Десмосома

Десмосо́мы (англ. Desmosomes) — межклеточные контакты, обеспечивающие структурную целостность слоёв клеток за счёт связывания воедино их сетей промежуточных филаментов. Белковый состав десмосом немного различается в клетках разных типов и тканей. Десмосомы функционируют как адгезивные структуры, а также принимают участие в передаче сигналов. Нарушения в функционировани десмосом снижают прочность эпителиев, что приводит к разнообразным заболеваниям[1].

Структура

Электронная микрофотография десмосомы, связывающей две эпителиальные клетки лёгких

Десмосомы связывают клетки эпителиев, миокарда, печени, селезёнки и некоторые клетки нервной системы. В электронный микроскоп десмосома выглядит следующим образом. В области контакта на цитоплазматической стороне мембраны каждой из двух соседних клеток находится электронно-плотная бляшка, от цитоплазматической стороны которой отходит пучок промежуточных филаментов. Ширина щели между двумя соседними клетками составляет около 30 нм[2].

Электронно-плотная бляшка в действительности состоит из двух бляшек: внутренней, обращённой в цитозоль, и наружной, причём промежуточные филаменты прикреплены к внутренней бляшке. Одна десмосома довольно мала (средний диаметр около 0,2 мкм), поэтому на участке контакта двух клеток обычно можно видеть несколько десмосом[3].

Белковый состав

Основные белки, формирующие десмосому

Помимо фибрилл промежуточных филаментов, в состав десмосом входит не менее 7 белков из трёх семейств. Белки десмоглеин[en], десмоколин-1[en] и десмоколин-2[en] относятся к подсемейству кадгериновых рецепторов. Они являются ключевыми трансмембранными белками десмосом и служат главными компонентами наружных бляшек. Они формируют перемычки, проходящие через межклеточное пространство и связывающие две соседние клетки, и с цитоплазматической стороной перемычек связываются белки плакоглобин[en], плакофилины[en] (семейство armadillo[en]) и десмоплакин[en] (семейство плакина[en]). Перемычка образуется при взаимодействии десмоглеина и десмоколинов одной мембраны с теми же белками мембраны напротив, причём взаимодействие идёт по типу «голова к голове»[4]. Десмоплакин взаимодействует с промежуточными филаментами во внутренней бляшке[3].

Функции

Десмосомы особенно характерны для клеток, подвергающихся физическим нагрузкам, таким как клетки кожи и миокарда, где они играют важную структурную роль, обеспечивая «точечную сварку» клеток. Десмосомы также задействованы в передаче сигнала. Например, плакоглобин и плакофилины, входящие в состав десмосом, при активации сигнальных рецепторов на поверхности клетки перемещаются в ядро, где регулируют экспрессию многих генов, а плакоглобин, кроме того, непосредственно связывается с рецепторами факторов роста[en]. Таким образом, десмосомы могут контролировать экспрессию многих генов[3].

Клиническое значение

Нарушение функционирования десмосом приводит к различным заболеваниям. Так, ладонно-подошвенная кератодерма[en] развивается при мутациях в белках десмосом. Аутоиммунные буллёзные дерматозы, такие как обыкновенная пузырчатка[en], наблюдаются, когда у пациентов образуются антитела к собственным белкам десмосом. Нарушения в функционировании межклеточных контактов, в частности, десмосом, могут приводит к летальному исходу. На данный момент лечение пациентов с перечисленными заболеваниями сводятся к защите кожи и соблюдению условий, исключающих образование волдырей, однако активно исследуется возможность применения искусственной кожи[en][5].

Примечания

Литература

  • Кассимерис Л., Лингаппа В. Р., Плоппер Д.  Клетки по Льюину. — М.: Лаборатория знаний, 2016. — 1056 с. — ISBN 978-5-906828-23-1.
  • Thomas D. Pollard, William C. Earnshaw, Jennifer Lippincott-Shwartz, Graham T. Jonson. Cell biology. — Elsevier, 2017. — ISBN 978-0-323-34126-4.