Komórki wyściółki to ważne jednostki budujące tzw. wyściółkę (ependymę), która uczestniczy w tworzeniu splotu naczyniówkego Ich podstawową rolą jest regulacja transportu różnych substancji w obrębie bariery krew-mózg oraz wytwarzanie płynu mózgowo-rdzeniowego. Inne ich nazwy to komórki ependymalne, ependymocyty, ependymocytia.
1. Budowa
Komórki wyściółki (ang. ependymocytes) są jednymi z czterech głównych typów komórek glejowych. Posiadają cechy komórek nabłonkowych. Tworzą cienką błonę – wyściółkę złożoną z pojedynczej warstwy komórek o sześciennym kształcie. Przylega ona do błony glejowej granicznej. Ependyma pokrywa jamy w obrębie ośrodkowego układu nerwowego (OUN) – komory, wodociąg mózgu oraz kanał centralny rdzenia kręgowego. Na wolnej powierzchni komórek ependymalnych są obecne wypustki – mikrokosmki i rzęski. Z kolei na części podstawnej znajdują się liczne mitochondria i białka transportowe – pompy jonowe oraz akwaporyny. W cytoplazmie obecne są pęcherzyki mikropinocytarne, umożliwiające transport cząsteczek.
2. Ependyma
Wyściółka tworzy barierę pomiędzy płynem mózgowo-rdzeniowym (ang. cerebrospinal fluid, CSF) a krwią (ang. blood-cerebrospinal fluid barrier, BCSFB). Ependymocyty są połączone między sobą przy udziale grupy białek cytoplazmatycznych, tworzących obwódki zamykające (ang. zonula occludens, ZO). W transporcie substancji z CSF do mózgowia, lub odwrotnie, uczestniczą połączenia szczelionowe (ang. gap junctions, GJs) między ependymocytami. Kanały jonowo-metaboliczne umożliwiają dwukierunkową wymianę substancji na drodze dyfuzji prostej. Z kolei transport cząsteczek sygnałowych pomiędzy krwią a CSF zapewniają połączenia ścisłe (ang, tight junctions, TJs). TJ są również obecne między komórkami endotelialnymi naczyń włosowatych opony miękkiej a blaszką wewnętrzną pajęczynówki. W okresie zarodkowym i płodowym przepływ cząsteczek między CSF a neuronami ograniczają połączenia pasmowe (ang. strap junctions, SJs).
Morfologia ependymy może się różnić w zależności od lokalizacji. Istnieją strefy, w których nie występuje błona podstawna, a więc brakuje właściwej bariery krew-mózg. W tych miejscach występuje szczególny rodzaj ependymocytów. Należą do nich tanycyty o spłaszczonym jądrze komórkowym zlokalizowanym przypodstawnie. Za pomocą pojedynczej wypustki, zawierającej pory, łączą się z naczyniami krwionośnymi, astrocytami i neuronami.
3. Powstawanie komórek wyściółki
Ependymocyty wywodzą się z ektodermy. Podczas procesu gliogenezy różnicują się z pierwotnych komórek progenitorowych – komórek gwiaździastych nazywanych glejem promienistym. Proces ten odbywa się podczas rozwoju zarodkowego i w początkowym okresie postnatalnym. Rzęski niedojrzałych komórek wyściółki są krótkie. Podczas dojrzewania wydłużają się i nabywają zdolności ruchu. Mechanizmy kontrolujące różnicowanie i dojrzewanie komórek wyściółki nie zostały w pełni poznane. Wiadomo jednak, że w dojrzewaniu rzęsek bierze udział czynnik transkrypcyjny Foxj1. Wyniki ostatnich badań wykazały, że jądrowy czynnik transkrypcyjny IX (ang. nuclear factor IX, NFIX) reguluje dojrzewanie komórek wyściółki poprzez regulację aktywności Foxj1. Niedobór NFIX u myszy powoduje pogrubienie i utratę warstwy komórek wyściółki w mózgu.
4. Funkcje
Komórki wyściółki są zaangażowane w utrzymanie prawidłowej homeostazy OUN. Pełnią funkcję podporową, wydzielniczą i regulacyjną. Wraz z naczyniami włosowatymi współtworzą splot naczyniówkowy. Dzięki obecności białek umożliwiających transport wody (akwaporyn) uczestniczą w produkcji płynu mózgowo-rdzeniowego. Dzięki obecności ruchomych rzęsek umożliwiają krążenie CSF. Z kolei mikrokosmki zwiększają powierzchnię komórki i ułatwiają resorpcję CSF. Tworzą fizyczną barierę CSF-mózg. Zapewniają selektywną wymianę substancji między tkanką nerwową a płynem mózgowo-rdzeniowym. W niektórych obszarach OUN, np. w ciele podsklepieniowym, ciele podspoidłowym ependymocyty wykazują funkcję wydzielniczą. Zachowują zdolność do podziału i migracji do miejsca uszkodzenia, gdzie tworzą bliznę glejową. Ma to znaczenie w procesie regeneracji tkanki nerwowej po urazie. Ponadto komórki wyściółki wykazują ekspresję antygenu MHC klasy II i wchodzą w interakcje z komórkami układu odpornościowego. Leukocyty wpływają na komórki wyściółki poprzez IL-17A. Makrofagi M1 promują proliferację, a makrofagi M2 różnicowanie ependymocytów.
5. Patologia
5.1. Nowotwory.
Wyściółczaki to nowotwory neuroepitelialne, które mogą powstawać z komórek wyściółki. Ponad 90% wyściółczaków u dzieci zlokalizowanych jest w dole tylnym czaszki, z kolei 65% guzów u osób dorosłych – w rdzeniu kręgowym.
5.2. Zmiany morfologiczne komórek wyściółki a choroby OUN.
Zaburzenie morfologi komórek wyściółki może wpływać na rozwój chorób neurodegeneracyjnych i psychiatrycznych oraz wodogłowia. W chorobach neurodegeneracyjnych, takich stwardnienie rozsiane i choroba Alzheimera, obserwuje się w obrębie ependymocytów zmiany morfologiczne podobne do tych, które powstają w wyniku procesów starzenia. Dochodzi do ścieńczenia warstwy komórek wyściółki, zmniejszenia liczby rzęsek i akumulacji lipidów. Prowadzi to do pogorszenia funkcji barierowej – osłabienia klirensu substancji i krążenia CSF. W wyniku udaru dochodzi do rozciągnięcia ependymocytów i utraty rzęsek. Zostaje zaburzona polaryzacja komórek, przez co przepływ CSF staje się turbulentny. Zaburzona integralność połączeń międzykomórkowych skutkuje przerwaniem ciągłości bariery CSF-mózg i jest związana z rozwojem wodogłowia.