پودوسیت

پودوسیت‌ها ، سلولهایی در کپسول بومن درون کلیه‌ها هستند که حول مویرگهای گلومرولی پیچیده شده‌اند. پودوسیت‌ها خط مرزی اپی‌تلیالی کپسول پومن را تشکیل می‌دهند، سومین لایه‌ای که فراتصفیه خون در آن صورت می‌پذیرد. کپسول بومن خون را تصفیه کرده و مولکول‌های بزرگی چون پروتئین‌ها را نگه می‌دارد، در حالی که مولکول‌های کوچکی چون آب، نمک و شکر در قدم اول تصفیه شده و تشکیل ادرار می‌دهند. گرچه که احشاء مختلف، لایه‌های اپی‌تلیالی دارند، اما عنوان سلول‌های اپی‌تلیالی احشائی، اغلب به‌طور خاص به پودوسیت‌ها اشاره دارد که سلول‌های اپی‌تلیالی تخصص یافته‌ای اند که در لایه احشائی کپسول سکنا گزیده‌اند.

پودوسیت‌ها، زوائد پا مانند درازی به نام پایک دارند. به همین دلیل به این سلول‌ها (podo+(-cyte)) گفته می‌شود (در انگلیسی پودوسایت خوانده می‌شود، که پودو به معنای پا و سایت به معنای سلول است). پایک‌ها حول مویرگ‌ها پیچیده و شکافی بینشان باقی می‌گذارند. خون با عبور از این شکاف‌ها، تصفیه می‌شود. به هر کدام از این شکاف‌ها: شکاف تصفیه‌ای یا شکاف دیافراگمی یا روزنه شکافی نیز گفته می‌شود. چندین پروتئین برای پیچیده شدن پایک‌ها حول مویرگ‌ها و انجام عملکردهایشان نیاز است. زمانی که نوزاد با نقص‌هایی در پروتئین‌هایش مثل نفرین و CD2AP بدنیا می‌آید، کلیه‌هایش نمی‌توانند به خوبی عمل کنند. افرادی که در این پروتئین‌ها دچار جهش یافتگی بوده و انواع متفاوتی از آن‌ها را دارا باشند، ممکن است این افراد را بعداً در طول عمرشان در معرض نارسایی کلیوی قرار دهد. نفرین، یک پروتئین زیپ-مانندی است که تشکیل شکاف دیافراگمی می‌دهد، به گونه‌ای که بین دندانه‌های زیپ، فضاهایی به اندازه کافی بزرگ وجود داشته که امکان عبور آب و شکر را از آن‌ها می‌دهند، اما در عین حال برای عبور پروتئین‌ها هنوز خیلی کوچک اند. نقص نفرین مسئول نارسایی کلیوی مادرزادیست. CD2AP اسکلت سلولی پودوسیت را تنظیم کرده و شکاف دیافراگمی را پایدار می‌کند.

 ساختار 
پودوسیت دارای ساختاری پیچیده است. جسم سلولی آن دارای زواید بزرگ یا اولیه‌ای است که زواید ثانویه‌ای را به شکل پایه‌های پودوسیتی یا پدیکل‌ها تشکیل می‌دهند. زواید اولیه توسط میکروتوبول‌ها و فیلامان‌های حدواسط نگهداری می‌شوند. پایه‌های سلولی (foot processes) دارای اسکلت سلولی مبتنی بر اکتین هستند. پودوسیت‌ها در حال پوشاندن سطح داخلی کپسول‌های بومن در نفرون‌های کلیه یافت می‌شوند. پدیکل‌ها یا پایه‌های سلولی به دور مویرگ‌های گلومرولی می‌پیچند تا شکاف‌های تصفیه (filtration slits) را تشکیل دهند. پدیکل‌ها سطح تماس سلول‌ها را افزایش می‌دهند و اولترافیلتراسیون کارآمد را ممکن می‌سازند.
alt=|thumb|300x300px|پدیکل‌های پودوسیت‌ها که بین انگشت‌فرستی (interdigitating) کرده‌اند تا شکاف‌های تصفیه متعددی در اطراف مویرگ‌های گلومرولی در یک میکروگراف الکترونی 5000x ایجاد کنند.
پودوسیت‌ها غشای پایه (basement membrane) را ترشح کرده و حفظ می‌کنند.

در طول حوزه پایه‌جانبی (basolateral domain) پودوسیت‌ها، تعداد زیادی وزیکول پوشش‌دار و حفره‌های پوشش‌دار وجود دارد که نشان‌دهنده میزان بالای تبادل وزیکولی است.

پودوسیت‌ها دارای یک شبکه آندوپلاسمی بسیار توسعه‌یافته و یک دستگاه گلژی بزرگ هستند که نشان‌دهنده ظرفیت بالا برای سنتز پروتئین و تغییرات پساترجمه‌ای است.

همچنین شواهد فزاینده‌ای از تعداد زیادی اجسام چندوزیکولی و سایر اجزای لیزوزومی در این سلول‌ها مشاهده شده است که نشان‌دهنده فعالیت بالای آندوسیتوزی است.

 نیازهای انرژی 
پودوسیت‌ها به میزان قابل‌توجهی انرژی نیاز دارند تا یکپارچگی ساختاری پایه‌های سلولی خود را حفظ کنند، با توجه به تنش مکانیزی قابل‌توجهی که در طول فرآیند تصفیه گلومرولی متحمل می‌شوند.

