Epitel Yenilenmesi ve Devri
Epitel dokuları vücuttaki en hızlı yenilenen dokular arasında yer almaktadır. Açık yüzeylerde bulundukları için hücreleri sürekli olarak kaybedilmekte ve yerleşik kök ve progenitör hücreler tarafından yönlendirilen bir süreçle yenilenmeleri gerekmektedir. Yenilenme, bariyeri sağlam tutarken dokunun yaralanma sonrası onarımına olanak sağlamakta ve devir hızı farklı epitel dokuları arasında büyük ölçüde değişmektedir.
Tanım
Epitel yenilenmesi ve devri, bir yüzeyden kaybedilen epitel hücrelerinin, yerleşik kök ve progenitör hücrelerin proliferasyonu ve farklılaşması yoluyla sürekli olarak yerine konulması, doku homeostazını sürdürmesi ve onarımı sağlaması sürecidir.
Kapsam
Bu konu, epitel devri kavramını, bunu sürdüren kök ve progenitör hücre sistemlerini (bağırsak kripti ve epidermis iyi çalışılmış modeller olarak), homeostazı sürdüren proliferasyon ve farklılaşma arasındaki dengeyi ve yaralanma sonrası onarımı kapsamaktadır. Bu bilgiler, histoloji ve hücre biyolojisi referans materyali olarak ele alınmakta olup, klinik bir rehberlik niteliği taşımamaktadır.
Temel sorular
- Epitel dokuları neden sürekli yenilenmeye ihtiyaç duyar ve bu ne kadar hızlı gerçekleşir?
- Bağırsak ve deri gibi dokularda epitel kök hücreleri nerede bulunur?
- Proliferasyon ve farklılaşma arasındaki denge nasıl korunur?
- Yaralanma sonrası epitel onarımı, normal devir ile nasıl ilişkilidir?
Anahtar kavramlar
- Doku devri ve yenilenme hızı
- Kök hücreler ve geçici çoğalan (progenitör) hücreler
- Bağırsak kript-villus ekseni
- Epidermisin bazal tabakası bir kök hücre bölmesi olarak
- Proliferasyon ve farklılaşma dengesi (homeostaz)
- Yaralanma sonrası onarım
- Kök hücre organoidleri (in vitro kript-villus yapıları)
Temel kuramlar
- Bağırsak epitel yenilenmesinin birleşik (tek kökenli) kuramı
- Cheng ve Leblond, ince bağırsak epitelinin çeşitli farklılaşmış hücre tiplerinin hepsinin kriptteki ortak bir kök hücre popülasyonundan türediğini öne sürmüşlerdir; bu model daha sonra kript kök hücrelerinin tanımlanmasıyla desteklenmiştir.
Mekanizmalar
Yenilenen epitel dokularında, belirli bir bölmedeki kök hücreler bölünerek çoğalan ve daha sonra yüzeye doğru hareket ederken farklılaşan geçici çoğalan progenitör hücreleri (transit-amplifying progenitors) oluşturmaktadır; olgun hücreler ise yüzeyden dökülmektedir. Cheng ve Leblond (1974), ince bağırsak epitelinin farklılaşmış hücrelerinin ortak bir kript kökenine sahip olduğu birleşik (unitarian) kuramını ileri sürmüşlerdir; daha sonraki çalışmalar, Lgr5 eksprese eden kript tabanı kolumnar hücrelerini yerleşik kök hücreler olarak tanımlamış (Barker et al., 2007) ve bu tür tek hücrelerin kültürde kendi kendini organize eden kript-villus organoidleri oluşturabildiğini göstermiştir (Sato et al., 2009). Epidermiste, bazal tabakadaki kök hücreler, çok katlı epitelin sürekli yukarı doğru yenilenmesini sağlamaktadır (Blanpain ve Fuchs, 2009). Bu kök hücre sistemlerinin yaşam boyu süren aktivitesi, epitel homeostazını yaşlanma ve kanser ile de ilişkilendirmektedir (Rossi et al., 2008).
Klinik önem
Hızla yenilenen epitel dokuları, bölünen hücreleri hedef alan hasarlara karşı duyarlıdır ve düzensiz yenilenme, yara iyileşmesi ve genellikle yüksek devir hızına sahip epitel dokularında ortaya çıkan kanser ile ilişkilidir. Bu bağlantılar biyolojik bir arka plan olarak özetlenmekte olup, tanı veya tedavi tavsiyesi niteliği taşımamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Buradaki hücre yenilenmesi açıklaması, klasik işaretleme çalışmalarına ve kript kök hücrelerinin soy takibi ile tanımlanması ve organoid deneyleri dahil olmak üzere modern kök hücre biyolojisine dayanmaktadır (Cheng ve Leblond, 1974; Barker et al., 2007; Sato et al., 2009; Blanpain ve Fuchs, 2009).
Tarihçe
Yirminci yüzyıl ortalarındaki otoradyografik işaretleme çalışmaları, bağırsak astarı gibi epitel dokularının sürekli yenilendiğini ortaya koymuş ve Cheng ve Leblond'u (1974) ortak bir kript kök hücresi birleşik kuramına (unitarian theory) yöneltmiştir. Bu kök hücrelerin moleküler kimliği 2007 yılında Lgr5 belirteci ile belirlenmiş (Barker et al., 2007) ve 2009 yılında tek kök hücrelerin organoidler oluşturduğunun gösterilmesi (Sato et al., 2009) epitel yenilenmesine yeni bir deneysel yaklaşım kazandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Charles Leblond
- Hazel Cheng
- Hans Clevers
- Nick Barker
- Elaine Fuchs
İlgili konular
Temel eserler
- cheng-leblond-1974
- barker-2007
- sato-2009
Sıkça sorulan sorular
- Bağırsak epiteli ne kadar hızlı yenilenir?
- İnce bağırsağın astarı vücuttaki en hızlı yenilenen dokulardan biridir; insanlarda yüzey hücreleri tipik olarak birkaç gün içinde yenilenmekte, yeni hücreler kriptlerin tabanındaki kök hücreler tarafından üretilmektedir.
- Deri epidermisini yenileyen kök hücreler nerede bulunur?
- Epidermisin bazal tabakasındaki (ve kıl folikülleri gibi ilişkili yapılardaki) kök hücreler, deri yüzeyinden sürekli dökülen hücreleri yenilemek için bölünerek çok katlı epiteli sürdürmektedir.