microenvironment Dotaz Zobrazit nápovědu
elektronický časopis
- Konspekt
- Patologie. Klinická medicína
- NLK Obory
- onkologie
- NLK Publikační typ
- elektronické časopisy
- MeSH
- extracelulární prostor fyziologie MeSH
- iontová výměna MeSH
- koncentrace vodíkových iontů MeSH
- neurony fyziologie MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Plasticita je přirozená vlastnost nervové tkáně, která umožňuje reagovat na podněty vnitřního a zevního prostředí dlouhodobými nebo trvalými změnami své činnosti. Pro aktivitu genetických programů neuroplastických mechanismů vývoje, adaptace i obno,vy je určujícím podnětem charakter vnitřního prostředí nervové tkáně. Jeho aktuální stav je výsledkem rovnováhy mezi ději, které jej vychylují (činnost neuronů) a ději, které mají tendenci jej stabilizovat (činnost gliálních elementů, regulovaná permeabilita hematoencefalické bariéry). Funkčně významnou součástí extracelulámího prostoru nervové tkáně je i extracelulámí matrix. Její komponenty selektivně zasahují do pohybu extracelulámí tekutiny a vytvářejí prostředí pro migraci neuronů a pro růst dendritických a axonálních výběžků. K udržení dynamické stability vlastností vnitřního prostředí nervové tkáně přispívá také reakce vaskulámiho systému, spočívající ve změnách perfuze a v řízení permeability hematoencefalické bariéry. Tato a další rozhraní mezi vnitřním prostředím nervové tkáně a jinými kompartmenty tělesných tekutin spoluvytvářejí a aktivně udržují specifické složení vnitřního prostředí nervového systému. Permeabilita hematoencefalické bariéry se mění v období vývoje nervového systému i při některých patologických stavech. Pohyb makromolekulámích látek do i z místa poškození představuje cestu, kterou se šíří signální molekuly mezi zdravou a poškozenou nervovou tkání. Umělé zvýšení permeabiiity by mohlo usnadnit průnik látek aktivujících programy neuroplastických mechanismů adaptace či obnovy neuronálních okruhů.
Plasticity is a natural ability of the nervous tissue to respond to stimuli of the internal and external environment by long-term or permanent changes of its activity. Genetic programes of development, adaptation and recovery are subjected to the actual state of the neural microenvironment, which reflects the balance between destabilising factors (activity of neurones), and those which tend to stabilise it (activity of glial elements, controlled permeability of the blood brain barrier). Properties of the microenvironment are determined by the extracellular matrix. Components of this system influence the flow of fluids and form the environment for the neuronal migration and for the growth of dendritic and axonal processes. Reactions of the vascular system can also contribute to the stability of the neural microenvironment. They are based on perfusion changes and permeability of the blood-brain barrier. Structural and functional properties of the barrier form and maintain the specific composition of the neural microenvironment. Permeability of the blood-brain barrier is subjected to changes during the development and during some pathological states. Penetration of macromolecular substances into or fi:om the injured region may reflect the pathway for spreading of signalling molecules, which can make the integration of the impaired and healthy tissue possible. Artificial elevation of permeability may help penetration of such substances, which could activate programmes of neuroplastic processes of adaptation or recovery of neuronal circuits.
Nádorové mikroprostředí hraje esenciální roli v podpoře růstu, proliferace a schopnosti nádorových buněk zakládat metastatická ložiska. Je tvořeno převážně z nádorově asociovaných fibroblastů a jimi produkované extracelulární matrix, imunitních buněk (makrofágy, granulocyty, mastocyty a lymfocyty), cév, adipocytů a mezenchymových kmenových buněk. Tyto buňky se vzájemně ovlivňují, a to jak pomocí intercelulární komunikace, tak prostřednictvím signálních molekul. Mezi signální molekuly patří například růstové faktory, chemokiny, interleukiny nebo galektiny. V přehledovém článku prezentujeme současné poznatky o jednotlivých skupinách buněk a jejich vzájemné interakci. Prezentované informace jsou vztaženy zejména k již aplikovanému nebo v budoucnu perspektivnímu klinickému využití.
Cancer microenvironment plays an essential role in promoting the growth, proliferation and ability of cancer cells to establish metastatic deposits. This microenvironment consists predominantly of cancer-associated fibroblasts and the extracellular matrix produced by them, immune cells (macrophages, granulocytes, mast cells and lymphocytes), blood vessels, adipocytes and mesenchymal stem cells. These cells interact with each other, both via intercellular communication and signal molecules. The signal molecules include, for example, growth factors, chemokines, interleukins or galectins. In the review article, we present the current knowledge about individual cell groups and their interaction. The presented information relates mainly to the already applied or future prospective clinical use.
- Klíčová slova
- nádorově asociované fibroblasty, růstové faktory,
- MeSH
- chemokiny MeSH
- extracelulární matrix * MeSH
- galektiny MeSH
- interleukiny MeSH
- kmenové buňky MeSH
- lidé MeSH
- nádory hlavy a krku * etiologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Tumorogeneze je vždy doprovázena změnami v mikroprostředí příslušné tkáně. Nádorové mikroprostředí představuje heterogenní komplex, který širokou škálou vnějších podnětů kontroluje buněčnou proliferaci, diferenciaci, nekrózu nebo apoptózu a může vést k vývoji agresivního fenotypu buněk nádoru. Vliv nádorového mikroprostředí je také často spojován s rezistencí k běžně používaným léčebným postupům. Specifika nádorového prostředí jsou těsně spojena se strukturními i funkčními abnormalitami cévní sítě v nádoru, stejně jako se změnami v buněčném metabolizmu. Pro nádorové tkáně je typické zejména zvýšení podílu glykolýzy, zvýšený příjem glukózy, produkce laktátu a CO2, rovněž jako přítomnost hypoxických oblastí a oblastí se sníženým pH. V současné době existuje množství metod vhodných pro in vitro simulaci a výzkum některých z těchto podmínek a množství nových metod se nadále vyvíjí. Bližší poznání specifik nádorového mikroprostředí tak bude stále více ovlivňovat vývoj nových léčebných prostředků pro nádorová onemocnění u člověka.
Tumorigenesis is always accompanied by alterations of the microenvironment in the respective tissue. The tumor microenvironment represents a heterogeneous complex, in which cell proliferation, differentiation, necrosis or apoptosis are regulated by various extracellular stimuli, and it can also lead to development of an aggressive phenotype of tumor cells. Influence of tumor microenvironment is also often connected with resistance to frequently used therapeutic procedures. Specifics of the tumor microenvironment are closely associated with the structural and functional abnormalities of tumor microvessels and altered cellular metabolism. Moreover, changes such as increase in glycolysis, elevated glucose uptake, production of lactate and CO2, and presence of hypoxic regions and regions with acidic pH are typical features of tumor tissues. At present, there is a lot of methods for in vitro simulation and investigation of some of these specific conditions, and a number of new methods are being developed. A detailed understanding of the specifics of the tumor microenvironment should increasingly improve the development of new treatment possibilities of human cancers. Key words: tumor microenvironment – hypoxia – acidic pH – glucose deprivation – in vitro conditions This study was supported by project CEB: OP VK CZ.1.07/2.3.00/20.0183), by project MUNI/C/0944/2013 and by the European Regional Development Fund and the State Budget of the Czech Republic (RECAMO; CZ.1.05./2.1.00/03.0101). The authors declare they have no potential conflicts of interest concerning drugs, products, or services used in the study. The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers. Submitted: 15. 1. 2014 Accepted: 5. 5. 2014
- Klíčová slova
- acidické pH, podmínky in vitro, glukózová deprivace,
- MeSH
- acidóza laktátová metabolismus MeSH
- glukosa metabolismus nedostatek MeSH
- glykolýza MeSH
- hypoxie buňky MeSH
- invazivní růst nádoru MeSH
- koncentrace vodíkových iontů MeSH
- kultivační techniky metody MeSH
- lidé MeSH
- nádorová transformace buněk metabolismus MeSH
- nádorové buňky kultivované * metabolismus MeSH
- nádorové mikroprostředí * MeSH
- nádory * metabolismus MeSH
