• Так же как и десмосомы, полудесмосомы обеспечивают структурную устойчивость слоев эпителия
• Полудесмосомы расположены на базальной поверхности эпителиальных клеток, где они связывают внеклеточный матрикс с сетью промежуточных филаментов при участии трансмембранных рецепторов
• Полудесмосомы отличаются от десмосом по структуре и содержат, по меньшей мере, шесть уникальных белков
• Мутации в белках полудесмосом вызывают заболевания, близкие к тем, которые связаны с мутациями в генах белков десмосом
Полудесмосома представляет собой клеточный контакт, расположенный с базальной стороны плазматической мембраны эпителиальных клеток. Как показано на рисунке ниже, эта структура является комплексом, содержащим бляшки, переплетенные филаментами, и внешне выглядит как половина десмосомы.
Однако, несмотря на внешнее сходство, полудесмосомы не являются половиной десмосомы. Их основная функция заключается в прикреплении слоев эпителия к базальной ламине. Это служит еще одной чертой, отличающей полудесомому от десмосомы. В то время как обе структуры скрепляют слои эпителия вместе, в клетке они ориентируются под прямым углом по отношению друг к другу и, таким образом, противостоят различным типам механического стресса. Оба типа этих структур, связанные вместе промежуточными филаментами, образуют очень прочную сеть.
Отсутствие полудесмосом вызывает образование волдырей на поверхности ткани разных эпителиев и в том числе на коже, и такие заболевания могут заканчиваться смертельным исходом.
На рисунке ниже схематически представлено строение полудесмосомы. На цитоплазматической стороне «типичной» (тип I) полудесмосомы можно видеть пучок промежуточных филаментов (кератины 5 и 14), прикрепленных к внутренней бляшке. Эта бляшка включает белки ВР230 и HD1/плектин, связанные с белками промежуточных филаментов.
Наружная бляшка содержит два типа трансмембранных белков: интегриновый рецептор (α6β4) и представитель семейства коллагенов (известный как коллаген XVII или ВР180). От плазматической мембраны через lamina lucida в lamina densa тянутся филаменты, выполняющие якорную функцию и состоящие из ВР180 и ламинина-5, который представляет собой белок внеклеточного матрикса).
В lamina densa находится много различных ламинарных белков. Наконец, заякоривающие фибриллы, состоящие из коллагена VII, соединяют lamina densa с суббазальной lamina densa, состоящей из нескольких белков внеклеточного матрикса. В некоторых тканях, например в кишечнике, обнаружены полудесмосомы типа II, в которых белки ВР180 и ВР230 отсутствуют.
Несмотря на критическую роль, которую играют десмосомы в обеспечении поддержания архитектуры ткани, они не представляют собой статических структур. Например, при ранении кожи происходит отсоединение клеток от нижележащей базальной ламины и их перемещение в раневую область. Там они вступают в деление, восстанавливают популяцию клеток в раневой области, и затем снова прикрепляются к базальной ламине и друг к другу. Эти изменения фенотипа предполагают способность клеток к диссоциации и реассоциации контактов с матриксом и между собой. К числу таких контактов относятся полудесмосомы и десмосомы соответственно.
Один из механизмов сборки и разборки полудесмосом подтверждается экспериментами, проведенными с культурой клеток эпителия и на модели заживления раны in vitro. Результаты показывают, что при миграции клеток белки полудесмосом остаются в комплексе, который в ходе эндоцитоза интернализуется. Позже, когда клетки опять присоединяются к базальной ламине, эти комплексы снова поступают на поверхность клетки, и структура полудесмосомы восстанавливается.
Вероятно, критическую роль в сборке полудесмосом играют α6β4 интегриновые рецепторы. При добавлении к клеткам антител, блокирующих связывание α6β4 интегрина с внеклеточным лигандом (ламинином-5), на поверхности клеток не происходит образования полудесмосом. Другими экспериментами показано, что в процессе сборки полудесмосом, видимо, участвует дефосфорилирование α6 цепи интегринового рецептора. В настоящее время ведутся исследования по выяснению природы внутриклеточных сигнальных путей, ответственных за регуляцию фосфорилирования интегринового рецептора и за сборку и разборку полудесмосом.
Полудесмосомы являются специализированными структурами, формирующимися в местах контакта эпителиальных клеток и внеклеточного матрикса, называемого базальной ламиной.
Для полудесмосомы характерно скопление нитчатого материала, который заканчивается плотной бляшкой на поверхности клетки.
Полудесмосомы присоединяются к базальной мембране,
которая состоит из базальной ламины и сети коллагеновых фибрилл.