Komórki nabłonkowe – definicja, funkcja, w moczu/plwocinie
Definicja: What are Epithelial Cells?
Komórki nabłonka, występujące w różnych miejscach ciała (gdzie pokrywają powierzchnie i jamy tkanek i narządów), są wyspecjalizowanymi elementami pełniącymi wiele funkcji. Na przykład, ze względu na miejsce, w którym się znajdują, komórki nabłonkowe są dobrze przystosowane do ochrony głębiej położonych tkanek przed środowiskiem zewnętrznym (a więc przed drobnoustrojami i innymi czynnikami, które mogą wyrządzić szkodę).
Dodatkowo pełnią funkcje wydzielnicze i wspomagające, które przyczyniają się do normalnego funkcjonowania narządów/tkanek w organizmie. W porównaniu z niektórymi innymi komórkami w organizmie, komórki nabłonka charakteryzują się zwykle wyspecjalizowanymi kontaktami między sobą, co nadaje im wygląd ciągłego arkusza (ten arkusz komórek jest znany jako tkanka nabłonkowa).
Mimo że dzielą tę i kilka innych cech, komórki nabłonka różnią się kształtem, wielkością i ogólnym wyglądem.
Jako takie, są one podzielone na trzy główne grupy, które obejmują:
- Komórki nabłonkowe płaskie
- Komórki nabłonkowe kubkowe
- Komórki nabłonkowe kolumnowe
Pochodzenie komórek nabłonkowych
W organizmie, różne typy komórek nabłonkowych pokrywają różne powierzchnie, oprócz tego, że są podstawowymi składnikami tkanki gruczołowej. Podczas gdy skóra, przewód moczowy, pokarmowy itp. są pokryte warstwą komórek nabłonkowych zwanych nabłonkiem, jamy ciała, takie jak naczynia krwionośne, które nie są wystawione na zewnątrz ciała, są wyścielone warstwą komórek zwanych śródbłonkiem (rodzaj nabłonka pokrywającego powierzchnię różnych narządów/tkanek położonych głębiej w ciele).
Komórki nabłonkowe pochodzą z warstw embrionalnych.
Naskórek i nabłonek warstwowy
Gdy naskórek odnosi się do nabłonka wyściełającego skórę, nabłonek warstwowy składa się z komórek nabłonkowych wyściełających powierzchnię jamy ustnej i nosa, jak również odbytu, wśród kilku innych obszarów ciała.
Komórki te wywodzą się z ektodermy powierzchniowej zewnętrznej warstwy zarodkowej (ektodermy). Komórki te dają również początek wielu zmodyfikowanym tkankom naskórkowym, w tym m.in. włosom i paznokciom, a także różnym gruczołom śluzowym.
* Takie przydatki ektodermalne, jak gruczoły jamy ustnej i skóry, a także włosy itp. powstają w wyniku połączenia mezenchymy i nabłonka.
Komórki nabłonkowe wyściełają części układu pokarmowego i dróg oddechowych
W przeciwieństwie do komórek nabłonkowych, które tworzą naskórek (skóry), komórki wyściełające drogi oddechowe, jak również części przewodu pokarmowego rozwijają się z endodermy (najbardziej wewnętrzna warstwa pierwotnej warstwy zarodkowej).
W tym miejscu warto jednak zaznaczyć, że w organizmie komórki endodermalne dają początek jedynie wyściółce przewodu pokarmowego. Z kolei komórki wyściełające przewód oddechowy, a także płuca pochodzą z przewodu pokarmowego.
* Oprócz wyściełających przewód oddechowy i pokarmowy, do innych struktur wywodzących się z endodermy należą gruczoły przewodu pokarmowego, wątroba, a także pęcherz nerkowy.
Wyściełanie naczyń sercowo-naczyniowych i limfatycznych (śródbłonek)
Komórki nabłonka wyściełające naczynia sercowo-naczyniowe i limfatyczne pochodzą ze środkowej warstwy pierwotnych warstw zarodkowych, zwanej mezodermą. Oprócz tych naczyń, warstwa ta jest również punktem wyjścia dla wielu komórek nabłonkowych, w tym tych wyściełających macicę, pochwę, a także błonę śluzową pęcherza moczowego.
Struktura i charakterystyka komórek nabłonkowych
Jak wspomniano, komórki nabłonkowe różnią się kształtem i wielkością. Z tego powodu komórki nabłonkowe w organizmie klasyfikuje się według ich ogólnego wyglądu (w tym liczby warstw komórkowych tworzących tkankę).