- tkáňové inženýrství MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Potentially carcinogenic compounds may cause cancer through direct DNA damage or through indirect cellular or physiological effects. To study possible carcinogens, the fields of endocrinology, genetics, epigenetics, medicine, environmental health, toxicology, pharmacology and oncology must be considered. Disruptive chemicals may also contribute to multiple stages of tumor development through effects on the tumor microenvironment. In turn, the tumor microenvironment consists of a complex interaction among blood vessels that feed the tumor, the extracellular matrix that provides structural and biochemical support, signaling molecules that send messages and soluble factors such as cytokines. The tumor microenvironment also consists of many host cellular effectors including multipotent stromal cells/mesenchymal stem cells, fibroblasts, endothelial cell precursors, antigen-presenting cells, lymphocytes and innate immune cells. Carcinogens can influence the tumor microenvironment through effects on epithelial cells, the most common origin of cancer, as well as on stromal cells, extracellular matrix components and immune cells. Here, we review how environmental exposures can perturb the tumor microenvironment. We suggest a role for disrupting chemicals such as nickel chloride, Bisphenol A, butyltins, methylmercury and paraquat as well as more traditional carcinogens, such as radiation, and pharmaceuticals, such as diabetes medications, in the disruption of the tumor microenvironment. Further studies interrogating the role of chemicals and their mixtures in dose-dependent effects on the tumor microenvironment could have important general mechanistic implications for the etiology and prevention of tumorigenesis.
- MeSH
- karcinogeneze chemicky indukované MeSH
- lidé MeSH
- nádorové mikroprostředí účinky léků MeSH
- nádory chemicky indukované MeSH
- nebezpečné látky škodlivé účinky MeSH
- vystavení vlivu životního prostředí škodlivé účinky MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- Research Support, N.I.H., Extramural MeSH
Extrasynaptický přenos, zprosredkovaný difúzí neur o aktivních látek extracelulárním prostorem (ECP), hraje důležitou úlohu v komunikaci mezi bunkami jak na kratší tak na delší vzdálenost. Schopnost látky navázat se na extrasynaptické receptory s vysokou afinitou závisí na difúzních parametrech ECP, tj. extracelulární objemové frakci α (α = objem ECP/celkový objem tkáně) a tortuozitě λ (λ2 = difúzni koeficient ve volném médiu/aparentní difúzni koeficient ve tkáni), které závisejí na difúzních bariérách tvořených např. výběžky astrocytů či extracelulární matrix. Tyto překážky usměrňují pohyb látek v ECP, a proto je difúze v CNS nejen nehomogenní, ale í v určitém směru usnadněná, tj. anizotropní. Změny difúzních parametrů ECP doprovázejí řadu fyziologických i patologických stavů, ve kterých hrají klíčovou roli strukturání změny gliových buněk a extracelulární matrix. Plastické změny objemu, tortuozity a anizotropie ^xtracelulárního prostoru mohou významně ovlivňovat komunikaci mezi neurony a glií, únik mediátoru ze synaptických štěrbin a vzájemnou komunikaci sousedních synapsí, tzv. synaptický „cross-talk". Změny difúzních parametrů během patologických stavů mohou být důležité v klinické praxi pro stanovení diagnózy, distribuci léčiv do tkáně a průběh samotné léčby.
Extrasynaptic transmission, mediated by the diffusion of neuroactive substances in the extracellular space (ECS), plays an impo rtant role in short- and long-distance communication between nerve cells. The ability of a substance to reach extrasynaptic high-affinity receptors via diffusion depends on the ECS diffusion parameters, i.e. ECS volume fraction ( = ECS volume/total tissue volume) and tortuosity ( 2 = free/apparent diffusion coefficient) reflecting the presence of diffusion barriers represented by, e.g. fine astrocytic process es or extracellular matrix molecules. These barriers channel the migration of molecules in the ECS, so that diffusion in the CNS is inhomogeneous a nd may be facilated in a certain direction, i.e. anisotropic. Changes in diffusion parameters, have been found in many physiological and pathological states in which glial remodeling and extracellular matrix changes are key factors influencing diffusion. Plastic changes in ECS volume , tortuosity and anisotropy signifficantly affect neuron-glia communication, mediator „spillover“ and synaptic cross-talk. The various chang es occuring during pathological states can be important for diagnosis, drug delivery and treatment.
