การหลั่งของเซลล์ข้างเคียงและเซลล์หลัก

ต่อมกระเพาะอาหารของเยื่อบุผิวส่วนต้น (fundic mucosa) มีเซลล์หลั่งหลักสองชนิดที่ผลิตเนื้อหาส่วนใหญ่ของน้ำย่อยในกระเพาะอาหาร เซลล์ข้างเคียง (parietal/oxyntic cells) หลั่งกรดไฮโดรคลอริกและอินทรินซิกแฟกเตอร์ (intrinsic factor) ในขณะที่เซลล์หลัก (chief/peptic cells) หลั่งสารตั้งต้นของเอนไซม์โปรติเอสคือเพปซิโนเจน (pepsinogen) สารคัดหลั่งของเซลล์ทั้งสองชนิดทำงานร่วมกัน: กรดจากเซลล์ข้างเคียงจะกระตุ้นและจัดเตรียมสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของเพปซิน (pepsin) ที่ได้จากเพปซิโนเจนของเซลล์หลัก

Definition

เซลล์ข้างเคียงเป็นเซลล์เยื่อบุผิวส่วนต้นที่หลั่งกรดไฮโดรคลอริกและอินทรินซิกแฟกเตอร์ผ่าน H+/K+-ATPase ในขณะที่เซลล์หลักเป็นเซลล์เปปติกของต่อมที่หลั่งเพปซิโนเจน ซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่ไม่มีฤทธิ์ของเอนไซม์โปรติเอสเพปซิน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมโครงสร้าง ผลิตภัณฑ์ที่หลั่ง และการควบคุมของเซลล์ข้างเคียงและเซลล์หลักภายในต่อมกระเพาะอาหาร รวมถึงการปรับเปลี่ยนเยื่อหุ้มเซลล์ที่เป็นพื้นฐานของการผลิตกรดและการกระตุ้นเพปซิโนเจน เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาของเซลล์ และไม่ได้กล่าวถึงการวินิจฉัยหรือการบำบัดทางคลินิก

Core questions

• เซลล์แต่ละชนิดหลั่งอะไร และสารคัดหลั่งเหล่านั้นมีปฏิกิริยาต่อกันอย่างไร?
• เซลล์ข้างเคียงปรับเปลี่ยนเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนปลายยอดอย่างไรเพื่อเปิดและปิดการผลิตกรด?
• เพปซิโนเจนจากเซลล์หลักถูกปล่อยและเปลี่ยนเป็นเพปซินที่ออกฤทธิ์ได้อย่างไร?
• เซลล์เหล่านี้มีการกระจายตัวและถูกควบคุมภายในต่อมกระเพาะอาหารอย่างไร?

Key concepts

• เซลล์ข้างเคียง (parietal/oxyntic cell)
• เซลล์หลัก (chief/peptic cell)
• อินทรินซิกแฟกเตอร์ (intrinsic factor)
• เพปซิโนเจนและการกระตุ้นให้เป็นเพปซิน
• H+/K+-ATPase และท่อเล็ก ๆ สำหรับการหลั่ง (secretory canaliculus)
• แบบจำลองการรีไซเคิลเยื่อหุ้มเซลล์ (tubulovesicle) ของการหลั่งกรด
• การจัดเรียงตัวของต่อมออกซินติก

