HEMIDESMOSOMY: OPIS, BUDOWA I FUNKCJE - BIOLOGIA - 2026

W hemidesmososmas są asymetryczne struktury, które łączą wygląd komórek nabłonkowych. Domeny podstawowe komórki są połączone z leżącą poniżej blaszką podstawną. Są szczególnie ważne w tkankach znajdujących się w ciągłym napięciu mechanicznym.

Te połączenia nabłonkowe są odpowiedzialne za zwiększenie globalnej stabilności tkanek nabłonkowych dzięki udziałowi pośrednich włókien cytoszkieletu i różnych składników blaszki podstawnej. Oznacza to, że sprzyjają stabilnym zrostom w tkance łącznej.

Schemat komórki i jej związków. 1. Błona podstawna, 2. Jądro komórkowe, 3. Cytoplazma, 4. Desmosom, 5. Hemidesmosom.
Źródło możliwe2006

Termin hemidesmosom może być mylący. Chociaż prawdą jest, że hemidesmosom przypomina „środkowy” desmosom (inny typ struktury związanej z adhezją między sąsiednimi komórkami), kilka składników biochemicznych pokrywa się między dwiema strukturami, więc podobieństwo jest całkowicie powierzchowne.

W klasyfikacji połączeń komórkowych, półdesmosomy są uważane za połączenia kotwiczne i są zgrupowane razem z połączeniami ciasnymi, desmosomami pasowymi i desmosomami punktowymi.

Połączenia kotwiczne są odpowiedzialne za utrzymywanie komórek razem, podczas gdy kategoria przeciwna (połączenia szczelinowe) pełnią funkcje komunikacyjne między sąsiednimi komórkami.

Opis

Komórki są budulcem żywych istot. Jednak analogia z cegłą lub blokiem strukturalnym zawodzi pod pewnymi względami. W przeciwieństwie do cegieł budynku, sąsiednie komórki mają szereg połączeń i komunikują się ze sobą.

Między komórkami istnieją różne struktury, które je łączą i umożliwiają zarówno kontakt, jak i komunikację. Jedną z tych struktur kotwiczących są desmosomy.

Półdesmosomy to połączenia komórkowe występujące w różnych nabłonkach i narażone na ciągłe ścieranie i siły mechaniczne.

W tych regionach istnieje potencjalne oddzielenie komórek nabłonka od leżącej poniżej tkanki łącznej dzięki naprężeniom mechanicznym. Termin hemidesmosom pochodzi z pozornego podobieństwa do pół-desmosomów.

Występują często w skórze, rogówce (strukturze znajdującej się w oku), różnych błonach śluzowych jamy ustnej, przełyku i pochwie.

Znajdują się na powierzchni komórek podstawnych i zapewniają wzrost adhezji blaszki podstawnej.

Struktura

Desmosom to asymetryczna struktura łącząca, która składa się z dwóch głównych części:

• Wewnętrzna blaszka cytoplazmatyczna, która występuje w połączeniu z włóknami pośrednimi - te ostatnie są również znane jako keratyny lub tonofilamenty.
• Drugim składnikiem hemidesmosomów jest zewnętrzna płyta membranowa, która jest odpowiedzialna za połączenie hemidesmosomu z blaszką podstawną. Włókna kotwiczne (wykonane z lamininy 5) i integryny uczestniczą w tym połączeniu.

Białka tworzące hemidesmosom

W płytce hemidesmosomów znajdują się następujące główne białka:

Plektyna

Plektyna jest odpowiedzialna za tworzenie wiązań poprzecznych między włóknami pośrednimi a płytką adhezyjną desmosomu.

Wykazano, że białko to ma zdolność do interakcji z innymi strukturami, takimi jak między innymi mikrotubule, włókna aktynowe. Dlatego mają kluczowe znaczenie w interakcji z cytoszkieletem.

BP 230

Jego funkcją jest mocowanie filamentów pośrednich do wewnątrzkomórkowej płytki adhezyjnej. Nazywa się 230, ponieważ jego wielkość wynosi 230 kDa.