Komórki nabłonka płaskiego
Komórki nabłonka płaskiego są cienkie i mają spłaszczony kształt. Jako takie, wydają się szersze niż są wysokie. Komórki te zwykle wyściełają takie jamy ciała jak jama brzuszna.
Zależnie od miejsca ich występowania, komórki nabłonka płaskiego mogą tworzyć tkankę nabłonkową składającą się z pojedynczej warstwy komórek (nabłonek płaski prosty) lub kilku warstw komórek (nabłonek płaski warstwowy).
Śródbłonek, składający się z komórek nabłonkowych, które wyściełają naczynia układu limfatycznego, jest zbudowany z pojedynczej warstwy komórek płaskich. W rezultacie jest on wystarczająco cienki, aby przepuszczać różne substancje chemiczne.
Nabłonek płaski warstwowy składa się z kilku warstw komórek płaskich ułożonych na innych komórkach. W tym układzie, warstwa podstawna często składa się z komórek kolumnowych/kuboidalnych, podczas gdy komórki koniuszkowe (te znajdujące się dalej od powierzchni podstawowej/górnej warstwy komórek) są płaskie. Dobrym przykładem nabłonka płaskiego warstwowego jest skóra. Tutaj komórki nabłonka są spłaszczone i mają tendencję do rogowacenia.
Zobacz komórki policzkowe pod mikroskopem
Nabłonek kolumnowy
W porównaniu z komórkami płaskimi, komórki kolumnowe są wyższe niż szerokie. W związku z tym, oglądane pod mikroskopem, wydają się wydłużone (kolumna). Jądro, które również wydaje się wydłużone, znajduje się bliżej podstawy komórek, umożliwiając różne czynności komórkowe zachodzące na górnej powierzchni komórki.
Podobnie jak komórki płaskie, komórki nabłonka kolumnowe mogą tworzyć nabłonek kolumnowy prosty lub warstwowy. Składający się z pojedynczej warstwy komórek nabłonek kolumnowy prosty można znaleźć wyściełający części przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, a także jajowodów.
Warstwowy nabłonek kolumnowy składa się z kilku warstw komórek nabłonkowych (komórek kolumnowych). Taką organizację komórek można znaleźć w cewce moczowej, a także w niektórych przewodach gruczołowych.
Nabłonek prostopadłościenny
Jak sama nazwa wskazuje, nabłonek prostopadłościenny składa się z komórek nabłonkowych przypominających pudełko (cube-like). Komórki te mają zaokrąglone jądro, które zwykle znajduje się w pobliżu centralnej części komórki. Nabłonek prosty prostopadłościenny można znaleźć wyściełający powierzchnię kanalików nerkowych, jak również przewodów gruczołowych.
Nabłonek prostopadłościenny płaski jest zbudowany z kilku warstw komórek prostopadłościennych. Komórki te można znaleźć wyściełające powierzchnię pochwy, jamy ustnej, a także przełyku.
Nabłonek przejściowy
Oprócz trzech typów komórek wymienionych powyżej, istnieje jeszcze jeden typ komórek nabłonkowych, które tworzą nabłonek warstwowy. Są one znane jako komórki nabłonka warstwowego i można je znaleźć wyściełające powierzchnię takich jam ciała jak pęcherz moczowy.
W porównaniu z innymi komórkami nabłonka, komórki nabłonka warstwowego mogą zmieniać kształt, umożliwiając rozszerzanie i kurczenie się narządów.
Złącza komórkowe
Oprócz różnych kształtów, komórki nabłonkowe charakteryzują się również ścisłymi połączeniami. W związku z tym nie są one oddzielone od siebie różnymi materiałami pozakomórkowymi, które normalnie obserwuje się w innych typach komórek.
Te interakcje między komórkami nabłonka są możliwe dzięki kilku rodzajom połączeń, które obejmują:
– Połączenia ścisłe – Znajdują się między komórkami nabłonka, gdzie rozdzielają je na warstwy/przedziały apikalne i bazalne, połączenia ścisłe służą do zapobiegania wyciekowi/dyfuzji cząsteczek między tymi warstwami.
Składają się one z wielu cząsteczek/białek, takich jak klaudyny, które nie tylko minimalizują ruch jonów lub cząsteczek między komórkami, ale także zapobiegają ruchowi różnych białek między warstwami komórek.
