HEMIDESMOSOMI: OPIS, STRUKTURA IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

V hemidesmososmas so asimetrični videz strukture, ki povezujejo epitelijskih celic. Bazalne domene celice so povezane z osnovno bazalno plastjo. Še posebej pomembni so v tkivih, ki so v stalni mehanski napetosti.

Ti epitelijski stiki so odgovorni za povečanje splošne stabilnosti epitelijskih tkiv zaradi sodelovanja vmesnih filamentov citoskeleta in različnih komponent bazalne lamine. Se pravi, da spodbujajo stabilne adhezije v vezivnem tkivu.

Shema celice in njenih zvez. 1. Kletna membrana, 2. Celično jedro, 3. Citoplazma, 4. Desmosom, 5. Hemidesmosom.
Vir Možno2006

Izraz hemidesmosom je lahko zavajajoč. Čeprav je res, da hemidesmosom spominja na "polovico" desmosoma (druga vrsta strukture, povezane z adhezijo med sosednjimi celicami), malo biokemijskih komponent sovpada med obema strukturama, zato je podobnost povsem površna.

V razvrstitvi celičnih stičišč se hemidesmosomi štejejo za sidrišča in so združeni s tesnimi stiki, pasovimi desmosomi in točkovnimi desmosomi.

Sidrni stičišči so odgovorni za združevanje celic, nasprotna kategorija (razmiki) pa komunikacijske funkcije med sosednjimi celicami.

Opis

Celice so gradniki živih bitij. Vendar analogija z opeko ali konstrukcijskim blokom v nekaterih pogledih ne uspe. Za razliko od zidakov stavbe imajo sosednje celice vrsto povezav in med seboj komunicirajo.

Med celicami so različne strukture, ki jih povezujejo in omogočajo tako stik kot komunikacijo. Ena od teh sidrnih struktur so desmosomi.

Hemidesmosomi so celični stičišči, ki jih najdemo v različnih epitelijah in so izpostavljeni stalni abraziji in mehanskim silam.

V teh regijah je možna ločitev med epitelijskimi celicami od osnovnega vezivnega tkiva, zahvaljujoč mehanskim stresom. Izraz hemidesmosom izvira iz navidezne podobnosti s polovico desmosomov.

Pogosti so v koži, roženici (strukturi, ki se nahaja v očesu), različnih sluznicah ustne votline, požiralniku in nožnici.

Nahajajo se na površini bazalne celice in zagotavljajo povečanje oprijema bazalne lamine.

Struktura

Desmosom je asimetrična povezovalna konstrukcija, sestavljena iz dveh glavnih delov:

• Notranja citoplazemska lamina, ki jo najdemo v povezavi z vmesnimi nitkami - slednji so znani tudi kot keratini ali tonofilamenti.
• Druga komponenta hemidesmosomov je zunanja membranska plošča, ki je odgovorna za povezavo hemidesmosoma z bazalno lamino. Sidrne nitke (sestavljene iz laminina 5) in celogrina sodelujejo v tej zvezi.

Beljakovine, ki sestavljajo hemidesmosom

V plaki hemidesmosomov so naslednji glavni proteini:

Plectin

Plectin je odgovoren za oblikovanje navzkrižnih vezi med vmesnimi nitkami in adhezijsko ploščo desmosoma.

Izkazalo se je, da ima ta protein medsebojno interakcijo z drugimi strukturami, kot so mikrotubule, aktinske nitke. Zato so ključnega pomena pri interakciji s citoskeletom.

BP 230

Njegova funkcija je pritrditev vmesnih filamentov na znotrajcelično adhezijsko ploščo. Imenuje se 230, saj je njegova velikost 230 kDa.

Protein BP 230 je povezan z različnimi boleznimi. Pomanjkanje pravilno delujočega BP 230 povzroči stanje, imenovano bulozni pemfigoid, kar povzroči pojav pretisnih omotov.

Pri bolnikih, ki trpijo zaradi te bolezni, je bilo mogoče zaznati visoko raven protiteles proti komponentam hemidesmosomov.

Erbina

Je protein z molekulsko maso 180 kDa. Sodeluje pri povezavi med BP 230 in integrali.

Integrini

Za razliko od dezmosomov, ki so bogati s kadherini, imajo hemidesmosomi visoke količine beljakovin, imenovanih integralini.

Natančneje, našli smo protein ₆ integriranega α ₆ β ₄ . Gre za heterodimer, ki ga tvorita dve polipeptidni verigi. Obstaja zunajcelična domena, ki vstopi v bazalno lamo in vzpostavi interakcije z laminini (laminin 5).

Sidrne nitke so molekule, ki jih tvori laminin 5, ki se nahajajo v zunajceličnem območju hemidesmosomov. Nitke segajo od molekul integrina do bazne membrane.

Ta interakcija med lamininom 5 in omenjenim celogrinom je ključnega pomena za nastanek hemidesmosoma in ohranjanje adhezije v epiteliju.

Tako kot BP 230 je bila tudi nepravilna funkcionalnost integinov povezana z določenimi patologijami. Eden od njih je bulozna epidermoliza, dedno stanje kože. Bolniki, ki trpijo zaradi te bolezni, imajo mutacije v genu, ki kodira integrine.

Kolagen tipa XVII

So beljakovine, ki križajo membrane in imajo težo 180 kDa. Povezani so z izražanjem in funkcijo laminina 5.

Biokemijske in medicinske študije tega pomembnega proteina so razjasnile njegovo vlogo pri zaviranju migracije celic, ki se nahajajo v endoteliju, med procesom angiogeneze (tvorbo krvnih žil). Poleg tega uravnava premike keratinocitov v koži.

CD151

Gre za 32 kDa glikoprotein in igra nepogrešljivo vlogo pri kopičenju beljakovin receptorjev integrin. To dejstvo omogoča lažje medsebojno delovanje med celicami in zunajceličnim matriksom.

Pomembno je, da se izognemo zamenjavi izrazov sidrna nitka in sidrna vlakna, saj se oboje v celični biologiji pogosto uporablja. Sidrne nitke so sestavljene iz laminina 5 in kolagena tipa XVII.

Nasprotno so sidrne vlaknine sestavljene iz kolagena tipa VII. Obe strukturi imata v celični adheziji različne vloge.

Lastnosti

Glavna funkcija hemidesmosomov je pritrditev celic na bazalno plast. Slednji je tanek sloj zunajceličnega matriksa, katerega funkcija je ločevanje epitelijskega tkiva in celic. Kot pove že njegovo ime, zunajcelične matrike ne sestavljajo celice, temveč zunanje beljakovinske molekule.

Z enostavnejšimi besedami; Hemidesmosomi so molekularne strukture, ki poskrbijo, da držijo kožo skupaj in delujejo kot nekakšen vijak.

Nahajajo se v regijah (sluznica, oči, med drugim), ki so nenehno pod mehanskim stresom, njihova prisotnost pa pomaga ohraniti zvezo med celico in plamenom.

Reference

1. Freinkel, RK in Woodley, DT (ur.). (2001). Biologija kože. CRC Pritisnite.
2. Kanitakis, J. (2002). Anatomija, histologija in imunohistokemija normalne človeške kože. Evropska revija za dermatologijo, 12 (4), 390-401.
3. Kierszenbaum, AL (2012). Histologija in celična biologija. Elsevier Brazilija.
4. Ross, MH, in Pawlina, W. (2006). Histologija. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.