HEMIDESMOSOMI: OPIS, STRUKTURA I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

U hemidesmososmas su asimetrični izgled strukture koje povezuju epitelnih stanica. Bazalne domene stanice povezane su s podložnom bazalnom laminom. Posebno su važni u tkivima koja su u stalnom mehaničkom napetosti.

Ovi epitelijski čvorovi zaduženi su za povećanje globalne stabilnosti epitelnih tkiva zbog sudjelovanja međuprednih niti citoskeleta i različitih komponenti bazalne lamine. Odnosno, promiču stabilne adhezije u vezivnom tkivu.

Shema ćelije i njeni savezi. 1. Bazalna membrana, 2. Stanično jezgro, 3. Citoplazma, 4. Desmosom, 5. Hemidesmosom.

Izvor moguć2006

Izraz hemidesmosom može biti pogrešan. Iako je istina da hemidesmosom nalikuje „srednjem“ desmosomu (druga vrsta strukture koja je povezana s adhezijom između susjednih stanica), malo se biokemijskih komponenata podudara između dviju struktura, pa je sličnost potpuno površna.

U klasifikaciji staničnih spojnica, hemidesmosomi se smatraju sidrenim spojnicama, a grupirani su zajedno s tijesnim spojnicama, desmosomima remena i točnim desmosomima.

Sidreni čvorovi odgovorni su za držanje ćelija zajedno, dok suprotna kategorija (spojnice praznina) imaju komunikacijske funkcije između susjednih ćelija.

Opis

Stanice su građevni blokovi živih bića. Međutim, analogija s opekom ili konstrukcijskim blokom u nekim aspektima ne uspijeva. Za razliku od cigle zgrade, susjedne ćelije imaju niz veza i međusobno komuniciraju.

Između stanica postoje različite strukture koje ih povezuju i omogućuju kontakt i komunikaciju. Jedna od tih struktura sidrenja su desmosomi.

Hemidesmosomi su stanični spojevi koji se nalaze u različitim epitelima i izloženi su stalnoj abraziji i mehaničkim silama.

U tim regijama postoji potencijalno odvajanje između epitelnih stanica od donjeg vezivnog tkiva, zahvaljujući mehaničkom stresu. Izraz hemidesmosom potječe od prividne sličnosti s pola desmosoma.

Česte su u koži, rožnici (struktura koja se nalazi u oku), različitoj sluznici usne šupljine, jednjaka i vagine.

Smješteni su na površini bazalne stanice i osiguravaju povećanje adhezije bazalne lamine.

Struktura

Desmosom je asimetrična spojna struktura koja se sastoji od dva glavna dijela:

• Unutarnja citoplazmatska lamina koja se nalazi u vezi s intermedijarnim nitima - potonji su također poznati i kao keratini ili tonofilamenti.
• Druga komponenta hemidesmosoma je vanjska membranska ploča koja je odgovorna za povezivanje hemidesmosoma s bazalnom laminom. Sidrena vlakna (koja se sastoje od laminina 5) i integrin sudjeluju u ovom udruženju.

Proteini koji čine hemidesmosom

U plaku hemidesmosoma nalaze se sljedeći glavni proteini:

Plectin

Plectin je odgovoran za formiranje poprečnih veza između međupredmetnih niti i adhezivne ploče desmosoma.

Pokazalo se da ovaj protein ima sposobnost interakcije s drugim strukturama, kao što su mikrotubule, aktinski filamenti. Stoga su ključni u interakciji s citoskeletom.

BP 230

Njegova funkcija je učvršćivanje međuprednih niti na unutarćelijsku adhezijsku ploču. Zove se 230, budući da mu je veličina 230 kDa.

Protein BP 230 povezan je s različitim bolestima. Nedostatak pravilno funkcionirajućeg BP 230 uzrokuje stanje koje se naziva bulozni pemfigoid, što uzrokuje pojavu žuljeva.

U bolesnika koji pate od ove bolesti, moguće je otkriti visoku razinu antitijela na komponente hemidesmosoma.

Erbina

To je protein s molekulskom masom od 180 kDa. Uključen je u vezu između BP 230 i integrina.

integrini

A diferencia de los desmosomas que son ricos en cadherinas, los hemidesmosomas poseen altas cantidades de un tipo de proteínas denominadas integrinas.

Específicamente, encontramos la proteína integrina α₆β₄. Es un heterodímero formado por dos cadenas polipeptídicas. Existe un dominio extracelular que se introduce en la lámina basal y establece interacciones con las lamininas (laminina 5).

Los filamentos de anclaje son moléculas formadas por laminina 5 que se localizan en la región extracelular de los hemidesmosomas. Los filamentos se extienden desde las moléculas de integrinas hasta la membrana basal.

Esta interacción entre la laminina 5 y la integrina mencionada es crucial para la formación del hemidesmosoma y conservar la adhesión en el epitelio.

Al igual que la BP 230, la funcionalidad incorrecta de las integrinas se ha relacionado con ciertas patologías. Una de ellas es la epidermólisis ampollar, una condición hereditaria cutánea. Los pacientes que sufren de esta enfermedad presentan mutaciones en el gen que codifica para las integrinas.

Colágeno de tipo XVII

Son proteínas que atraviesan las membranas y tienen un peso de 180 kDa. Están relacionados con la expresión y la función de la laminina 5.

Los estudios bioquímicos y médicos de esta importante proteína han dilucidado su papel en la inhibición de la migración de células ubicadas en el endotelio durante el proceso de angiogénesis (formación de vasos sanguíneos). Además, regula los movimientos de los queratinocitos en la piel.

CD151

Es una glucoproteína de 32 kDa y juega un papel indispensable en la acumulación de las proteínas receptoras integrínicos. Este hecho permite facilitar las interacciones entre las células y la matriz extracelular.

Es importante evitar confundir los términos filamentos de anclaje y fibrillas de anclaje, ya que ambos son usados con bastante frecuencia en la biología celular. Los filamentos de anclaje están formados por laminina 5 y colágeno del tipo XVII.

En contraste, las fibrillas de anclaje están formadas por colágeno del tipo VII. Ambas estructuras tienen distintas papeles en la adhesión celular.

Funciones

La función principal de los hemidesmosomas es la unión de las células a la lámina basal. Esta última es una capa delgada de matriz extracelular cuya función es separar el tejido epitelial y las células. Como su nombre lo indica, la matriz extracelular no está compuesta por células, sino por moléculas proteínas externas.

En palabras más simples; los hemidesmosomas son estructuras moleculares que se aseguran de sujetar nuestra piel y funcionan como una especie de tornillos.

Se localizan en regiones (mucosas, ojos, entre otros) que están constantemente bajo tensión mecánica y su presencia ayuda a mantener la unión entre la célula y la lámina.

Referencias

1. Freinkel, R. K., & Woodley, D. T. (Eds.). (2001). The biology of the skin. CRC Press.
2. Kanitakis, J. (2002). Anatomy, histology and immunohistochemistry of normal human skin. European journal of dermatology, 12 (4), 390-401.
3. Kierszenbaum, A. L. (2012). Histologia e biologia celular. Elsevier Brasil.
4. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2006). Histology. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histología. Ed. Médica Panamericana.