Các Chuyên Biệt và Biến Đổi của Biểu Mô

Các tế bào biểu mô thường xuyên biến đổi bề mặt đỉnh của chúng để phù hợp với các nhiệm vụ chuyên biệt. Vi nhung mao (microvilli) làm tăng đáng kể diện tích bề mặt để hấp thụ, lông chuyển động (motile cilia) di chuyển chất lỏng và các hạt trên bề mặt, và lông nổi (stereocilia) (các vi nhung mao rất dài) phục vụ vai trò cảm giác và hấp thụ. Cùng với lớp glycocalyx bề mặt, các chuyên biệt đỉnh này điều chỉnh một tế bào biểu mô cơ bản để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của vị trí của nó.

Definition

Các chuyên biệt biểu mô là những biến đổi cấu trúc của tế bào biểu mô — chủ yếu là các phần lồi ra ở bề mặt đỉnh như vi nhung mao, lông chuyển và lông nổi, cùng với lớp glycocalyx bề mặt — giúp tế bào thích nghi với chức năng hấp thụ, vận chuyển bề mặt hoặc cảm giác.

Scope

Chủ đề này bao gồm các chuyên biệt bề mặt đỉnh chính của biểu mô — vi nhung mao và bờ bàn chải, lông chuyển động, lông nổi và glycocalyx — mô tả cấu trúc và các chức năng mà chúng hỗ trợ. Đây là một tài liệu tham khảo mô học và sinh học tế bào mô tả và không đưa ra hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Các tế bào biểu mô hình thành những chuyên biệt đỉnh nào và mỗi loại dùng để làm gì?
• Vi nhung mao khác với lông chuyển và lông nổi về cấu trúc và chức năng như thế nào?
• Lông chuyển động di chuyển chất lỏng trên bề mặt biểu mô như thế nào?
• Bờ bàn chải là gì và tại sao nó quan trọng đối với sự hấp thụ?

Key concepts

• Vi nhung mao và bờ bàn chải (lõi actin, hấp thụ)
• Lông chuyển động (axoneme, vận chuyển chất lỏng và chất nhầy)
• Lông nổi (vi nhung mao dài; vai trò cảm giác và hấp thụ)
• Glycocalyx
• Tính phân cực đỉnh-đáy định hướng chuyên biệt bề mặt
• Khuếch đại diện tích bề mặt
• Sự đập phối hợp của lông chuyển

Mechanisms

Các chuyên biệt đỉnh phát sinh vì tính phân cực của biểu mô giới hạn chúng ở bề mặt tự do. Vi nhung mao là các phần lồi ra giống ngón tay được hỗ trợ bởi các bó sợi actin; khi đóng gói dày đặc, chúng tạo thành bờ bàn chải (có vân) giúp tăng cường diện tích bề mặt để hấp thụ ở các mô như ruột và ống thận. Lông chuyển động chứa một axoneme dựa trên vi ống mà sự đập phối hợp của nó quét chất lỏng và chất nhầy phủ lên bề mặt, như trong đường hô hấp và đường sinh sản; các khiếm khuyết cấu trúc trong axoneme làm suy yếu quá trình vận chuyển này và là nguyên nhân gây ra các bệnh về lông chuyển (ciliopathies) (Fliegauf et al., 2007). Lông nổi là các vi nhung mao dựa trên actin dài bất thường được tìm thấy ở các vị trí như mào tinh hoàn và các tế bào lông cảm giác của tai trong. Các chức năng bề mặt này hoạt động phía trên phức hợp liên kết đỉnh duy trì tính phân cực giới hạn chúng (Anderson và Van Itallie, 2009).

Clinical relevance

Mất hoặc rối loạn chức năng của các chuyên biệt đỉnh có thể làm suy giảm sự hấp thụ hoặc làm sạch bề mặt, và các khiếm khuyết lông chuyển di truyền tạo ra các mô hình lâm sàng dễ nhận biết. Các mối quan hệ như vậy được tóm tắt làm nền tảng để hiểu chức năng biểu mô và không được đưa ra như lời khuyên chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Cấu trúc và chức năng của các chuyên biệt biểu mô đỉnh đã được thiết lập rõ ràng thông qua kính hiển vi điện tử và sinh học tế bào và được trình bày nhất quán trong các tài liệu tham khảo tiêu chuẩn (Mescher, 2018; Ross và Pawlina, 2020), với các cơ chế lông chuyển được rút ra từ tài liệu phân tử (Fliegauf et al., 2007).

History

Kính hiển vi quang học đã nhận ra các đặc điểm như bờ bàn chải và bề mặt có lông chuyển rất lâu trước khi cơ sở của chúng được hiểu; kính hiển vi điện tử sau đó đã tiết lộ lõi actin của vi nhung mao và lông nổi và axoneme vi ống của lông chuyển. Di truyền học phân tử sau đó đã kết nối các thành phần axoneme cụ thể với chức năng lông chuyển và với các bệnh về lông chuyển, liên kết các mô tả bề mặt cổ điển với cơ chế.

Key figures

• Heymut Omran
• Manfred Fliegauf

Seminal works

• fliegauf-2007

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa vi nhung mao, lông chuyển và lông nổi là gì?

Vi nhung mao là các phần lồi ra ngắn, được hỗ trợ bởi actin, làm tăng diện tích bề mặt hấp thụ; lông chuyển dài hơn, dựa trên vi ống và (khi chuyển động) đập để di chuyển chất lỏng bề mặt; lông nổi là các vi nhung mao rất dài với lõi actin phục vụ vai trò hấp thụ hoặc cảm giác và, mặc dù có tên gọi, không phải là lông chuyển thực sự.

Bờ bàn chải là gì?

Bờ bàn chải (hoặc bờ có vân) là lớp vi nhung mao dày đặc trên bề mặt đỉnh của các tế bào hấp thụ, chẳng hạn như các tế bào của ruột non và ống lượn gần của thận, làm tăng đáng kể diện tích bề mặt có sẵn để hấp thụ.