Mechanisms

เซลล์ข้างเคียงมีท่อเล็ก ๆ สำหรับการหลั่งที่ปลายยอด (apical secretory canaliculus) ที่กว้างขวาง ในภาวะพัก H+/K+-ATPase จะถูกเก็บไว้ในถุงเล็ก ๆ ในไซโตพลาสซึม (cytoplasmic tubulovesicles) เมื่อถูกกระตุ้น ถุงเหล่านี้จะรวมเข้ากับเยื่อหุ้มท่อเล็ก ๆ ซึ่งจะขยายพื้นผิวการหลั่งกรดอย่างมากและแทรกปั๊มที่ทำงานอยู่ — เป็นวงจรการรีไซเคิลเยื่อหุ้มเซลล์ที่ย้อนกลับได้ซึ่งช่วยให้การผลิตกรดสามารถเปิดและปิดได้อย่างรวดเร็ว เซลล์ข้างเคียงยังหลั่งอินทรินซิกแฟกเตอร์ ซึ่งเป็นไกลโคโปรตีนที่จำเป็นสำหรับการดูดซึมวิตามินบี 12 ในลำไส้เล็กส่วนปลาย เซลล์หลักซึ่งอุดมไปด้วยร่างแหเอนโดพลาซึมแบบขรุขระ (rough endoplasmic reticulum) และแกรนูลไซโมเจน (zymogen granules) จะหลั่งเพปซิโนเจนโดยการหลั่งออกนอกเซลล์ (exocytosis) ในช่องว่างที่เป็นกรด เพปซิโนเจนจะถูกตัดด้วยตัวเอง (autocatalytically cleaved) เป็นเพปซิน ซึ่งจะย่อยโปรตีนในอาหารและทำงานได้ดีที่สุดที่ค่า pH ต่ำ เซลล์ทั้งสองชนิดจัดเรียงตัวอยู่ในต่อมออกซินติกของกระเพาะอาหารส่วนตัวและส่วนบน ซึ่งการทำงานร่วมกันของเซลล์เหล่านี้จะผลิตส่วนประกอบหลักของน้ำย่อยในกระเพาะอาหาร การหลั่งของเซลล์เหล่านี้ตอบสนองต่อสัญญาณประสาท ฮอร์โมน และพาราคริน (paracrine) แบบเดียวกันที่ควบคุมการหลั่งกรด

Clinical relevance

ชีววิทยาของเซลล์เหล่านี้เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจว่าการผลิตกรดและการจัดหาอินทรินซิกแฟกเตอร์เกิดขึ้นได้อย่างไร รวมถึงเหตุผลที่การสูญเสียเซลล์ข้างเคียงส่งผลกระทบต่อทั้งสองอย่าง ข้อมูลนี้อธิบายสรีรวิทยาของเซลล์ปกติเพื่อการอ้างอิงและประเมินผล และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

เนื้อหานี้อ้างอิงจากวรรณกรรมทบทวนทางชีววิทยาของเซลล์และสัณฐานวิทยาเกี่ยวกับต่อมกระเพาะอาหาร เป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อการศึกษาและไม่ได้จัดทำขึ้นตามแนวทางปฏิบัติทางคลินิก

History

การอธิบายทางเนื้อเยื่อวิทยาของเซลล์ข้างเคียงและเซลล์หลักที่แตกต่างกันมีมาตั้งแต่การศึกษาต่อมกระเพาะอาหารในศตวรรษที่สิบเก้า ในศตวรรษที่ยี่สิบได้มีการชี้แจง H+/K+-ATPase ของเซลล์ข้างเคียงและการจัดเรียงเยื่อหุ้มเซลล์ใหม่ที่สำคัญซึ่งมาพร้อมกับการหลั่งกรด ในขณะที่บทบาทของเพปซิโนเจนและการกระตุ้นที่ขึ้นกับค่า pH ให้เป็นเพปซินได้ถูกกำหนดให้เป็นพื้นฐานของการย่อยโปรตีนในกระเพาะอาหาร

Key figures

• John G. Forte
• Herbert F. Helander
• Xuebiao Yao

Seminal works

• yao-forte-2003
• forte-zhu-2010
• helander-1993

Frequently asked questions

เซลล์ข้างเคียงและเซลล์หลักแตกต่างกันอย่างไร?

เซลล์ข้างเคียง (parietal/oxyntic cells) หลั่งกรดไฮโดรคลอริกและอินทรินซิกแฟกเตอร์ ในขณะที่เซลล์หลัก (chief/peptic cells) หลั่งเพปซิโนเจน ซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่ไม่มีฤทธิ์ซึ่งจะกลายเป็นเอนไซม์เพปซินที่ย่อยโปรตีนในกระเพาะอาหารที่เป็นกรด

เหตุใดเซลล์ข้างเคียงจึงต้องปรับเปลี่ยนเยื่อหุ้มเซลล์?

ปั๊มโปรตอนจะถูกเก็บไว้ในถุงเล็ก ๆ ในไซโตพลาสซึมในภาวะพัก เมื่อถูกกระตุ้น ถุงเหล่านี้จะรวมเข้ากับเยื่อหุ้มท่อเล็ก ๆ ที่ปลายยอดเพื่อขยายพื้นผิวการหลั่ง ทำให้สามารถเปิดการผลิตกรดได้อย่างรวดเร็วแล้วย้อนกลับได้