Десмосомы

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 функционировании десмосом снижают прочность эпителиев, что приводит к разнообразным заболеваниям.

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.

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.

Белковый состав

Основные белки, формирующие десмосому

Помимо фибрилл промежуточных филаментов, в состав десмосом входит не менее 7 белков из трёх семейств. Белки десмоглеин, десмоколин-1 и десмоколин-2 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, плакофилины (семейство armadillo) и десмоплакин (семейство плакина). Перемычка образуется при взаимодействии десмоглеина и десмоколинов одной мембраны с теми же белками мембраны напротив, причём взаимодействие идёт по типу «голова к голове». Десмоплакин взаимодействует с промежуточными филаментами во внутренней бляшке.

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. Таким образом, десмосомы могут контролировать экспрессию многих генов.

Клиническое значение

Нарушение функционирования десмосом приводит к различным заболеваниям. Так, ладонно-подошвенная кератодерма развивается при мутациях в белках десмосом. Аутоиммунные буллёзные дерматозы, такие как обыкновенная пузырчатка, 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.

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.