HEMIDESMOSOMES: BESCHRIJVING, STRUCTUUR EN FUNCTIES - BIOLOGIE - 2024

De hemidesmososmas zijn asymmetrische verschijningsstructuren die epitheelcellen verbinden. De basale domeinen van de cel zijn gekoppeld aan de onderliggende basale lamina. Ze zijn vooral belangrijk in weefsels die onder constante mechanische spanning staan.

Deze epitheliale overgangen zijn verantwoordelijk voor het verhogen van de globale stabiliteit van de epitheelweefsels dankzij de deelname van de tussenliggende filamenten van het cytoskelet en de verschillende componenten van de basale lamina. Dat wil zeggen, ze bevorderen stabiele verklevingen in bindweefsel.

Regeling van een cel en zijn vakbonden. 1. Keldermembraan, 2. Celkern, 3. Cytoplasma, 4. Desmosome, 5. Hemidesmosoom.
Bron Mogelijk 2006

De term hemidesmosoom kan misleidend zijn. Hoewel het waar is dat een hemidesmosoom lijkt op een "middelste" desmosoom (een ander type structuur geassocieerd met adhesie tussen naburige cellen), vallen er maar weinig biochemische componenten tussen de twee structuren, dus de gelijkenis is totaal oppervlakkig.

Bij de classificatie van celovergangen worden hemidesmosomen beschouwd als ankerovergangen en worden ze gegroepeerd met strakke verbindingen, riem-desmosomen en punt-desmosomen.

Ankerverbindingen zijn verantwoordelijk voor het bij elkaar houden van cellen, terwijl de tegenovergestelde categorie (gap junctions) communicatiefuncties heeft tussen aangrenzende cellen.

Omschrijving

Cellen zijn de bouwstenen van levende wezens. De analogie met een baksteen of een structureel blok faalt echter in sommige opzichten. In tegenstelling tot de stenen van een gebouw, hebben aangrenzende cellen een reeks verbindingen en communiceren ze met elkaar.

Tussen cellen zijn er verschillende structuren die ze verbinden en zowel contact als communicatie mogelijk maken. Een van deze verankeringsstructuren zijn desmosomen.

Hemidesmosomen zijn celovergangen die in verschillende epithelia worden aangetroffen en die worden blootgesteld aan constante slijtage en mechanische krachten.

In deze regio's is er een mogelijke scheiding tussen epitheelcellen en het onderliggende bindweefsel, dankzij mechanische belasting. De term hemidesmosoom komt van de schijnbare gelijkenis met halve desmosomen.

Ze komen veel voor in de huid, het hoornvlies (een structuur in het oog), verschillende slijmvliezen van de mondholte, de slokdarm en de vagina.

Ze bevinden zich op het basale celoppervlak en zorgen voor een toename van de adhesie van de basale lamina.

Structuur

Een desmosome is een asymmetrische verbindingsstructuur die uit twee hoofdonderdelen bestaat:

• Een binnenste cytoplasmatische lamina die wordt aangetroffen in combinatie met tussenliggende filamenten - de laatste staan ​​ook bekend als keratines of tonofilamenten.
• De tweede component van hemidesmosomen is de buitenste membraanplaat die verantwoordelijk is voor het verbinden van het hemidesmosoom met de basale lamina. De ankerfilamenten (gemaakt van laminine 5) en integrine nemen deel aan deze associatie.

Eiwitten die het hemidesmosoom vormen

In de plaque van hemidesmosomen zitten de volgende hoofdproteïnen:

Plectin

Plectine is verantwoordelijk voor het vormen van kruisverbindingen tussen de tussenliggende filamenten en de adhesieplaat van het desmosoom.

Het is aangetoond dat dit eiwit het vermogen heeft om te interageren met andere structuren, zoals microtubuli, actinefilamenten, onder anderen. Daarom zijn ze cruciaal in de interactie met het cytoskelet.

BP 230

Zijn functie is om de tussenliggende filamenten aan de intracellulaire adhesieplaat te bevestigen. Het heet 230, aangezien de grootte 230 kDa is.