تغییرات پویای فشار مویرگی گلومرولی، هم نیروهای کششی و هم نیروهای کشسانی بر پایه‌های سلولی پودوسیت وارد می‌کنند و می‌توانند منجر به تنش مکانیکی بر اسکلت سلولی آنها شوند. همزمان، تنش برشی جریان مایع توسط حرکت اولترافیلترای گلومرولی ایجاد می‌شود و یک نیروی مماسی بر سطح این پایه‌های سلولی اعمال می‌کند.

به منظور حفظ ساختار پیچیده پایه‌های سلولی خود، پودوسیت‌ها به هزینه کردن مقدار قابل‌توجهی ATP نیاز دارند تا ساختار و سازمان اسکلت سلولی خود را حفظ کنند، در برابر فشار بالای مویرگی گلومرولی مقابله نمایند و دیواره مویرگی را تثبیت کنند.

 عملکرد میتوکندری 
میتوکندری‌ها در پودوسیت‌ها نه تنها به عنوان نیروگاه سلولی، بلکه به عنوان مراکز سیگنال‌دهی و تنظیم کننده‌های آپوپتوز عمل می‌کنند. تراکم و توزیع میتوکندری‌ها در جسم سلولی و زواید اولیه پودوسیت بسیار چشمگیر است که بازتابی از نیازهای متابولیک بالا در این نواحی است. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که اختلال در عملکرد میتوکندریایی و تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) میتوکندریایی، یک محرک کلیدی در آسیب پودوسیتی و شروع پروتئینوری در بیماری‌هایی مانند نفروپاتی دیابتی است.

 سد شکافی 
شکاف‌های تصفیه (filtration slits) که توسط پایه‌های سلولی مجاور تشکیل می‌شوند، توسط یک دیافراگم شکافی (slit diaphragm) پوشیده شده‌اند. این دیافراگم یک ساختار پروتئینی تخصص‌یافته است که به عنوان یک سد اندازه‌گزین (size-selective) و بارگزین (charge-selective) نهایی عمل می‌کند. پروتئین‌های کلیدی مانند Nephrin، Podocin و CD2AP جزء اصلی این دیافراگم هستند. پیوند متقابل بین این پروتئین‌ها و اتصال آنها به اسکلت سلولی اکتینی درون پایه‌های سلولی، برای یکپارچگی ساختاری و عملکردی این سد ضروری است.

 پاتوبیولوژی و بیماری‌زایی 
آسیب به پودوسیت‌ها محور اصلی بسیاری از بیماری‌های گلومرولی است. این آسیب می‌تواند منجر به تغییر شکل پایه‌های سلولی شود، پدیده‌ای که به عنوان effacement (محو شدن) پایه‌های سلولی شناخته می‌شود. این فرآیند باعث از بین رفتن شکاف‌های تصفیه و در نتیجه نشت پروتئین به ادرار (پروتئینوری) می‌گردد. پروتئینوری مداوم به نوبه خود باعث ایجاد التهاب و فیبروز در کلیه می‌شود که در نهایت می‌تواند به نارسایی کامل کلیه پیشرفت کند.

 سیگنالینگ سلولی 
پودوسیت‌ها سلول‌های غیرمنفعلی نیستند؛ آن‌ها در پاسخ به محرک‌های مکانیکی و شیمیایی، شبکه‌های پیچیده سیگنالینگ داخل سلولی را فعال می‌کنند. مسیرهای سیگنالینگ مهم شامل مسیرهای وابسته به اینتگرین، Wnt/β-catenin و Notch است. فعال سازی نامناسب این مسیرها، به ویژه مسیر Wnt/β-catenin، می‌تواند منجر به ددifferention (از دست دادن ویژگی‌های تخصصی) پودوسیت، آپوپتوز و در نهایت از دست دادن سلول شود.

 اتوفاژی 
اتوفاژی یک فرآیند بقای سلولی حیاتی در پودوسیت‌ها است. با تجزیه و بازیافت اجزای سلولی آسیب‌دیده و organelles، اتوفاژی به حفظ هموستاز سلولی و مقابله با استرس کمک می‌کند. اختلال در فرآیندهای اتوفاژی با تجمع پروتئین‌های آسیب‌دیده و میتوکندری‌های ناکارآمد همراه است که در نهایت به تخریب عملکرد پودوسیت و پیشرفت بیماری کلیوی منجر می‌شود.

 رویکردهای درمانی نوظهور 
با پیشرفت درک پاتوبیولوژی پودوسیت، اهداف درمانی جدیدی در حال ظهور هستند. این استراتژی‌ها بر محافظت مستقیم از پودوسیت، ترمیم سد شکافی و تعدیل مسیرهای سیگنالینگ آسیب‌زا متمرکز شده‌اند. به عنوان مثال، داروهای تثبیت کننده اسکلت سلولی که مستقیماً بر روی اکتین پودوسیت عمل می‌کنند و همچنین عوامل محافظ میتوکندری، در مراحل اولیه تحقیقات پیش‌بالینی و بالینی قرار دارند و نویدبخش رویکردهای جدیدی برای درمان بیماری‌های گلومرولی هستند.

 منابع 



 پیوند به بیرون 

  - "Mammal, renal vasculature (EM, High)
  - ". Ultrastructure of the Cell: podocytes and glomerular capillaries"

 podocyte.ca at Samuel Lunenfeld Research Institute




رده:سلول‌های اپی‌تلیال
رده:سلول‌های انسانی
رده:کالبدشناسی کلیه