Białko BP 230 zostało powiązane z różnymi chorobami. Brak prawidłowo działającego BP 230 powoduje stan zwany pemfigoidem pęcherzowym, który powoduje pojawienie się pęcherzy.

U pacjentów cierpiących na tę chorobę udało się wykryć wysoki poziom przeciwciał przeciwko składnikom hemidesmosomów.

Erbina

Jest to białko o masie cząsteczkowej 180 kDa. Jest zaangażowany w połączenie między BP 230 i integrynami.

Integrins

W przeciwieństwie do desmosomów bogatych w kadheryny, hemidesmosomy zawierają duże ilości białka zwanego integrynami.

W szczególności znaleźliśmy białko integryny α ₆ β ₄ . Jest to heterodimer utworzony przez dwa łańcuchy polipeptydowe. Istnieje domena zewnątrzkomórkowa, która wchodzi do blaszki podstawnej i ustanawia interakcje z lamininami (laminina 5).

Włókna kotwiczące to cząsteczki utworzone przez lamininę 5, które znajdują się w obszarze zewnątrzkomórkowym hemidesmosomów. Włókna rozciągają się od cząsteczek integryny do błony podstawnej.

Ta interakcja między lamininą 5 i wspomnianą integryną jest kluczowa dla tworzenia hemidesmosomu i utrzymania adhezji w nabłonku.

Podobnie jak w przypadku BP 230, nieprawidłowe działanie integryn zostało powiązane z pewnymi patologiami. Jednym z nich jest pęcherzowa epidermoliza, dziedziczna choroba skóry. Pacjenci cierpiący na tę chorobę mają mutacje w genie kodującym integryny.

Kolagen typu XVII

Są to białka, które przenikają przez błony i mają masę 180 kDa. Są one związane z ekspresją i funkcją lamininy 5.

Badania biochemiczne i medyczne tego ważnego białka wyjaśniły jego rolę w hamowaniu migracji komórek znajdujących się w śródbłonku podczas procesu angiogenezy (tworzenia się naczyń krwionośnych). Ponadto reguluje ruchy keratynocytów w skórze.

CD151

Jest glikoproteiną o masie 32 kDa i odgrywa niezastąpioną rolę w akumulacji białek receptorowych integryny. Fakt ten umożliwia ułatwienie interakcji między komórkami a macierzą zewnątrzkomórkową.

Ważne jest, aby nie mylić terminów włókna kotwicy i włókienka kotwicy, ponieważ oba te terminy są dość często używane w biologii komórki. Włókna kotwiczne zbudowane są z lamininy 5 i kolagenu typu XVII.

W przeciwieństwie do tego, kotwiczące włókienka są zbudowane z kolagenu typu VII. Obie struktury mają różne role w adhezji komórek.

cechy

Główną funkcją hemidesmosomów jest przyczepianie się komórek do blaszki podstawnej. Ta ostatnia to cienka warstwa macierzy zewnątrzkomórkowej, której zadaniem jest oddzielanie tkanki i komórek nabłonka. Jak sama nazwa wskazuje, macierz zewnątrzkomórkowa nie składa się z komórek, ale z zewnętrznych cząsteczek białka.

W prostszych słowach; Półdesmosomy to struktury molekularne, które utrzymują naszą skórę razem i działają jak rodzaj śruby.

Znajdują się one w obszarach (m.in. błony śluzowe, oczy), które są pod ciągłym obciążeniem mechanicznym, a ich obecność pomaga w utrzymaniu zrostu między komórką a blaszką.

Bibliografia

1. Freinkel, RK i Woodley, DT (red.). (2001). Biologia skóry. CRC Press.
2. Kanitakis, J. (2002). Anatomia, histologia i immunohistochemia normalnej skóry ludzkiej. European Journal of dermatology, 12 (4), 390-401.
3. Kierszenbaum, AL (2012). Histologia i biologia komórki. Elsevier Brazylia.
4. Ross, MH i Pawlina, W. (2006). Histologia. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologia. Panamerican Medical Ed.