Celulele Paneth sunt celule specializate care se găsesc în mucoasa tractului intestinal, în special în structurile microscopice numite glande sau cripte ale lui Lieberkühn. Conțin mai multe substanțe importante în citoplasmă, inclusiv enzime, minerale și granule. Granulele sunt situate în vârful celulelor și par mari, refractile și roșiatice sau eozinofile. În gastroenterologie, aceste celule joacă un rol important în generarea răspunsurilor imune împotriva bacteriilor care sunt introduse pe cale orală.
În criptele intestinale din Lieberkühn, există celule stem care reînnoiesc constant celulele epiteliale ale mucoasei intestinale. Aceste celule epiteliale sunt esențiale în păstrarea funcțiilor intestinului. Studiile microscopice ale mucoasei intestinale au arătat că celulele Paneth sunt situate în apropierea acestor celule stem, indicând faptul că primele au un rol critic în reînnoirea celulelor epiteliale și menținerea integrității intestinului.
Celulele Paneth protejează celulele stem secretând molecule de apărare numite criptidine sau alfa-defensine. Acestea sunt proteine care pot interacționa cu membrana fosfolipidă a bacteriilor, ducând la crearea de pori. Porii duc la scurgerea de ioni importanți și alte substanțe din celula bacteriană în mediul extern, ducând în cele din urmă la moartea bacteriilor. O caracteristică unică a alfa-defensinelor eliberate de aceste celule este că au lanțuri de peptide încărcate pozitiv care se leagă în mod preferențial de membranele celulare foarte încărcate negativ ale celulelor bacteriene. Rezultatul este că alfa-defensinele dăunează celulelor bacteriene, dar economisesc celulele umane adiacente celulelor.
Pe lângă defensine, celulele Paneth eliberează și enzimele puternice lizozima și fosfolipaza A2 (PLA2). PLA2 catalizează descompunerea membranelor fosfolipide prin eliberarea de acizi grași precum acidul arahidonic. Lizozima catalizează hidroliza lanțurilor de peptidoglicani. Atât bacteriile Gram-pozitive, cât și Gram-negative au peptidoglican în pereții lor celulari, dar bacteriile Gram-pozitive sunt mai predispuse la acțiunea lizozimei, deoarece pereții lor celulari au cantități mai mari de peptidoglican.
Stimularea secreției celulelor Paneth este determinată de contactul cu bacterii Gram-pozitive sau Gram-negative. Produsele bacteriene, cum ar fi lipida A, lipopolizaharida și dipeptida muramil induc, de asemenea, secreția de agenți antimicrobieni ai celulei. Cercetările au arătat că o moleculă numită receptor de tip toll dependent de proteina 88 de răspuns primar de diferențiere mieloid (TLR dependent de MyD88) trebuie activată pentru a declanșa acțiunea antimicrobiană a celulelor Paneth. Deși secrețiile acestor celule sunt cunoscute pentru proprietățile lor antibacteriene, ele sunt eficiente și împotriva unor ciuperci și viruși înveliți.