Het BP 230-eiwit is in verband gebracht met verschillende ziekten. Het ontbreken van een goed functionerende BP 230 veroorzaakt een aandoening die bulleus pemfigoïd wordt genoemd en die blaren veroorzaakt.

Bij patiënten die aan deze ziekte leden, was het mogelijk om een ​​hoog gehalte aan antilichamen tegen de componenten van hemidesmosomen te detecteren.

Erbina

Het is een eiwit met een molecuulgewicht van 180 kDa. Het is betrokken bij de verbinding tussen BP 230 en de integrins.

Integrins

In tegenstelling tot desmosomen die rijk zijn aan cadherines, bevatten hemidesmosomen grote hoeveelheden van een type eiwit dat integrines wordt genoemd.

Specifiek vonden we het α ₆ β ₄ integrine-eiwit . Het is een heterodimeer gevormd door twee polypeptideketens. Er is een extracellulair domein dat de basale lamina binnendringt en interacties tot stand brengt met laminins (laminine 5).

De verankerende filamenten zijn moleculen gevormd door laminine 5 die zich in het extracellulaire gebied van hemidesmosomen bevinden. De filamenten strekken zich uit van de integrinemoleculen tot het basismembraan.

Deze interactie tussen laminine 5 en het genoemde integrine is cruciaal voor de vorming van het hemidesmosoom en het behouden van adhesie in het epitheel.

Net als BP 230 is de onjuiste functionaliteit van de integrins in verband gebracht met bepaalde pathologieën. Een daarvan is bulleuze epidermolyse, een erfelijke huidaandoening. Patiënten die aan deze ziekte lijden, hebben mutaties in het gen dat codeert voor integrines.

Type XVII collageen

Het zijn eiwitten die membranen kruisen en een gewicht hebben van 180 kDa. Ze zijn gerelateerd aan de expressie en functie van laminine 5.

Biochemische en medische studies van dit belangrijke eiwit hebben zijn rol bij het remmen van de migratie van cellen in het endotheel tijdens het proces van angiogenese (vorming van bloedvaten) opgehelderd. Bovendien reguleert het de bewegingen van keratinocyten in de huid.

CD151

Het is een glycoproteïne van 32 kDa en speelt een onmisbare rol bij de accumulatie van integrinereceptoreiwitten. Dit feit maakt het mogelijk om interacties tussen cellen en de extracellulaire matrix te vergemakkelijken.

Het is belangrijk om verwarring te voorkomen tussen de termen ankerfilamenten en ankerfibrillen, aangezien beide vrij vaak worden gebruikt in de celbiologie. De ankerfilamenten zijn gemaakt van laminine 5 en type XVII collageen.

De verankerende fibrillen daarentegen zijn gemaakt van type VII collageen. Beide structuren hebben verschillende rollen bij celadhesie.

Kenmerken

De belangrijkste functie van hemidesmosomen is de hechting van cellen aan de basale lamina. Dit laatste is een dunne laag extracellulaire matrix waarvan de functie is om epitheelweefsel en cellen te scheiden. Zoals de naam al aangeeft, bestaat de extracellulaire matrix niet uit cellen, maar uit externe eiwitmoleculen.

In eenvoudigere woorden; Hemidesmosomen zijn moleculaire structuren die onze huid bij elkaar houden en als een soort schroef werken.

Ze bevinden zich in gebieden (onder andere slijmvliezen, ogen) die constant onder mechanische belasting staan ​​en hun aanwezigheid helpt de verbinding tussen de cel en de lamina te behouden.

Referenties

1. Freinkel, RK, & Woodley, DT (Eds.). (2001). De biologie van de huid. CRC Press.
2. Kanitakis, J. (2002). Anatomie, histologie en immunohistochemie van de normale menselijke huid. Europees tijdschrift voor dermatologie, 12 (4), 390-401.
3. Kierszenbaum, AL (2012). Histologie en celbiologie. Elsevier Brazilië.
4. Ross, MH en Pawlina, W. (2006). Histologie. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Welsch, U., en Sobotta, J. (2008). Histologie. Panamerican Medical Ed.