Cajal-Zelle (Gastrointestinaltrakt)
nach Santiago Ramón y Cajal (1852 bis 1934), spanischer Pathologe und Neurowissenschaftler
Synonyme: Interstitielle Cajal-Zelle, Interstitielle Zellen von Cajal
Englisch: interstitial cells of Cajal(ICC)
Definition
Cajal-Zellen bilden ein komplexes Zellsystem, das eine Vermittlungsfunktion zwischen den autonomen Nerven und den glatten Muskelzellen des Gastrointestinaltrakts übernimmt. Man findet sie im Auerbach-Plexus des Dickdarms und in der glatten Muskulatur der Darmwand.
siehe auch: Cajal-Zelle (Gehirn)
Hintergrund
Cajal-Zellen stammen nicht vom Neuroektoderm ab, sondern von den Mesenchymzellen des Darms. Sie teilen mit den glatten Muskelzellen der Längsmuskulatur eine gemeinsame Progenitorzelle.[1] Innerhalb der Tunica muscularis bilden sie ein dreidimensionales Netzwerk und stehen dabei mit den glatten Muskelzellen über Gap Junctions in Verbindung. Diese Zellsysteme heißen SIP-Synzytien.
Morphologie
Cajal-Zellen sind spindel- bis sternförmig und weisen lange Zellfortsätze auf. Sie können bipolar oder multipolar sein. In Standard-Färbungen (z.B. HE-Färbung) sind sie nur schwer zu identifizieren. Am besten lassen sie sich immunhistochemisch darstellen.
Klassifizierung
Cajal-Zellen können nach ihrer Lokalisation in der Darmwand in 4 Haupttypen eingeteilt werden:
- ICC-MY ("interstital cells of Cajal of the myenteric plexus"): Diese Zellen liegen im Plexus myentericus zwischen der zirkulären und longitudinalen Schicht der Tunica muscularis und bilden dort mit ihren verzweigten Fortsätzen ein Netzwerk.
- ICC-IM ("intramuscular interstitial cells of Cajal"): Diese bipolaren Zellen liegen zwischen den Muskelzellen, entweder in der longitudinalen Schicht (ICC-LM) oder in der zirkulären Schicht (ICC-CM).
- ICC-DMP ("interstitial cells of Cajal of the deep muscular plexus"): Diese multipolaren Cajal-Zellen sind mit Nervenbündeln des enterischen Nervensystems assoziiert.
- ICC-SM/SMP ("interstitial cells of Cajal of the submucosa/submucosal plexus"): Diese Zellen bilden ein loses Netzwerk in der Submukosa zwischen Tunica muscularis und Schleimhaut.
Funktion
Die wichtigste Aufgabe der Cajal-Zellen ist ihre Schrittmacherfunktion. Sie erzeugen u.a. durch HCN- und TRP-Kanäle spontan unterschwellige Slow-Wave-Potentiale. Ihre Eigenfrequenz nimmt von oral nach aboral ab, sodass eine gerichtete Kontraktion erfolgen kann. Kommt es durch Stimuli aus dem Auerbach-Plexus zum Erreichen des Schwellenpotentials von ca. - 40 mV, entsteht ein Ca2+-vermitteltes Aktionspotential mit niedriger Amplitude. Über Gap Junctions wird dieses nun auf die Muskelzellen übertragen.
Eine tonische Dauerkontraktion (z.B. in einem Sphincter) wird durch permanente Aktionspotentialsalven erreicht. Durch eine übermäßige Hyperpolarisation kommt es hingegen zu einer Atonie, d.h. einer vollständigen Erschlaffung der Muskulatur.
Aufgrund dieser Wirkungen kontrollieren Cajal-Zellen die durch das vegetative Nervensystem gesteuerte Darmmotilität bzw. Peristaltik.
Klinik
Cajal-Zellen exprimieren das Protoonkogen KIT und sind wahrscheinlich die Ausgangszellen für die Entstehung von gastrointestinale Stromatumoren (GIST).
Quellen
- ↑ Klüppel M et al. Developmental origin and Kit-dependent development of the interstitial cells of cajal in the mammalian small intestine, Dev Dyn. 1998 Jan;211(1):60-71, abgerufen am 08.12.2020
Literatur
- Al-Shoul OA. The importance of interstitial cells of cajal in the gastrointestinal tract. Saudi J Gastroenterol. 2013; 19: 3-15. doi: 10.4103/1319-3767.105909.