Tế bào biểu mô: Cấu trúc, chức năng và ứng dụng trong y học

Tế bào biểu mô là một trong những tế bào phong phú nhất bao phủ da, khoang cơ thể và mạch máu. Chúng đóng góp đáng kể vào nhiều khía cạnh của chu kỳ sống của con người, từ quá trình hình thành phôi thai đến tuổi trưởng thành. Các đặc điểm mô học của chúng rất quan trọng đối với các chức năng sinh lý ở các cơ quan khác nhau. Hãy cùng Mescells tìm hiểu về tế bào biểu mô qua bài viết sau đây.

1. Tế bào biểu mô là gì?

Tế bào biểu mô là các tế bào chuyên biệt tạo thành các lớp bảo vệ, xếp chặt chẽ bao phủ bề mặt cơ thể, lót các khoang và tạo thành tuyến. Chúng hoạt động như những rào cản, điều chỉnh sự hấp thụ và bài tiết ở da, các cơ quan và mạch máu. Những tế bào này rất cần thiết để bảo vệ cơ thể chống lại tổn thương và nhiễm trùng.

Nguồn gốc của tế bào biểu mô có thể từ ngoại bì (như như da, lớp niêm mạc xoang miệng, mũi, hậu môn…) hoặc nội bì (như thanh quản, khí quản, phế quản, niêm mạc ống tiêu hoá, gan mật, bàng quang…). Có nhiều cách sắp xếp tế bào biểu mô, chẳng hạn như hình vảy, hình khối và hình trụ, được phân loại là đơn giản, phân tầng, giả phân tầng và chuyển tiếp

Tế bào biểu mô là các tế bào chuyên biệt tạo thành các lớp bảo vệ cơ thể

2. Cấu trúc của tế bào biểu mô

Các tế bào biểu mô thể hiện tính phân cực về cấu trúc với 3 vùng riêng biệt:

– Vùng đỉnh hướng về phía lòng của cơ quan hoặc môi trường bên ngoài. Vùng này thường chứa các cấu trúc ảnh hưởng đến chức năng tế bào, chẳng hạn như vi nhung mao, lông mao và lông rung. Vi nhung mao là các phần nhô ra giống như ngón tay với lõi là các sợi actin liên kết chéo được gắn vào mạng lưới tận cùng, song song với bề mặt đỉnh. Lông mao là các phần nhô ra có thể chuyển động của bề mặt tế bào, bao gồm 2 vi ống trung tâm được bao quanh bởi 9 cặp vi ống. Cuối cùng, lông rung là các phần nhô ra giống như ngón tay được hỗ trợ bởi các sợi actin.

– Vùng đáy được kết nối với màng đáy bằng các bán desmosome, kết hợp với các sợi trung gian. Màng đáy ngăn cách mô liên kết với biểu mô.

– Vùng bên kết nối các tế bào lân cận và tạo điều kiện thuận lợi cho giao tiếp giữa các tế bào. Nhiều phức hợp liên kết kết nối các tế bào liền kề. Các mối nối chặt là các mối nối bịt kín điều chỉnh sự di chuyển của chất lỏng và chất hòa tan. Các mối nối khe hở là các kênh giữa các tế bào được tìm thấy khắp vùng bên, cho phép các phân tử nhỏ và ion đi qua giữa các tế bào liền kề.

Các tế bào biểu mô thể hiện tính phân cực về cấu trúc

Các tế bào biểu mô được sắp xếp theo hình dạng và số lớp của chúng. Chúng có thể được phân loại thành 3 hình dạng chính: hình vảy, hình khối và hình trụ. Các tế bào hình vảy phẳng, giống như tấm; các tế bào hình khối giống như hình lập phương, có chiều rộng, chiều cao và chiều sâu bằng nhau; và các tế bào hình trụ cao hơn chiều rộng, khiến chúng có hình chữ nhật. (1)

Các tế bào biểu mô không chứa mạch máu. Chúng nhận chất dinh dưỡng thông qua quá trình khuếch tán từ các mô liên kết bên dưới.

3. Chức năng của tế bào biểu mô

Vì tế bào biểu mô phổ biến khắp cơ thể, chức năng của chúng khác nhau tùy theo vị trí và hình thái. Các chức năng cụ thể bao gồm:

Bảo vệ: Các tế bào sừng trên da ngăn ngừa tình trạng mất nước và nhiễm trùng; bề mặt bảo vệ các mô bên dưới.

Vận chuyển và hấp thu: Biểu mô trụ ở ruột hấp thu chất dinh dưỡng, trong khi ống thận tái hấp thu nước và các phân tử. Các vi nhung mao tham gia vào quá trình vận chuyển và hấp thụ chất lỏng. Số lượng vi nhung mao tương quan với đặc tính hấp thụ của tế bào. Ngoài ra, lông mao vận chuyển các chất trên bề mặt của các tế bào biểu mô. Lông mao định hướng rất cần thiết cho thính giác và sự cân bằng.

Sự tiết dịch: Các biểu mô tuyến sản sinh và tiết ra chất bôi trơn, enzyme và hormone. Ví dụ, các tế bào hình khối phân tầng được tìm thấy trong các ống ngoại tiết và vẫn giữ chức năng tiết dịch. Các tế bào hình trụ phân tầng có mặt trong các tuyến ngoại tiết lớn.

