Kupffer-solut ovat erikoistuneita soluja , jotka sijaitsevat maksan sinusoidien luumenissa (sisätilassa) ja kiinnittyvät sinimuotoisiin endoteelisoluihin , jotka muodostavat verisuonten seinämät . Kupffer -solut ovat lukuisimpia makrofageja ihmisen maksassa , ne ovat osa mononukleaarista makrofagijärjestelmää ( retikuloendoteliaalijärjestelmä ). Enterobakteerit , bakteerien endotoksiinit , tulevat maksaan ruuansulatuskanavasta porttilaskimon kautta ja kohtaavat ensimmäisenä maksassa Kupffer-soluja, jotka muodostavat maksan ensimmäisen immuunipuolustuksen linjan . Kupffer-solujen toimintahäiriö liittyy moniin maksasairauksiin, kuten alkoholiperäiseen maksasairauteen , virushepatiittiin , maksansisäiseen kolestaasiin , steatohepatiittiin , maksakirroosiin sekä maksakudoksen hylkimisreaktioon [2] [3] .
Kupffer-solut ovat muodoltaan ameboidisia ja kiinnittyvät sinimuotoisiin endoteelisoluihin . Kupfferin solujen pinnalla on mikrovilliä , pseudopodia ja lamellopodia , jotka sijaitsevat kaikkiin suuntiin. Mikrovillit ja pseudopodiat osallistuvat hiukkasten imeytymiseen. Kupfferin solujen sytoplasmassa on ribosomeja , golgi-laitteistoa , endoplasmista retikulumia (erityisesti karkeaa), sentrioleja , mikrotubuluksia ja mikrofilamentteja . Ydin on munamainen ja se voidaan jakaa lohkoihin. Peroksidaasi aktiivisuutta esiintyy Kupfferin soluorganelleissa . Kupffer-solut sijaitsevat sekä maksalohkojen sentrilobulaarisissa että periportaalisissa osissa , mutta niiden toiminta näillä alueilla on erilainen. Periportaaliset Kupffer-solut ovat suurempia, sisältävät enemmän lysosomeja ja ovat aktiivisempia fagosytoosin suhteen, kun taas sentrilobulaariset Kupffer-solut ovat erikoistuneet tuottamaan superoksidiradikaaleja . Kupffer-solujen sisällä on scavenger-reseptoreita SR-AI/II. Ne osallistuvat lipidi A:n [ tunnistamiseen ja sitomiseen lipopolysakkaridi- ja lipoteikoiinihappomolekyyleissä . Lipopolysakkaridi on endotoksiini, jota löytyy gramnegatiivisten bakteerien soluseinistä , kun taas lipoteikoiinihappoja on grampositiivisten bakteerien soluseinissä [4] .
Kupffer-solujen kehitys alkaa keltuaispussissa , jossa ne erilaistuvat ituradan makrofageiksi. Verenkiertoon päästyään ne siirtyvät sikiön maksaan , jossa ne asettuvat ja erilaistuvat Kupffer-soluiksi [5] .
Maksassa on kaksi makrofagiryhmää: Kupffer-solut, jotka ovat peräisin keltuaisessa pussissa kehittyvistä hematopoieettisista esiastesoluista, ja makrofagit, jotka ovat peräisin monosyyteistä , jotka muodostuvat punaisessa luuytimessä hematopoieettisista kantasoluista ja joutuvat maksaan verenkierto. Toisen ryhmän makrofagit erilaistuvat makrofageiksi mikroympäristön vaikutuksesta, ja Kupffer-solut ovat täysin itsenäinen erilaistunut solupopulaatio, joka kykenee paikalliseen lisääntymiseen . Kupffer-solujen erilaistumiseen tarvitaan monia kasvutekijöitä , joista tärkeimmät ovat pesäkkeitä stimuloivat tekijät [6] [3] .
