Informacja

6.3: Mikrofilamenty - Biologia

6.3: Mikrofilamenty - Biologia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Spośród trzech rodzajów włókien białkowych w cytoszkielecie, mikrofilamenty są najwęższe. Z tego powodu mikrofilamenty są również znane jako filamenty aktynowe.

Aktyna jest zasilana przez ATP, tworząc swoją nitkowatą formę, która służy jako tor ruchu białka motorycznego zwanego miozyną. Umożliwia to aktynie angażowanie się w zdarzenia komórkowe wymagające ruchu, takie jak podział komórek w komórkach zwierzęcych i strumieniowanie cytoplazmatyczne, czyli ruch okrężny cytoplazmy komórkowej w komórkach roślinnych. Aktyna i miozyna są obfite w komórkach mięśniowych. Kiedy włókna aktyny i miozyny przesuwają się obok siebie, mięśnie kurczą się.

Mikrofilamenty zapewniają również pewną sztywność i kształt komórki. Mogą się szybko depolimeryzować (rozkładać) i odbudowywać, umożliwiając w ten sposób komórce zmianę kształtu i ruch. Białe krwinki (komórki zwalczające infekcje organizmu) dobrze wykorzystują tę zdolność. Mogą przenieść się do miejsca infekcji i fagocytować patogen.

Spójrz poniżej, zobacz przykład działania białych krwinek. Obejrzyj ten krótki film poklatkowy, na którym komórka wyłapuje dwie bakterie. Pochłania jedno, a następnie przechodzi do drugiego. Zwróć uwagę, że ten film nie zawiera dźwięku.

Link do elementów interaktywnych można znaleźć na dole tej strony.

Tekst audiodeskrypcji „Biała krew ściga bakterie” można zobaczyć tutaj (link otwiera się w nowym oknie).


Czym są mikrofilamenty w biologii?

Kliknij, aby przeczytać więcej szczegółów. W związku z tym, jaka jest główna funkcja mikrofilamentów?

Mikrofilamenty pomagają komórka ruch i są zbudowane z białka zwanego aktyną. Aktyna współpracuje z innym białkiem zwanym miozyną w celu wytworzenia ruchów mięśni, komórka podział i strumieniowanie cytoplazmatyczne. Mikrofilamenty utrzymują organelle na swoim miejscu w komórka.

Następnie pojawia się pytanie, jakie są 4 funkcje Mikrofilamentów? Funkcje mikrofilamentów obejmują cytokinezę, ruch ameboidalny, ruchliwość komórek, zmiany kształtu komórek, endocytozę i egzocytozę, kurczliwość komórek i stabilność mechaniczną.

Czym w związku z tym jest mikrotubula w biologii?

Mikrotubule to włókniste, puste w środku pręciki, które służą przede wszystkim wspieraniu i kształtowaniu komórki. Mikrotubule są zwykle spotykane we wszystkich komórkach eukariotycznych i są składnikiem cytoszkieletu, a także rzęsek i wici. Mikrotubule składają się z tubuliny białkowej.

Z czego składają się mikrofilamenty?

Podstawowe typy włókien tworzących cytoszkielet to mikrofilamenty, mikrotubule i włókna pośrednie. Mikrofilamenty to cienkie, nitkowate włókna białkowe o średnicy 3-6 nm. Oni są opanowany głównie z białka kurczliwego zwanego aktyną, które jest najliczniejszym białkiem komórkowym.


Różnica w reorganizacji mikrotubul i mikrowłókien

Proces dodawania lub usuwania monomerów z mikrowłókien i mikrotubul jest różny. W przypadku mikrowłókien monomery aktyny można dodać do dowolnego końca włókna, w tym do końca zadziorowego (koniec dodatni) i końca szpiczastego (koniec ujemny). W przypadku mikrotubul, w przeciwieństwie do mikrofilamentów, monomery tubuliny są dodawane i usuwane tylko z dodatniego końca. W mikrotubulach za każdym razem dodaje się lub usuwa heterodimer tubuliny składający się z beta-tubuliny i alfa-tubuliny. Mikrotubule zawierają białka gamma-tubuliny na ujemnych końcach kompleksu, które zapobiegają usuwaniu lub dodawaniu tubuliny na ujemnym końcu. W rzeczywistości, podczas mitozy i mejozy, kompleksy gamma tubuliny są luźno zorganizowane wokół centrioli.

Mikrofilamenty: dodawane na obu końcach (plus lub minus)

Mikrotubule: dodawane tylko na plusie

Mikrotubule: zawierają białka gamma-tubuliny na ujemnym końcu, zapobiegają dodawaniu lub usuwaniu tubuliny

Mitoza wymaga 2 centrosomów, których wrzeciona składają się z mikrotubul, a nie mikrofilamentów. Te mikrotubule we wrzecionach pomagają ustawić chromosomy w środku komórki podczas metafazy i rozdzielić je podczas anafazy.

