glycocalyx dat gericht is naar de urineruimte, wat bijdraagt ​​tot het behoud van de architectuur van deze cellen, dankzij de afstoting van ladingen veroorzaakt door fysieke scheiding.

De functie van podocyten hangt voornamelijk af van hun architectuur, vooral van het ordelijke onderhoud van de "bundels" contractiele actinefilamenten die de voeten vormen.

Podocyten zijn gepolariseerde niercellen. Ze hebben drie structurele domeinen die fysiek en functioneel verbonden zijn met het cytoskelet van de voeten. Deze domeinen staan ​​bekend als het apicale membraandomein, de interactieplaatsen tussen de voeten staan ​​bekend als gespleten diafragma's en het domein staat bekend als het basaalmembraan.

Het basale membraandomein en het gespleten diafragma staan ​​in direct contact met het basaalmembraan van de glomerulus, terwijl het apicale membraandomein (het grootste deel van het cellichaam) naar Bowman's ruimte is gericht.

Interactie tussen podocyten

Zoals zojuist vermeld, interageren de voeten en de cytoskeletale projecties van aangrenzende podocyten met elkaar en vormen ze een soort netwerk dat de glomerulaire haarvaten bekleedt.

Deze gespleten diafragma-domeinen tussen de voeten van de podocyten zijn poreus en dienen daarom als uitgangspoorten voor de eerste urinaire filtratie. Deze sites zijn ook erkend vanwege hun rol bij de selectieve retentie van plasmacomponenten met een hoog molecuulgewicht.

Kenmerken

Samen met de gefenestreerde endotheelmonolagen van de vasculaire ruimte vormen podocyten de glomerulaire filtratiebarrière. Deze barrière vergemakkelijkt het filteren van kationen, elektrolyten en middelgrote moleculen, maar beperkt de doorgang van anionen en macromoleculen.

Daarom is de fysieke integriteit van beide cellen en hun projecties, evenals de bindings- en interactieplaatsen daartussen, van groot belang voor de totstandbrenging en instandhouding van de glomerulaire filtratiebarrière.

Naast hun actieve deelname aan de urineproductie hebben podocyten belangrijke functies bij het bevorderen van proliferatie, overleving en ontwikkeling van endotheelcellen, aangezien ze verschillende pro-angiogene factoren uitscheiden, essentieel voor de normale ontwikkeling van het glomerulaire endotheel.

Podocyten dragen samen met de endotheelcellen van de glomeruli bij aan de vorming van het glomerulaire basaalmembraan, aangezien is aangetoond dat sommige van de daar aanwezige collageen-IV-netwerken door deze cellen worden geproduceerd.

Podocyten functioneren ook bij de endocytose van macromoleculen en eiwitten die het basismembraan passeren, wat de "verstopping" van de filtratiebarrière voorkomt.

Gerelateerde ziekten

Wanneer wonden of genetische defecten optreden in podocyten, treden sommige pathologische aandoeningen op bij mensen. Een daarvan staat bekend als albuminurie, gekenmerkt door de uitscheiding van albumine in de urine (als gevolg van fouten tijdens filtratie).

Bovendien, aangezien podocyten een beperkt vermogen hebben om zich te delen als ze eenmaal gedifferentieerd zijn, is hun verlies een van de karakteristieke gebeurtenissen van progressieve nierziekten.

Referenties

1. Asanuma, K., & Mundel, P. (2003). De rol van podocyten in glomerulaire pathobiologie. Clin. Exp. Nephrol. , 7, 255-259.
2. Garg, P. (2018). Nefrologie Een overzicht van Podocyte Biology. American Journal of Nephrology, 47, 3-13.
3. Greka, A., en Mundel, P. (2012). Celbiologie en pathologie van podocyten. Annu. Rev. Physiol. , 74, 299-323.
4. Mundel, P., & Kriz, W. (1995). Structuur en functie van podocyten: een update. Anat. Embryol. , 385-397.
5. Reiser, J., en Altintas, MM (2016). Podocytes. F1000 Research, 5, 1–19.
6. Scott, RP en Quaggin, SE (2015). De celbiologie van nierfiltratie. J. Cell. Biol., 209 (2), 199-210.
7. Shankland, SJ, Pippin, JW, Reiser, J., & Mundel, P. (2007). Podocytes in cultuur: verleden, heden en toekomst. Kidney International, 72, 26-36.