Peritsüüdid

Peritsüüdid on kontraktiilsed rakud, mis ümbritsevad endoteeli rakke kapillaarides ja veenulites. Peritsüüdid asuvad basaalmembraanis, kus nad kommunitseerivad nii parakriinse signaliseerimise kui ka füüsilise kontakti teel keha väikseimates veresoontes olevate endoteeli rakkudega. Peritsüüdid aitavad ajus säilitada hematoentsefaalbarjääri ning muid homöostaatilisi ja hemostaatilisi aju funktsioone. Peritsüüdid kuuluvad koos astrotsüütide ja neuronitega neurovaskulaarsete üksuste hulka. Peritsüüdid reguleerivad kapillaarset vereringet, rakujääkide fagotsütoosi ja hematoentsefaalbarjääri läbilaskevõimet. Peritsüüdid stabiliseerivad ja kontrollivad otsese signaliseerimise ja parakriinse signaliseerimise teel endoteeli rakkude küpsemist. Kui organismi kesknärvisüsteemis on liiga vähe peritsüüte, võib hematoentsefaalbarjäär katki minna.

Morfoloogia

Peritsüüdid, mis asuvad kesknärvisüsteemis, ümbritsevad kapillaarides endoteeli rakke. Neid kahte tüüpi rakke on kerge eristada: endoteeli rakkudel on lame ning väljavenitatud rakutuum ning peritsüütidel on esileküündiv ümmargune tuum. Peritsüütidel on ka jätked, mis ümbritsevad kapillaari seina ning selle kaudu saavad peritsüüdid reguleerida kapillaarset vereringet. Peritsüüdid ja endoteeli rakud asuvad basaalmembraanis, kus toimub palju rakusiseseid ülekandeid. Erinevat tüüpi integriini molekulid vahendavad peritsüütide ja endoteeli rakkude vahelist kommunikatsiooni. Peritsüüdid saavad ka seonduda läheduses olevate rakkudega, moodustades aukliiduse. Aukliiduses on võimalik ioonide ja teiste väiksemate molekulide vahetus peritsüütide ja naaberrakkude vahel.

Skeletilihaste regeneratsioon ja rasva moodustumine

Vöötlihaskoes asuvatel peritsüütidel on kaks erinevat tüüpi populatsiooni. Esimene alatüüp peritsüüte (I tüüp) võib muutuda rasvarakkudeks ning teine alatüüp (II tüüp) saab muutuda lihasrakkudeks. I tüüpi iseloomustab nestini negatiivne ekspressioon ning II tüüpi iseloomustab nestini positiivne ekspressioon (PDGFRβ+CD146+NG2+). Kuigi mõlemad tüübid on võimelised glütserooli või BaCl₂ poolt tehtud vigastuse tõttu paljunema, siis I tüüpi peritsüüdid saavad muutuda rasvarakkudeks ainult glütserooli süstimisel ja II tüüpi peritsüüdid saavad muutuda mõlema vigastuse puhul lihasrakkudeks. Pole veel teada, kui suures ulatuses osalevad I tüüpi peritsüüdid rasva ladestumisel.

Angiogenees ja endoteeli rakkude ellujäämine

Peritsüüdid aitavad endoteeli rakkudel diferentseeruda, paljuneda, moodustada uusi veresooni (angiogenees), elada üle apoptoosi signaale ja liikuda organismis. Mikrovaskulaarsed peritsüüdid moodustuvad ümber kapillaaride seinte ning aitavad kaasa kapillaari tööle. Mikrovaskulaarsed peritsüüdid ei ole kontraktiilsed rakud, sest neis puuduvad α-aktiini isovormid: struktuurid, mida leidub kontraktiilsetes rakkudes. Need rakud kommunitseerivad endoteeli rakkudega aukliiduse kaudu ning põhjustavad endoteeli rakkude kiiret kasvu või valikulist inhibeerimist. Selle protsessi mitte toimimisel võib tekkida hüperplaasia või ebanormaalne vaskulaarne morfogenees. Seda tüüpi peritsüüdid saavad ka eksogeenseid valke fagotsüteerida, mis tähendab, et mikrovaskulaarsed peritsüüdid võivad tuleneda mikrogliiast.
Arvatakse, et peritsüüdid võivad olla suguluses teiste rakkudega, näiteks silelihasrakkudega, neuraalrakkudega, N62 gliiarakkudega, lihaskiudega, adipotsüütidega, fibroblastidega ning teiste mesenhümaalsete tüvirakkudega; samas pole kindel, kas need rakud diferentseeruvad teineteiseks või mitte. Vananemine mõjutab peritsüütide regeneratiivset võimet.
Lisaks võimele luua ja muuta veresooni on peritsüüdid võimelised kaitsma endoteeli rakke apoptoosi või tsütotoksiliste elementide eest. In vivo katsetes on leitud, et peritsüüdid eraldavad hormooni nimega peritsüütiline aminopeptidaas N/pAPN, mis võib soodustada angiogeneesi. Kui hormooni segati aju endoteeli rakkudega ja astrotsüütidega, siis peritsüüdid moodustasid kapillaare meenutavaid struktuure. Kui uuringugrupp segas eelnevalt nimetatud rakud kokku ilma peritsüütideta, siis läksid endoteeli rakud apoptoosi. Siit järeldati, et peritsüüdid tagavad endoteeli rakkude korrektse toimimise ning astrotsüüdid peavad olemas olema, et rakud püsiksid tervena. Kui üks tingimustest pole täidetud, siis angiogenees ei saa toimuda.

Hematoentsefaalbarjäär

Peritsüüdid mängivad olulist rolli vereringesüsteemi ja kesknärvisüsteemi vahel toimiva selektiivselt läbilaskva ruumi moodustumises ja toimimises Seda ruumi nimetatakse hematoentsefaalbarjääriks. Barjäär koosneb peritsüütidest ning tagab selle, et aju ja kesknärvisüsteem toimiksid nii, nagu vaja. Kui kunagi arvati, et astrotsüüdid olid postnataalse barjääri moodustamiseks vajalikud, siis nüüd on leitud, et seda funktsiooni täidavad peritsüüdid. Peritsüüdid vastutavad endoteeli rakkudes toimuva vesiikulite liikumise ja tiheda seondumise eest. Lisaks sellele inhibeerivad peritsüüdid kesknärvisüsteemi immuunrakke,mis võivad kahjustada barjääri tekkimist, ja vähendavad nende molekulide ekspressiooni, mis suurendavad vaskulaarset läbilaskvust.
Peritsüüdid reguleerivad verevoolu veresoontes ja veresoonte ning aju vahel. Peritsüüdid kui kontraktiilsed rakud suudavad avada või sulgeda verevoolu, et tagada või takistada teatud suurusega osakeste voolu verest ajju. Peritsüütide puudumisel toimub hematoentsefaalbarjääris transtsütoos. See tähendab, et erinevate suurustega osakesed, näiteks suured plasmavalgud, saavad kergesti liikuda ajju. See protsess ei ole soovitud, sest tavaliselt on hematoentsefaalbarjäär väga valiv erinevate osakeste suhtes. Peritsüüdid mängivad seega olulist rolli neuroloogilises funktsioonis, sest nad ei lase kahjulikel kemikaalidel ajju siseneda. Peritsüütide talitus (või väärtalitus) võib mängida rolli neurodegeneratiivsete haiguste tekkimisel, nagu Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi ja amüotroofne lateraalskleroos. Peritsüütide elastsus on vajalik põletiku alandamiseks ning nad mängivad olulist rolli kahjulike ainete ajust välja viimisel.

Patoloogiad

Peritsüüdid mängivad olulist rolli endoteeli rakkude struktuuri säilitamises ja reguleerimises, lisaks on nad olulised verevoolu reguleerimises. Kui peritsüüte on liiga vähe, siis võib see mängida rolli erinevate neurodegeneratiivsete haiguste tekkimisel. Kui peritsüüte on organismis liiga palju, võib tekkida kõrgvererõhktõbi ehk hüpertoonia või kasvaja.

Diabeetiline retinopaatia

Diabeeti põdevate inimeste võrkkestas ehk reetinas on vähem peritsüüte, ja peritsüütide hulga vähenemine on diabeetilise retinopaatia üks esmaseid staadiume. Uuringutest on selgunud, et peritsüüdid on vajalikud diabeetikutel kaitsmaks endoteeli rakke võrkkesta kapillaaride eest. Peritsüütide kaoga tekivad võrrkestas mikroaneurüsmid. Selle tulemusena võrkkest kas suurendab oma vaskulaarset permeaablust, mis tekitab silmamuna paisumise tõttu makulaarset ödeemi (kollastähni turset), või moodustab uusi veresooni, mis imbuvad klaaskeha membraanini. Tulemuseks on nägemise kehvenemine või kadu.

Neurodegeneratiivsed haigused

Uuringute käigus on selgunud, et peritsüütide vähenemine täiskasvanud organismi vananevas ajus võib häirida hematoentsefaalbarjääri tööd, mis võib tekitada neurodegeneratiivseid haigusi ning ajupõletikku. Peritsüütide apoptoos vananevas ajus võib tuleneda kasvuhormoonide ning peritsüüdi retseptorite kommunikatsiooni tõrgetest. Trombotsüütide kasvufaktor B (PDGFB) eritub endoteeli rakkudest aju vaskulatuuris ning seondub peritsüütidel oleva PDGFRB retseptoriga. See tagab peritsüütide kiire kasvu ja migreerumise aju vaskulatuuri säilitamiseks. Kui signaliseerimine on häiritud, siis peritsüüdid lähevad apoptoosi, mis võib viia erinevate neurodegeneratiivsete haigusteni, näiteks Alzheimeri tõve ja polüskleroosini.

Insult

Insuldi puhul pitsitavad peritsüüdid aju kapillaare ning surevad, mis võib tähendada pikemaajalist ajuverevarustuse halvenemist ja hematoentsefaalbarjääri funktsiooni kadu, mis omakorda suurendab närvirakkude surma.

Armistumine

Armistumine toimub pärast kesknärvisüsteemi kahjustavat vigastust, et tagada ümbritsevate rakkude terviklikkus. Tavaliselt seostatakse astrotsüüte armistusega, ning arme nimetatakse gliia armideks.
Glutamaat-aspartaat transporteriga geneetiliselt märgistatud hiirtel tehtud katsed näitasid, et eksisteerivad alatüüp A ning alatüüp B peritsüüdid. A alatüüpi peritsüüdid moodustavad 10% seljaaju peritsüütidest ning seda tüüpi peritsüüdid on olulised armide tekkeks. Ülejäänud peritsüüdid kuuluvad B alatüüpi ning neis on desmiini ning α-silelihaseid. Pärast kahe alatüübi eraldamist ja märgistamist tehti aju dorsaalsesse osasse sisselõige. Tavaliselt on kahjustamata seljaajus kümme korda rohkem astrotsüüte kui A alatüübi peritsüüte. Siinkohal oli kaks nädalat pärast vigastust peritsüüte kaks korda rohkem kui astrotsüüte. Alatüüp A peritsüüte oli kolm korda rohkem kui alatüüp B peritsüüte, mis tuleneb sellest, et A alatüübi peritsüüdid on võimeline veresoonte seintest lahti tulema ning kõrvalistele rakkudele saatma väikeseid projektsioone ja hoiustama ekstratsellulaarse maatriksi valke.