Het APUD-systeem is een groep secretiecellen die onafhankelijk zijn van de gespecialiseerde klieren van het endocriene systeem. De naam is afgeleid van de initialen in het Engels "(A) mine en (P) recursor (U) ptake (D) ecarboxylation".
Dit systeem staat ook bekend als het "diffuse endocriene systeem". Het werd voor het eerst gedefinieerd in 1966 door professor AGE Pearse (1916-2003), die opmerkte dat de cellen die tot dit systeem behoren het vermogen hadden om precursors van amineverbindingen te absorberen en te decarboxyleren.
Belangrijkste klieren van het endocriene systeem bij mannen en vrouwen (Bron: Fuelbottle ~ commonswiki, via Wikimedia Commons)
Pearse suggereerde dat de cellen van dit APUD-systeem tot een groep primitieve secretoire cellen behoorden en voorouders tot de gespecialiseerde cellen die de endocriene klieren structureren.
De cellulaire vertegenwoordigers van dit systeem delen veel kenmerken met de typische structuur van secretoire cellen; ze bevatten grote aantallen vrije polyribosomen en ribosomen, grote mitochondriën met hoge activiteit en secretoire korrels dichtbij het celmembraan.
Momenteel hebben alle cellen die zijn gecatalogiseerd als onderdeel van het APUD-systeem gemeenschappelijke histochemische en ultrastructurele kenmerken; er is zelfs waargenomen dat ze dezelfde embryologische oorsprong hebben.
Veel artsen classificeren de cellen van het APUD-systeem als een derde van het zenuwstelsel, aangezien is waargenomen dat ze de homeostase regelen tussen neurotransmitters in het autonome zenuwstelsel en weefsels die daarvoor gevoelig zijn.
kenmerken
Een onderscheidend kenmerk dat wetenschappers gebruiken om cellen van het diffuse endocriene systeem te identificeren, is de aanwezigheid van de verbindingen 5-hydroxytryptamine en catecholamine, die worden gedetecteerd door bloemen te bestralen na incubatie met formaldehyde.
In vitro studies uitgevoerd met de cellen van het APUD-systeem hebben aangetoond dat ze een hoge affiniteit hebben voor de opname van precursoraminen van de synthese van hormonen zoals L-dopa en 5-hydroxytryptofaan.
Alle cellen van dit systeem bevatten het enzym DOPA-decarboxylase. Dit enzym is verantwoordelijk voor het decarboxyleren van de verbindingen of aminozuren die cellen gebruiken als substraten om de aminen of peptiden te produceren die ze uitscheiden.
Zoals de naam al aangeeft, wordt het APUD-systeem dus gekenmerkt door zijn vermogen om hormonale amine-precursoren op te vangen en te decarboxyleren, wat voornamelijk wordt bereikt door de cellen dankzij de aanwezigheid van het DOPA-decarboxylase-enzym.
Kristalstructuur van het DOPA-decarboxylase-enzym (Bron: Fvasconcellos 02:58, 14 augustus 2007 (UTC) via Wikimedia Commons)
Bovendien heeft elektronenmicroscopie aangetoond dat alle cellen van het APUD-systeem een verminderd ruw endoplasmatisch reticulum en een sterk ontwikkeld glad endoplasmatisch reticulum hebben, met een prominente buisvormige of vesiculaire vorm.
Structuur en distributie
Het APUD-systeem is aanwezig in alle weefsels van zoogdieren. Het zit echter voornamelijk in de alvleesklier en in de weefsels waar hormoonreceptoren worden aangetroffen.
Geschat wordt dat tot een miljoen cellen die tot het APUD-systeem behoren, in de alvleesklier kunnen worden aangetroffen en dat deze tussen 1 en 3% van het totale gehalte aan pancreascellen uitmaken.
Oorspronkelijk identificeerde AGE Pearse slechts 8 soorten APUD-cellen: chromaffinecellen in het bijniermerg, intestinale enterochromaffinecellen, mestcellen, melanotrope en corticotrope cellen van de hypofyse, β-cellen van de pancreas en C-cellen van de schildklier. .
Daaropvolgend onderzoek heeft aangetoond dat er veel andere celtypen bestaan, waaronder epitheelcellen in de thymuscortex, Leydig-cellen in de testes en endocriene cellen in de prostaat en het hart.
Structureel gezien delen alle cellen waaruit het diffuse endocriene systeem bestaat de volgende structurele kenmerken:
- Grote kernen.
- Driehoekige, piriforme of ovale vorm.
- Grote hoeveelheid korrels in het cytosol, rijk aan de chemische precursor-soorten van de hormonen die ze afscheiden.
