PODOZYTEN: EIGENSCHAFTEN, HISTOLOGIE UND FUNKTIONEN - BIOLOGIE - 2025

Die Podozyten sind eine von vier Arten von Zellen, die in den Nierenglomeruli gefunden werden. Sein Name ist auf die aufwändigen Prozesse oder Stiele zurückzuführen, die für seine Struktur charakteristisch sind (Fußschnitt und Zellzyto).

Um die Eigenschaften und Funktionen von Podozyten zu verstehen, ist eine genau definierte Struktur und Funktion der Nieren erforderlich. Die Nieren sind Organe, die auf die Filtration von Blut und die Bildung von Urin spezialisiert sind. Diese bestehen aus Nephronen, den Grundeinheiten, durch die Urin produziert wird.

Grafische Darstellung von Podozyten (Quelle: OpenStax College über Wikimedia Commons)

Ein Nephron besteht funktionell aus: 1) einer Filtrationseinheit, die als Nierenkörperchen oder Glomerulus bekannt ist (was vom lateinischen Wort glomus stammt, was Wollknäuel bedeutet), und 2) einem segmentierten röhrenförmigen Reabsorptionskompartiment.

Im Glomerulus finden sich vier verschiedene Zelltypen:

- Glomeruläre Endothelzellen.

- Die Podocitos.

- Mesangialzellen.

- Die parietalen Epithelzellen.

Aus architektonischer Sicht besteht ein Glomerulus aus einer glomerulären „Wolke“ und einer Bowman-Kapsel. Die Grundeinheit jeder glomerulären Wolke ist eine Kapillare, die auf einer Basalmembran basiert.

Podozyten, auch als perivaskuläre Zellen bekannt, sind "atypische" Epithelzellen, die durch einen Zellkörper gekennzeichnet sind, aus dem kurze Füße und lange Prozesse oder Projektionen herausragen.

Eigenschaften und Histologie von Podozyten

Diese differenzierten Zellen befinden sich auf der Außenfläche der glomerulären Kapillaren, dh sie gehören zu den glomerulären Büscheln. Ihre Hauptfunktion sowie die vieler Nierenzellen hat mit ihrer Teilnahme am Filtrationsprozess zu tun.

Während ihrer normalen Entwicklung entstehen Podozyten aus einer quaderförmigen "Vorläufer" -Epithelzelle, die lange Projektionen ausdehnt. Diese verzweigen sich in andere primäre und sekundäre Prozesse und nehmen eine krakenartige Struktur mit mehreren „Füßen“ an.

Die Füße, die kürzesten zellulären Projektionen eines Podozyten, verflechten sich mit den Füßen benachbarter Podozyten, bevor sie sich mit den glomerulären Kapillaren verbinden. Später haften diese an der Basalmembran des Glomerulus, um ihre Funktionen in der Filtrationsbarriere auszuüben.

Wenn die Podozyten beschädigt sind, durchlaufen sie einen Prozess, durch den sie ihre Projektionen verlieren und diffus oder amorph werden. Dies hat zur Folge, dass die Interdigitalisierungen zwischen benachbarten Podozyten verschwinden und ihre Funktionen bei der Blutfiltration verringern.

Struktur

Podozyten haben eine recht komplexe Architektur. Seine allgemeine Struktur besteht aus einem Zellkörper, "größeren" Prozessen oder Vorsprüngen und "Füßen", die die glomerulären Kapillaren umgeben.

Die größten Prozesse sind als "primäre und sekundäre Projektionen" bekannt und bestehen aus Mikrotubuli und Zwischenfilamenten. Die kleinsten Prozesse sind als "Füße" bekannt und sind Projektionen des Zytoskeletts, die reich an Aktinfilamenten sind.

Die "Füße" der Podozyten haben eine negativ geladene Hülle oder Glykokalyx, die dem Harnraum zugewandt ist, was dank der Abstoßung von Ladungen, die durch physikalische Trennung verursacht werden, zur Aufrechterhaltung der Architektur dieser Zellen beiträgt.

Die Funktion von Podozyten hängt hauptsächlich von ihrer Architektur ab, insbesondere von der ordnungsgemäßen Aufrechterhaltung der "Bündel" kontraktiler Aktinfilamente, die die Füße bilden.

Podozyten sind polarisierte Nierenzellen. Sie haben drei strukturelle Domänen, die physikalisch und funktionell mit dem Zytoskelett der Füße verbunden sind. Diese Domänen sind als apikale Membrandomäne bekannt, die Wechselwirkungsstellen zwischen den Füßen sind als Spaltmembranen bekannt und die Domäne ist als Basalmembran bekannt.

Die Basalmembrandomäne und das Spaltdiaphragma stehen in direktem Kontakt mit der Basalmembran des Glomerulus, während die apikale Membrandomäne (der größte Teil des Zellkörpers) dem Bowman-Raum "zugewandt" ist.

Wechselwirkung zwischen Podozyten

Wie bereits erwähnt, interagieren die Füße und die Zytoskelettprojektionen benachbarter Podozyten miteinander und bilden eine Art Netzwerk, das die glomerulären Kapillaren auskleidet.

Diese Schlitzdiaphragmadomänen zwischen den Füßen der Podozyten sind porös und dienen aus diesem Grund als Austrittsöffnungen für die erste Harnfiltration. Diese Stellen wurden auch für ihre Rolle bei der selektiven Retention von Plasmakomponenten mit hohem Molekulargewicht erkannt.

Eigenschaften

Podozyten bilden zusammen mit den fenestrierten Endothelmonoschichten des Gefäßraums die glomeruläre Filtrationsbarriere. Diese Barriere erleichtert das Filtern von Kationen, Elektrolyten und mittelgroßen Molekülen, schränkt jedoch den Durchgang von Anionen und Makromolekülen ein.

Daher ist die physikalische Integrität beider Zellen und ihrer Projektionen sowie die Bindungs- und Wechselwirkungsstellen zwischen ihnen von großer Bedeutung für die Einrichtung und Aufrechterhaltung der glomerulären Filtrationsbarriere.

Zusätzlich zu ihrer aktiven Beteiligung an der Urinproduktion haben Podozyten wichtige Funktionen bei der Förderung der Proliferation, des Überlebens und der Entwicklung von Endothelzellen, da sie verschiedene proangiogene Faktoren absondern, die für die normale Entwicklung des glomerulären Endothels wesentlich sind.

Podozyten tragen zusammen mit den Endothelzellen der Glomeruli zur Bildung der glomerulären Basalmembran bei, da gezeigt wurde, dass einige der dort vorhandenen Kollagen-IV-Netzwerke von diesen Zellen produziert werden.

Podozyten wirken auch bei der Endozytose von Makromolekülen und Proteinen, die die Basalmembran passieren, wodurch das „Verstopfen“ der Filtrationsbarriere verhindert wird.

Verwandte Krankheiten

Wenn Wunden oder genetische Defekte in Podozyten auftreten, treten beim Menschen einige pathologische Zustände auf. Eine davon ist als Albuminurie bekannt, die durch die Ausscheidung von Albumin im Urin gekennzeichnet ist (aufgrund von Fehlern bei der Filtration).

Da Podozyten nach ihrer Differenzierung nur eine begrenzte Teilungsfähigkeit aufweisen, ist ihr Verlust eines der charakteristischen Ereignisse fortschreitender Nierenerkrankungen.

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