– Połączenia szczelinowe – W porównaniu do połączeń ścisłych, które tworzą bariery pomiędzy różnymi warstwami komórek nabłonka, połączenia szczelinowe służą do umożliwienia przepływu małych jonów i cząsteczek. W związku z tym można je opisać jako rodzaj kanału międzykomórkowego znajdującego się między sąsiadującymi komórkami.
Zbudowane z białek zwanych koneksynami, połączenia szczelinowe mają kształt cylindryczny, co umożliwia przechodzenie przez nie jonów. Umożliwiając przechodzenie jonów, szczeliny te przyczyniają się również do zmian potencjału błonowego między komórkami.
– Połączenia zakotwiczające – Połączenia zakotwiczające biorą udział przede wszystkim w stabilizacji tkanek nabłonkowych.
Istnieje kilka rodzajów połączeń zakotwiczających, do których należą:
o Desmosomy – Zapewniają zakotwiczenie komórek poprzez przyczepianie się do filamentów pośrednich (np.
o Adhereny – W przeciwieństwie do desmosomów, połączenie adherenowe zapewnia zakotwiczenie komórki poprzez przyczepienie się do wiązek aktyny w komórkach. Zbudowane z katenin i kadheryn, połączenie to służy do łączenia sąsiadujących ze sobą komórek.
o Hemidesmosomy – Chociaż to połączenie jest podobne do desmosomów, jest ono głównie zaangażowane w przyłączanie komórek nabłonka do błony podstawnej. W ten sposób zapewnia, że komórki są prawidłowo zakotwiczone i pozostają przytwierdzone do tej błony.
Jest to szczególnie ważne, ponieważ przyczynia się do ogólnej spójności komórek nabłonka. Jest to możliwe dzięki zakotwiczeniu filamentów pośrednich komórek do blaszki podstawowej.
Funkcje komórek nabłonkowych
Jak już wcześniej wspomniano, komórki nabłonkowe pozostają ze sobą w ścisłym kontakcie. W związku z tym występują jako duże płaty komórek, które pokrywają różne powierzchnie i jamy ciała. Jest to ważna cecha, ponieważ tworzy barierę pomiędzy różnymi organami ciała a środowiskiem zewnętrznym, chroniąc je w ten sposób przed czynnikami, które mogą je uszkodzić.
Na przykład skóra, która składa się z warstwowych komórek kolczastych, tworzy barierę między wewnętrznym środowiskiem ciała a środowiskiem zewnętrznym, chroniąc ciało przed różnymi czynnikami (mikroorganizmami, brudem itp.), które mogą je uszkodzić.
Ta wyściółka znajduje się również w ciele wokół takich narządów jak układ pokarmowy i rozrodczy itp. oddzielając te narządy od środowiska zewnętrznego.
Ta rola komórek nabłonkowych jest również widoczna w takich otworach jak nozdrza, jama ustna i przewody słuchowe, między innymi. W układzie oddechowym przedłużenia komórek nabłonka wierzchołkowego biją w sposób, który pomaga w usuwaniu uwięzionych cząstek, mikroorganizmów i płynów.
* Można zatem powiedzieć, że komórki nabłonka stanowią pierwszą linię obrony przed różnymi czynnikami biologicznymi, fizycznymi i chemicznymi, które w przeciwnym razie mogłyby wyrządzić szkodę organizmowi.
Selektywny transfer materiału
W swojej roli ochronnej komórki nabłonkowe odgrywają również ważną rolę w kontrolowaniu transferu materiału do i z organizmu. Aby jakakolwiek substancja mogła dostać się do organizmu lub go opuścić, musi przejść przez dany nabłonek.
Na przykład niektóre nabłonki są wyspecjalizowane w sposób umożliwiający przechodzenie przez nie małych cząsteczek i jonów. Regulują one zatem rodzaj przechodzącego materiału i są w związku z tym zaangażowane w różne mechanizmy, takie jak zmiany potencjału komórkowego itp.
Funkcje wydzielnicze
Oprócz funkcji ochronnych, niektóre komórki nabłonka są wyspecjalizowane do wydzielania i uwalniania różnych cząsteczek chemicznych. Na przykład, w jelicie cienkim, niektóre komórki nabłonka są zaangażowane w produkcję enzymów trawiennych biorących udział w dobrym trawieniu. Komórki nabłonkowe wyściełające przewód oddechowy mogą wytwarzać śluz, który zapobiega przedostawaniu się różnych mikroorganizmów do układu oddechowego.
