Wat zijn Paneth-cellen?
Paneth-cellen zijn gespecialiseerde cellen die in het slijmvlies van het darmkanaal worden aangetroffen, met name in microscopische structuren die klieren of crypten van Lieberkühn worden genoemd. Ze bevatten verschillende belangrijke stoffen in hun cytoplasma, waaronder enzymen, mineralen en korrels. De korrels bevinden zich in de top van de cellen en lijken groot, refractiel en roodachtig of eosinofiel. In gastro-enterologie spelen Paneth-cellen een belangrijke rol bij het genereren van immuunresponsen tegen bacteriën die via de orale route worden geïntroduceerd.
In de darmcrypten van Lieberkühn zijn er stamcellen die de darmslijmvliescellen constant vernieuwen. Deze epitheelcellen zijn essentieel voor het behoud van de darmfuncties. Microscopische studies van het darmslijmvlies hebben aangetoond dat Paneth-cellen zich naast deze stamcellen bevinden, wat aangeeft dat de eerste een cruciale rol spelen bij de vernieuwing van epitheelcellen en het behoud van de integriteit van de darm.
De Paneth-cellen beschermen de stamcellen door afweermoleculen uit te scheiden die cryptidines of alpha-defensins worden genoemd. Dit zijn eiwitten die kunnen interageren met het fosfolipidenmembraan van bacteriën, waardoor poriën ontstaan. De poriën leiden tot het morsen van belangrijke ionen en andere stoffen uit de bacteriecel naar de externe omgeving, wat uiteindelijk resulteert in de dood van de bacteriën. Een uniek kenmerk van alfa-defensinen die worden afgegeven door Paneth-cellen is dat ze positief geladen peptideketens hebben die bij voorkeur binden aan de sterk negatief geladen celmembranen van bacteriële cellen. Het resultaat is dat alfa-defensinen bacteriële cellen beschadigen, maar de menselijke cellen naast de Paneth-cellen sparen.
Naast defensines geven Paneth-cellen ook de krachtige enzymen lysozyme en fosfolipase A2 (PLA2) vrij. PLA2 katalyseert de afbraak van fosfolipidemembranen door de afgifte van vetzuren zoals arachidonzuur. Lysozyme katalyseert de hydrolyse van peptidoglycan-ketens. Zowel grampositieve als gramnegatieve bacteriën hebben peptidoglycan in hun celwanden, maar grampositieve bacteriën zijn gevoeliger voor de werking van lysozym omdat hun celwanden grotere hoeveelheden peptidoglycan hebben.
Stimulatie van Paneth-celsecretie wordt bewerkstelligd door contact met ofwel Gram-positieve of Gram-negatieve bacteriën. Bacteriële producten zoals lipide A, lipopolysaccharide en muramyl dipeptide induceren ook de secretie van de antimicrobiële middelen van Paneth-cellen. Onderzoek heeft aangetoond dat een molecule genaamd myeloïde differentiatie primaire respons eiwit-88-afhankelijke tolachtige receptor (MyD88-afhankelijke TLR) moet worden geactiveerd om de antimicrobiële werking van Paneth-cellen te activeren. Hoewel de secreties van deze cellen bekend staan om hun antibacteriële eigenschappen, zijn ze ook effectief tegen sommige schimmels en omhulde virussen.