Microvilli: Структура, функция и болести

Микровили са разширения на клетки. Те се намират например в червата, матка, и вкус пъпки. Те подобряват абсорбция на вещества чрез увеличаване на повърхността на клетките.

Какви са микровилините?

Микровили са нишковидни издатини на върховете на клетките. Микровили са особено често срещани в епителните клетки. Това са клетките под налягане или жлезиста тъкан, като тези, намиращи се в червата. Целта на microvilli често е да подобри абсорбция на вещества от клетъчната среда. Резорбцията може да се отнася до усвояването на вещества от храносмилателен тракт както и ендогенни вещества. Клетките, оборудвани с микровили, обикновено се срещат на групи; те често образуват така наречената граница на четката. В допълнение към микровилините съществуват и други видове изпъкналости, с които микровилините не трябва да се бъркат. Cilia, за разлика от микровилините, не са издатини от мембраната, а от плазмата и се състоят от микротубули. Stereocilia, от друга страна, са съставени от актинови нишки като микровили, но растат от плазмата като реснички.

Анатомия и структура

Микровилите са средно 0.8-0.1 µm в диаметър. Тяхната дължина е приблизително 2- 4 µm. Издатъкът е разположен от апикалната страна на клетката, т.е. на върха. Тази страна е обърната към базалната мембрана, която е специфичен участък от клетъчната мембрана. Под светлинния микроскоп тази област може да се различи от останалата част на мембраната. Според съответните им функции базалната мембрана е ориентирана към други тъкани, докато микровилините образуват свободната повърхност на клетката или се проектират в лумен. Външно микровилините са заобиколени от слой от различни захари и протеини известен като гликокаликс. Всяка от микровилите има централен сноп влакна вътре в себе си. Състои се от актинови нишки. Това е протеин, който се намира и в мускулите и цитоскелета. Актиновите нишки стабилизират микровилите и допринасят за тяхната удължена до овална форма. Между отделните актинови нишки има други протеини които държат сноповете заедно: Fimbrin и Fascin. Отстрани на микровилините, нишките на миозин I прикрепват снопчетата актин към повърхността на клетката. Спектринът закрепва влакната към цитоскелета. Миозин и спектрин също са протеинови структури.

Функция и роли

Microvilli увеличават повърхността на клетките, като по този начин засилват обмена на вещества между клетката и околната среда. В допълнение, дифузионната устойчивост на микровилините е особено ниска, което допълнително засилва транспорта на вещества през клетъчната мембрана. В рамките на микровилините клетката предава усвоените вещества с помощта на актинови нишки. Те не само служат като релса за транспорт, но и се свиват ритмично. Чрез изпомпващите движения те ускоряват пренасянето на веществата във вътрешността на клетката. Гликокаликсът, който образува слой върху микровилините, определя антигенните свойства на клетката. Антигените представляват структури на повърхността. Те правят възможно за имунната система за идентифициране на обекти и разпознаване на потенциално вредни чужди тела. В допълнение, гликокаликсът позволява разпознаване на клетката. Клетъчната адхезия - т.е. прикрепването на тъканни клетки - също зависи от гликокаликса на микровилините. В червата епителните клетки, които имат микровили, седят върху чревните власинки. Чревните власинки са издатини в червата лигавицата. По същия начин, по който микровилите са удължения на клетките, чревните вили са удължения на lamina propria (присъщо кожа) на червата. Тънкият слой гладък мускул обгражда ламина проприа. В дванадесетопръстник, в него живеят и жлези, които отделят храносмилателни сокове. Чревните власинки и микроворсинките значително увеличават повърхността на червата. При възрастен човек той е средно 180 m². Увеличената повърхност позволява на организма да усвоява хранителните вещества по-ефективно и по този начин да използва оптимално консумираната храна.

Болести

Микровилите представляват целта за ротавирус. Двуверижният РНК вирус се разпространява чрез изпражненията и причинява диария, който често е мукопурулентен и жълтокафяв до безцветен. Други симптоми на инфекция включват повръщане намлява треска.Ротавирусната заразява микровилините, които се намират в червата лигавицата. Той избира само върховете на микровилините за инфекция и няма други видове клетки. След като клетката е заразена, вирусът поема метаболизма, като кара клетката да изпълни генетичния си материал. По този начин вирусът предизвиква вакуолизация: в тялото на клетката се образуват мехурчета, заобиколени от собствената им мембрана. По време на вакуолизация винаги се образуват няколко вакуоли, които нямат функция за самата клетка. Освен това ротавирус манипулира структурата на външната мембрана на клетката, която по този начин губи своята цялост. В резултат на това клетката губи своята защитна кожа и се разпада. Този процес се нарича цитолиза в биологията. Това води до смъртта на клетката. The епителий, чиито клетки с техните микровили играят централна роля в резорбцията, вече не могат да изпълняват адекватно задачата си. Това води до тежката диария характерно за инфекция с Rota. The имунната система в крайна сметка се формира антитела срещу вируса, докато организмът замества мъртвите клетки и образува нови микровили.