Pericyt
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Pericyten (auch Perizyt) sind Zellen, die der Außenwand von Blutkapillaren anliegen. Sie gehören zu den Bindegewebszellen.[1]
Aufbau
Histologisch zeigen sie einen protrudierenden Zellkörper (Soma) mit einem Zellkern und schlanke, lange Fortsätze, die oft den Gefäßverlauf entlangreichen.[2] Man unterscheidet drei morphologische Perizyten-Typen, besonders gut im Gehirn beschrieben: ensheathing (umhüllend, an Übergängen zwischen Arteriolen und Kapillaren, glattmuskulär-ähnlich mit kontraktilen Proteinen), thin strand (dünne strangförmige) und mesh (netzartige) Perizyten, die unterschiedliche Verteilungen und Funktionen entlang der Kapillaren aufweisen.[3]
Perizyten besitzen eine ausgeprägte ultrastrukturelle Organisation, die für ihre Funktion essenziell ist. Intrazellulär enthalten sie ein Netz fibrillärer Strukturen, bestehend aus Mikrotubuli, Intermediärfilamenten und Mikrofilamenten, welche vor allem für die kontraktilen Fähigkeiten der Zellen verantwortlich sind. Besonders Mikrotubuli sorgen für Struktur und Transport innerhalb der Zelle, während Mikrofilamente vor allem die Zellform und Bewegung unterstützen.[4]
Kernnah besitzen Perizyten vesikelartige Einstülpungen an der Zellmembran, die wahrscheinlich eine Rolle im Stofftransport und der Signalaufnahme spielen. Diese Einstülpungen ermöglichen einen dynamischen Austausch von Molekülen zwischen Perizyten und der extrazellulären Umgebung.[4]
Die Fortsätze der Perizyten zeigen eine komplexe dreidimensionale Verzweigungsstruktur. Longitudinale Fortsätze ersten Grades verlaufen längs entlang der Kapillaren, von denen wiederum Fortsätze zweiter Ordnung rechtwinklig abzweigen, die das Gefäß zirkulär umschließen. Kleine Fortsätze dritten Grades verzweigen sich noch feiner und unterstützen die enge Umfassung und Kontrolle der Kapillare.[4]
Zellkontakte
Ihre Fortsätze können über Kontaktstellen wie heterozelluläre Gap Junctions mit Endothelzellen kommunizieren, womit sie elektrische und metabolische Signalübertragung ermöglichen.[5] Neben Gap Junctions finden sich auch Desmosomen und weitere Adhäsionsstrukturen zwischen diesen Zellen. Charakteristisch sind spezielle „Peg and Socket“-Strukturen, bei denen Fortsätze der Perizyten in Invaginationen der Endothelmembren eingefügt sind, was eine sehr enge mechanische Kopplung bewirkt und die Signalübertragung optimiert.[6] Die Perizyten sind mit der die Endothelzellen umhüllende Basalmembran fest verankert.[7]
Subtypen von Perizyten
Perizyten treten in verschiedenen morphologischen Typen auf, die sich spezifisch in den Kapillaren, arteriellen und venösen Abschnitten des Gefäßsystems verteilen. Die Zellkörper der Perizyten können je nach Position unterschiedliche Formen annehmen, von fusiform (spindelförmig), polygonal (viereckig/mehrkantig) bis hin zu bandartigen oder flächenhaften Strukturen. Diese morphologische Variabilität korreliert mit der jeweiligen Funktion und der Position im Gefäßsystem. So besitzen Perizyten entlang arterieller Abschnitte häufig dichter gepackte, bandartige Zellkörper mit ausgeprägten kontraktilen Eigenschaften, während die Kapillarperizyten meist dünner und verzweigter erscheinen, um eine größere Oberflächenkontaktfläche zu gewährleisten. Venöse Perizyten zeigen hingegen oft polygonale oder flächenhafte Formen, die bei der Gefäßstabilisierung und im Stoffaustausch eine Rolle spielen.[6]
Funktion
Die wichtigsten physiologischen Funktionen der Perizyten sind:
- Regulation des Blutflusses durch kontraktile Aktivität an Kapillaren und präkapillären Arteriolen[4][6][8]
- Stabilisierung und Schutz der Gefäßstruktur[8]
- Steuerung der Gefäßpermeabilität und Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke[8]
- Beteiligung an Angiogenese und Gefäßremodellierung durch Freisetzung von Wachstumsfaktoren (z. B. PDGF-β, VEGF)[8]
- Inhibierung der Angiogenese[9]
- Immunmodulation, Phagozytose und Beteiligung an Entzündungsreaktionen[4]
- Kommunikation mit Endothelzellen über Gap Junctions und andere Zellkontakte[6]
- Stammzellähnliche Funktionen und mögliche Differenzierung von Endothelzellen[4][6]
Es wird angenommen, dass eine Schädigung von Perizyten zu einer Destabilisierung der Kapillaren und zur Bildung von Aussackungen (Aneurysmen) führt (z. B. bei der diabetischen Retinopathie). Außerdem wird spekuliert, dass Perizyten in der Regulation der Blutversorgung und bei Ischämien im Gehirn beteiligt sind, da sie mittels kontraktiler Proteine (Aktin) in ihren Fortsätzen den Kapillardurchmesser verändern können. Elektrische Stimulation, Noradrenalin und ATP wirken dabei als Vasokonstriktoren, Glutamat dilatierend.[10][3]
Literatur
- Annekathrin Eckart: Die Rolle der Perizyten bei steriler Inflammation. Inaugural-Dissertation, Ludwig-Maximilians-Universität München, Tierärztliche Fakultät, 2012.PDF
- Süleyman Ergün Struk: Kapillarwand-assoziierte Zellen – Ultrastruktur und Funktion. Universität Würzburg, OPUS, 2017. PDF
- Benjamin Krebs: Elektrophysiologische Eigenschaften von kultivierten Perizyten. Dissertation, Freie Universität Berlin, 2013.PDF
- Annica Armulik et al.: Pericytes: Developmental, Physiological, and Pathological Perspectives. Nature, 2011;473(7347): 322-326.
- Julian Fischer: Charakterisierung von Zone 1-Sternzellen in der murinen Leber. Inauguraldissertation, Medizinische Fakultät, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, 2023. PDF