Lọc/Khuếch tán: Biểu mô vảy đơn giản lót các mạch máu (nội mô) và các khoang cơ thể (trung mô) và tạo điều kiện cho sự khuếch tán của các phân tử, bao gồm cả khí, trong quá trình trao đổi khí. Chúng cho phép các phân tử (ví dụ: oxy, chất thải) đi qua, rất quan trọng đối với phế nang phổi và mạch máu.

Tiếp nhận cảm giác: Các cơ quan cảm giác (ví dụ: khứu giác, vị giác) có mô thần kinh biểu mô chuyên biệt.

Bài tiết: Các tế bào thận và tế bào tuyến mồ hôi loại bỏ các chất thải chuyển hóa.

Bôi trơn: Chất nhầy do lớp biểu mô tiết ra giúp ngăn ngừa ma sát trong đường hô hấp và đường tiêu hóa

Các tế bào biểu mô chứa vi nhung mao tham gia vào quá trình vận chuyển và hấp thụ chất lỏng

4. Ứng dụng của tế bào biểu mô trong y học

Tế bào biểu mô đóng vai trò nền tảng trong y học, đặc biệt trong tái tạo mô, chẩn đoán và điều trị bệnh.

4.1. Chữa lành vết thương

Tế bào biểu bì nuôi cấy (tế bào sừng) được sử dụng để tạo ra các mảnh ghép tự thân dùng trong điều trị bỏng nặng. Tế bào gốc biểu mô (ESC) và tế bào biểu mô màng ối người (hAEC) được sử dụng trong việc tái tạo da, giác mạc và phục hồi các vết thương mạn tính (ví dụ: loét do đái tháo đường).

4.2. Mô hình hóa bệnh lý và nghiên cứu vận chuyển thuốc

Các dòng tế bào biểu mô, chẳng hạn như dòng tế bào Caco-2, là tiêu chuẩn trong nghiên cứu dược phẩm để mô phỏng sự hấp thu thuốc ở ruột người nhằm đánh giá khả năng thẩm thấu, chuyển hóa và sinh khả dụng của thuốc.

4.3. Kỹ thuật mô

Tế bào biểu mô được nuôi cấy để nghiên cứu cơ chế bệnh sinh, hấp thu thuốc và tương tác miễn dịch. Chúng cũng được sử dụng để tạo ra các mô hình mô nhân tạo cho đường hô hấp và da, hỗ trợ phát triển các phương pháp điều trị mới cho bệnh xơ hóa và tổn thương mạn tính.

4.4. Chẩn đoán và nghiên cứu ung thư

Vì phần lớn các loại ung thư phát sinh từ tế bào biểu mô, việc nghiên cứu các đặc điểm tăng sinh và biệt hóa của chúng giúp phát hiện sớm và chẩn đoán các bệnh lý ác tính.

Phân lập tế bào biểu mô màng ối và ứng dụng trong y học

4.5. Liệu pháp tế bào gốc

Tế bào biểu mô màng ối (hAEC) cho thấy nhiều triển vọng trong y học tái tạo. Chúng sở hữu khả năng tăng sinh và biệt hóa giống tế bào gốc phôi và các đặc tính điều hòa miễn dịch giống tế bào gốc trưởng thành. So với các loại tế bào gốc khác, hAEC có những ưu điểm đặc biệt, bao gồm dễ dàng phân lập, số lượng dồi dào, tránh được các tranh luận về đạo đức và không gây miễn dịch cũng như không gây ung thư. Các nghiên cứu trên động vật đã thể hiện tiềm năng điều trị của hAEC cho nhiều bệnh lý, bao gồm rối loạn thần kinh, tổn thương phổi, tổn thương gan, đái tháo đường, suy thận cấp, tim mạch, làm lành vết thương, làm lành vết loét do tì đè giai đoạn III, dính buồng tử cung và suy buồng trứng sớm (POF). (2)

4.6. Liệu pháp nhắm mục tiêu

Nghiên cứu về quá trình chuyển đổi biểu mô-trung mô (EMT) và điều hòa tế bào gốc biểu mô đang giúp xác định các con đường mới để điều trị ung thư và viêm mãn tính.

Như vậy, tế bào biểu mô không chỉ bảo vệ, hấp thu mà còn giữ nhiều vai trò quan trọng, mang đến tiềm năng lớn trong các liệu pháp chữa lành và tái tạo. Những nghiên cứu về tế bào biểu mô là nền tảng giúp chúng ta hiểu hơn về cấu trúc cơ thể, điều trị các bệnh lý phổ biến nhất ở người, phát hiện và chẩn đoán sớm các nguy cơ ung thư liên quan. Đây cũng là tiền đề để phát triển các liệu pháp nhắm mục tiêu, y học cá nhân hóa và mang lại những kết quả điều trị tốt hơn trong tương lai.

NGUỒN THAM KHẢO

• (1): “Histology, Epithelial Cell – StatPearls – NCBI Bookshelf.” n.d. NCBI. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559063/.
• (2): Qiuwan Zhang. 2020. “Application of human amniotic epithelial cells in regenerative medicine: a systematic review.” Springer Nature Link. https://link.springer.com/article/10.1186/s13287-020-01951-w#Sec10.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells