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. 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. Eri 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. 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. 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. Peritsüüdid mängivad olulist rolli südame- ja veresoonkonna 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. 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. 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. 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. Insuldi puhul pitsitavad peritsüüdid aju kapillaare ning surevad, mis võib tähendada pikemaajalist ajuverevarustuse halvenemist ja hematoentsefaalbarjääri funktsiooni kadu, mis omakorda suurendab närvirakkude surma. 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. Bergers, G.; Song, S (2005). "The role of pericytes in blood-vessel formation and maintenance". Neuro-Oncology. 7 (4): 452–64. DOI:10.1215/S1152851705000232. PMC 1871727. PMID 16212810. Winkler, Ethan A; Bell, Robert D; Zlokovic, Berislav V (2011). "Central nervous system pericytes in health and disease". Nature Neuroscience. 14 (11): 1398–405. DOI:10.1038/nn.2946. PMID 22030551. Dore-Duffy, Paula; Cleary, Kristen (2011). "The Blood-Brain and Other Barriers". Methods in Molecular Biology. Methods in Molecular Biology. 686: 49–68. DOI:10.1007/978-1-60761-938-3_2. ISBN 978-1-60761-937-6. Fakhrejahani, Elham; Toi, Masakazu (2012). "Tumor Angiogenesis: Pericytes and Maturation Are Not to Be Ignored". Journal of Oncology. 2012: 1–10. DOI:10.1155/2012/261750. "Pericyte, Astrocyte and Basal Lamina Association with the Blood Brain Barrier (BBB)". Originaali arhiivikoopia seisuga 25. aprill 2012. Vaadatud 9. novembril 2015. Birbrair, Alexander; Zhang, Tan; Wang, Zhong-Min; Messi, Maria Laura; Enikolopov, Grigori N.; Mintz, Akiva; Delbono, Osvaldo (2013). "Skeletal muscle pericyte subtypes differ in their differentiation potential". Stem Cell Research. 10 (1): 67–84. DOI:10.1016/j.scr.2012.09.003. PMC 3781014. PMID 23128780. Birbrair, Alexander; Zhang, Tan; Wang, Zhong-Min; Messi, Maria Laura; Enikolopov, Grigori N.; Mintz, Akiva; Delbono, Osvaldo (2013). "Skeletal muscle neural progenitor cells exhibit properties of NG2-glia". Experimental Cell Research. 319 (1): 45–63. DOI:10.1016/j.yexcr.2012.09.008. PMC 3597239. PMID 22999866. Birbrair, A.; Zhang, T.; Wang, Z.-M.; Messi, M. L.; Mintz, A.; Delbono, O. (2013). "Type-1 pericytes participate in fibrous tissue deposition in aged skeletal muscle". AJP: Cell Physiology. 305 (11): C1098. DOI:10.1152/ajpcell.00171.2013. Ramsauer, M. (2002). "Angiogenesis of the blood-brain barrier in vitro and the function of cerebral pericytes". The FASEB Journal. DOI:10.1096/fj.01-0814fje. Daneman, Richard; Zhou, Lu; Kebede, Amanuel A.; Barres, Ben A. (2010). "Pericytes are required for blood–brain barrier integrity during embryogenesis". Nature. 468 (7323): 562–6. DOI:10.1038/nature09513. PMC 3241506. PMID 20944625. Armulik, Annika; Genové, Guillem; Mäe, Maarja; Nisancioglu, Maya H.; Wallgard, Elisabet; Niaudet, Colin; He, Liqun; Norlin, Jenny; Lindblom, Per; Strittmatter, Karin; Johansson, Bengt R.; Betsholtz, Christer (2010). "Pericytes regulate the blood–brain barrier". Nature. 468 (7323): 557–61. DOI:10.1038/nature09522. PMID 20944627. {{cite journal}}: eiran tundmatut parameetrit |laydate=, kasuta parameetrit (|lay-date=) (juhend); eiran tundmatut parameetrit |laysource=, kasuta parameetrit (|lay-source=) (juhend); eiran tundmatut parameetrit |laysummary=, kasuta parameetrit (|lay-url=) (juhend); viite koodis on kasutusel iganenud parameeter |lay-date= (juhend); välislink kohas |laysummary= (juhend) Hammes, H.-P.; Lin, J.; Renner, O.; Shani, M.; Lundqvist, A.; Betsholtz, C.; Brownlee, M.; Deutsch, U. (2002). "Pericytes and the Pathogenesis of Diabetic Retinopathy". Diabetes. 51 (10): 3107–12. DOI:10.2337/diabetes.51.10.3107. PMID 12351455. Bell, Robert D.; Winkler, Ethan A.; Sagare, Abhay P.; Singh, Itender; Larue, Barb; Deane, Rashid; Zlokovic, Berislav V. (2010). "Pericytes Control Key Neurovascular Functions and Phenotype in the Adult Brain and during Brain Aging". Neuron. 68 (3): 409–27. DOI:10.1016/j.neuron.2010.09.043. PMC 3056408. PMID 21040844. Hall, Catherine N.; Reynell, Clare; Gesslein, Bodil; Hamilton, Nicola B.; Mishra, Anusha; Sutherland, Brad A.; O'Farrell, Fergus M.; Buchan, Alastair M.; Lauritzen, Martin; Attwell, David (2014). "Capillary pericytes regulate cerebral blood flow in health and disease". Nature. 508 (7494): 55–60. DOI:10.1038/nature13165. PMID 24670647. Goritz, C.; Dias, D. O.; Tomilin, N.; Barbacid, M.; Shupliakov, O.; Frisén, J. (2011). "A Pericyte Origin of Spinal Cord Scar Tissue". Science. 333 (6039): 238–42. DOI:10.1126/science.1203165. PMID 21737741. Barnabé-Heider, Fanie; Göritz, Christian; Sabelström, Hanna; Takebayashi, Hirohide; Pfrieger, Frank W.; Meletis, Konstantinos; Frisén, Jonas (2010). "Origin of New Glial Cells in Intact and Injured Adult Spinal Cord". Cell Stem Cell. 7 (4): 470–82. DOI:10.1016/j.stem.2010.07.014. PMID 20887953.