- Ze worden geïsoleerd of gegroepeerd gevonden in celclusters, bloedlichaampjes of eilandjes.
Kenmerken
De cellulaire vertegenwoordigers van het APUD-systeem bevatten dopamine, noradrenaline, epinefrine en serotonine. Bovendien kunnen ze deze hormonen synthetiseren uit exogene amineverbindingen.
De belangrijkste functie van dit systeem is volgens specialisten in de endocrinologie de afscheiding van peptiden met hormonale functies of peptiden met functies bij neurotransmissie.
Sommige auteurs classificeren de cellen van dit systeem als "para-neuronen" en dit komt door hun vermogen om polypeptiden en eiwitten te produceren die dienen als neurotransmitters in doelcellen van de pancreas, geslachtsklieren of ademhalingsholtes.
In veel publicaties wordt het APUD-systeem geclassificeerd als een 'diffuus neuro-endocrien systeem', aangezien er zelfs interactie is gevonden met cellen van de hypothalamus, ganglia, met de perifere autonome zenuwen, met de hypofyse, de epifyse en bepaalde chemoreceptoren van de placenta.
De classificatie van een "diffuus neuro-endocrien systeem" komt ook overeen met het vermogen tot uitscheiding van peptiden zowel in neuronen en somatische cellen, als in de intracellulaire ruimte en naar de cellulaire buitenkant in dierlijke weefsels.
In de wetenschappelijke wereld zijn er echter enkele tegenstanders die de classificatie van dit systeem als een neuro-endocrien systeem afkeuren, aangezien er geen bewijs van zenuwuiteinden is gevonden in het cytosol van cellen, hoewel deze altijd in de buurt van de cellen worden aangetroffen. .
Pathologieën
Gastritis, hetzij acuut of chronisch, is een pathologie die verband houdt met het slecht functioneren van de cellen van het APUD-systeem, aangezien in sommige gevallen de cellen van het maagslijmvlies "overlappen" of bedekt zijn door een overmatige proliferatie van APUD-cellen. .
Veel van de onderzoeken naar ziekten die verband houden met het APUD-systeem zijn gericht op de oorsprong van tumoren die worden geïdentificeerd als "apudomen" en die een zeer complexe symptomatologie veroorzaken als gevolg van alle endocriene processen waarbij deze cellen betrokken zijn.
Apudomen kunnen de hormonale afscheiding van ganglia en klieren remmen of verhogen, waardoor de hypo- of hyperfunctie van de organen waarin deze tumoren worden aangetroffen, wordt geactiveerd.
Het is dankzij de studie van de pathologieën die betrokken zijn bij het APUD-systeem dat de ware endocriene reikwijdte van dit diffuse endocriene systeem dieper is begrepen.
Bij mensen zijn de functie van het systeem en de ziekten die verband houden met de defecten die eraan inherent zijn echter nog niet met zekerheid bekend.
Referenties
- Delcore, R., & Friesen, SR (1993, september). Embryologische concepten in het APUD-systeem. In Seminars in chirurgische oncologie (Vol. 9, nr. 5, pp. 349-361). New York: John Wiley & Sons, Inc.
- Krausz, MM, Ariel, I., & Behar, AJ (1978). Primair kwaadaardig melanoom van de dunne darm en het APUD-celconcept. Journal of chirurgische oncologie, 10 (4), 283-288.
- Pearse, AGE (1978). Diffuus neuro-endocrien systeem: peptiden die gemeenschappelijk zijn voor hersenen en darmen en hun relatie met het APUD-concept. In centraal werkende peptiden (pp. 49-57). Palgrave Macmillan, Londen
- Shapiro, B., Fig, LM, Gross, MD, Khafagi, F., & Britton, KE (1989). Radiochemische diagnose van bijnierziekte. Kritische recensies in klinische laboratoriumwetenschappen, 27 (3), 265-298
- Sidhu, GS (1979). De endodermale oorsprong van APUD-cellen in het spijsverterings- en ademhalingskanaal. Histopathologisch bewijs en een overzicht van de literatuur. The American journal of pathology, 96 (1), 5.
- Taylor, IL, Solomon, TE, Walsh, JH, en Grossman, MI (1979). Pancreaspolypeptidemetabolisme en effect op pancreassecretie bij honden. Gastro-enterologie, 76 (3), 524-528.
- Zhou, Y., Xie, B., Duan, Y., Su, W., Yi, X., Liu, W.,… & Xiao, D. (2016). Casusrapport Primair maligne maagmelanoom kan afkomstig zijn van de opname van amineprecursoren en decarboxylatiecellen. Int J Clin Exp Pathol, 9 (12), 13003-13009.