Kupffer-solujen keskimääräinen elinikä on 3,8 päivää. Niiden päätehtävä on poistaa vieraita roskia ja hiukkasia, jotka tulevat maksaan porttilaskimon kautta . Kupffer-solut voivat nielaista suuret hiukkaset fagosytoosilla ja pienet hiukkaset pinosytoosilla [4] . Kupffer-solut ovat osa synnynnäistä immuunijärjestelmää ja niillä on tärkeä rooli kehon suojelemisessa, sekä metaboloivat erilaisia lipidiluonteisia aineita , hajottavat proteiinikomplekseja ja pieniä hiukkasia. Ne myös poistavat apoptoottisia soluja verenkierrosta. Kupffer-solujen määrä maksassa on vakio ja sitä ylläpidetään viereisten Kupffer-solujen apoptoosin ja fagosytoosin kautta. Niillä on lisääntymispotentiaalia ja ne voivat palauttaa lukumääränsä, toisin kuin monosyyteistä peräisin olevat makrofagit, jotka eivät pysty lisääntymään. Toiminnallisesti Kupffer-solut ovat heterogeenisiä, ja eri paikoista tulevat solut voivat erota toiminnallisesti. Esimerkiksi maksalohkon vyöhykkeen 1 Kupffer-solut ovat aktiivisempia kuin vyöhykkeen 3 solut, mikä johtuu luultavasti siitä, että vyöhykkeen 1 solut kohtaavat enemmän vieraita hiukkasia ja aineita. Kupffer-solut voivat tuottaa tulehdusta edistäviä sytokiinejä , erityisesti tuumorinekroositekijä α:aa (TNFα) M1-tilassa ja anti-inflammatorisia sytokiinejä , kuten IL-10:tä M2-tilassa, happiradikaaleja ja proteaaseja . Näiden yhdisteiden vapautuminen voi johtaa maksavaurioon [4] . Lisäksi Kupffer-soluissa on komplementtireseptorien immunoglobuliiniperhe (CRIg), ja hiiret , joista puuttuu CRIg, eivät pysty tuhoamaan patogeenisiä soluja, jotka on päällystetty komplementtijärjestelmän komponenteilla . CRI:t säilyvät ihmisissä ja hiirissä ja niillä on tärkeä rooli synnynnäisessä immuniteetissa [7] .
Kupffer-solut osallistuvat akuutin ja kroonisen alkoholiperäisen maksasairauden patogeneesiin, joka voi ilmetä steatoosina , steatohepatiittina , fibroosina ja kirroosina . Kupffer-solujen aktivoituminen liiallisella alkoholinkäytöllä johtaa varhaiseen maksavaurioon, jota esiintyy usein kroonisessa alkoholismissa . Tässä tapauksessa TLR4- ja CD14 -reseptorit aktivoituvat Kupffer-soluissa , jotka on suunniteltu tunnistamaan ja sisäistämään endotoksiinia . Näiden reseptorien aktivoituminen johtaa suolistobakteeriperäisen endotoksiinin liialliseen sisäänottoon [8] [4] ja sitä seuraavaan TNFa:aa koodaavan geenin transkriptioon ja superoksidin tuotantoon. Kupffer-solujen tuottama TNFα vaikuttaa Ito -soluihin maksassa, mikä johtaa kollageenin biosynteesin ja fibroosin laukaisemiseen , mikä lopulta johtaa maksakirroosin kehittymiseen [9] .
Sepsiksessä Kupffer - solut ovat vastuussa suuresta osasta maksavaurioita. Maksan makrofagit aktivoituvat ja tuottavat IL-1 :tä ja TNFa:aa, jotka puolestaan aktivoivat leukosyyttejä ja sinimuotoisia endoteelisoluja aloittaakseen ICAM-1 :n ilmentämisen . Tämän seurauksena maksan verisuonten endoteeli tuhoutuu proteaasien, happiradikaalien ja muiden leukosyyttien tuottamien aineiden vaikutuksesta [8] [4] .
Kupffer-solut löysi vuonna 1876 saksalainen anatomi Karl Wilhelm Kupfer (1829-1902), jonka mukaan ne myöhemmin saivat nimensä [10] . Kupffer itse kutsui niitä Sternzellen (tähtisolut), mutta hän katsoi, että ne ovat osa maksan verisuonten endoteeliä ja tulevat endoteliosyyteistä. Vuonna 1898 Tadeusz Browicz osoitti, että Kupfferin solut ovat itse asiassa makrofageja [11] [12] .