* Większość gruczołów składa się z różnych typów komórek nabłonkowych. Są one odpowiedzialne za syntezę i wydzielanie różnych substancji i są albo klasyfikowane jako gruczoły dokrewne (bez przewodów) lub gruczoły dokrewne, które wydzielają substancje przez przewód.
Jeśli chodzi o komórki nabłonka przejściowego, komórki te są zdolne do zmiany kształtu, odgrywają ważną rolę w takich narządach jak pęcherz moczowy i moczowody, które mają tendencję do kurczenia się i rozkurczania. Gdy pęcherz wypełnia się moczem, komórki te zmieniają się w komórki płaskie, pozwalając pęcherzowi rozszerzyć się i utrzymać mocz. Jednakże, kiedy pęcherz jest pusty, komórki te zmieniają się w prostopadłościenne komórki wierzchołkowe, pozwalając pęcherzowi wrócić do jego pierwotnego rozmiaru.
Kilka innych ważnych funkcji komórek nabłonkowych obejmuje:
– Wchłanianie – gdzie absorbują specyficzny materiał wymagany dla funkcji komórek i tkanek
– Filtracja – pozwalając tylko danemu materiałowi przejść przez
– Odbiór czuciowy -. Niektóre z komórek nabłonka zawierają czujniki, które mogą wykrywać zmiany w środowisku umożliwiając w ten sposób właściwą reakcję
Występowanie komórek nabłonka w moczu
Zważywszy, że komórki nabłonka wyściełają drogi moczowe, normalnym zjawiskiem jest obecność niewielkich ilości tych komórek w moczu. U zdrowych osób komórki te można znaleźć w niewielkich ilościach podczas badania moczu.
W przypadku, gdy zbyt wiele komórek nabłonkowych znajduje się w moczu podczas badania moczu, może to wskazywać na takie podstawowe warunki zdrowotne, jak choroba nerek, zakażenie dróg moczowych (np. zapalenie pęcherza moczowego i cewki moczowej) lub choroba wątroby, między innymi. W tym przypadku jednak liczba komórek nabłonka w próbce może pomóc wskazać stopień zaawansowania choroby podstawowej.
* Podczas badania moczu należy podjąć odpowiednie środki ostrożności, ponieważ obecność komórek nabłonka kolczystokomórkowego może być po prostu wynikiem zanieczyszczenia próbki.
* Od 1 do 5 komórek nabłonka płaskiego w polu wysokiej mocy w próbce uważa się za normę.
* Aby wyhodować komórki nabłonka, próbka moczu jest najpierw odwirowywana, a następnie hodowana. Po zakończeniu procesu hodowli komórki zaczynają się rozmnażać w ciągu tygodnia, a kolonie wykazują różne morfologie.
Komórki nabłonkowe w plwocinie
Tak jak w przypadku moczu, normalne jest znalezienie kilku komórek nabłonkowych w plwocinie, biorąc pod uwagę, że komórki nabłonkowe pokrywają powierzchnię dróg oddechowych. W normalnych warunkach, barwienie metodą Grama ujawni 10 lub mniej komórek nabłonka (komórki nabłonka płaskiego) w każdym polu o niskiej mocy. Duża liczba tych komórek wskazuje jednak na schorzenia leżące u podstaw choroby, które mogą wymagać dodatkowych badań.
* Aby zidentyfikować komórki nabłonka w hodowli, próbka plwociny jest najpierw hodowana w odpowiednim podłożu hodowlanym. Następnie stosuje się barwniki Grama w celu wybarwienia próbki i zidentyfikowania różnych typów obecnych w niej komórek.
Oprócz komórek nabłonka, które wskazują na zanieczyszczenie błony śluzowej, próbka może zawierać również białe krwinki, które wskazują na infekcję.
Zobacz także: Komórki policzkowe pod mikroskopem
Powrót do strony głównej Cell Biology
Powrót z Epithelial Cells do domu MicroscopeMaster
Hisao Honda. (2017). Świat blaszek nabłonkowych. The Japanese Society of Developmental Biologists (Japońskie Towarzystwo Biologów Rozwojowych).
Ian G. Macara, Richard Guyer, Graham Richardson, Yongliang Huo, and Mukhtar Ahmed. (2015). Homeostaza nabłonka jelitowego.
Lea T. (2015) Epithelial Cell Models; General Introduction. In: Verhoeckx K. et al. (eds) The Impact of Food Bioactives on Health. Springer, Cham
Lucía Jiménez-Rojo, Zoraide Granchi, Daniel Graf and Thimios A. Mitsiadis. (2012). Stem cell fate determination during development and regeneration of ectodermal organs.