Mikrotubule rosną i kurczą się tylko na plusie. Gdy koniec dodatni jest przykryty tubuliną związaną z GTP, mikrotubula jest stabilna i nie rośnie. Gdy koniec dodatni jest zamknięty na końcu tubuliną związaną z GDP, mikrotubula jest niestabilna i może się kurczyć.

Inną różnicą między mikrotubulami a mikrofilamentami jest to, że w przypadku mikrowłókien kompleksy zarodkujące biorą udział w inicjowaniu tworzenia włókien. W tworzeniu włókien biorą udział 3 białka: aktyna, Arp2 i Arp3. Tworzą kompleks zarodkujący, wiążą się z minusem lub plusem mikrofilamentu.

Mikrofilament regulujący szybkość gromadzenia aktyny

Kompleks aktyna-profilina powoduje szybki wzrost końca dodatniego. Kompleks aktyna-tymozyna hamuje wiązanie i wzrost końca dodatniego. Profilina i tymozyna konkurują ze sobą o wiązanie monomerów aktyny i promowanie tworzenia mikrowłókien.

Mikrofilament: Arp2 + Arp3 + Actin = Zarodkujący kompleks do rozpoczęcia tworzenia

Mikrofilament: aktyna-tymozyna = hamuje vs aktyna-profilina = proliferacja/wzrost


Zawartość

Procesy, w których pośredniczą aktyny i mikrofilamenty, są od dawna przedmiotem badań. Amerykańsko-niemiecki botanik George Engelmann (1879) zasugerował, że wiele rodzajów ruchów obserwowanych u roślin i pierwotniaków, takich jak przepływ cytoplazmatyczny i ruch ameboidalny, było w rzeczywistości prymitywną wersją ruchów skurczu mięśni.

W latach 30. Szent-Györgyi i współpracownicy, łamiąc jeden z kanonów biochemii, zaczęli „badać pozostałość zamiast ekstraktu”, czyli białka strukturalne, a nie enzymy, co doprowadziło do wielu odkryć związanych z mikrofilamentami. [3]

Filamenty aktynowe są składane w dwa ogólne typy struktur: wiązki i sieci. Wiązki mogą składać się z szyków polarnych włókien, w których wszystkie zadziorowe końce skierowane są na ten sam koniec wiązki, lub wiązek niepolarnych, w których zadziorowe końce są skierowane w stronę obu końców. Klasa białek wiążących aktynę, zwanych białkami sieciującymi, dyktuje tworzenie tych struktur. Białka sieciujące określają orientację włókien i odstępy w wiązkach i sieciach. Struktury te są regulowane przez wiele innych klas białek wiążących aktynę, w tym białka motoryczne, białka rozgałęziające, białka odcinające, promotory polimeryzacji i białka przykrywające.

Mikrofilamenty o średnicy około 6 nm [4] są najcieńszymi włóknami cytoszkieletu. Są to polimery podjednostek aktyny (aktyny kulistej lub G-aktyny), które jako część włókna określane są jako aktyna włókienkowa lub F-aktyna. Każdy mikrofilament składa się z dwóch spiralnych, splecionych pasm podjednostek. Podobnie jak mikrotubule, włókna aktynowe są spolaryzowane. Mikrofotografie elektronowe dostarczyły dowodów na ich szybko rosnące kolczaste końce i ich powolny wzrost. Ta polarność została określona przez wzór utworzony przez wiązanie fragmentów miozyny S1: one same są podjednostkami większego kompleksu białkowego miozyny II. Zaostrzony koniec jest powszechnie określany jako koniec minus (-), a koniec z zadziorami jest określany jako koniec plus (+).

In vitro Polimeryzacja aktyny lub zarodkowanie rozpoczyna się od samoasocjacji trzech monomerów G-aktyny w celu utworzenia trimeru. Aktyna związana z ATP następnie sama wiąże koniec kolczasty, a ATP jest następnie hydrolizowany. Hydroliza ATP zachodzi z półokresem około 2 sekund [5], podczas gdy półokres dysocjacji nieorganicznego fosforanu wynosi około 6 minut. [5] To autokatalizowane zdarzenie zmniejsza siłę wiązania między sąsiednimi podjednostkami, a zatem ogólnie destabilizuje włókno. In vivo Polimeryzacja aktyny jest katalizowana przez klasę silników molekularnych śledzących końce włókien, znanych jako aktoklaminy. Najnowsze dowody sugerują, że szybkość hydrolizy ATP i szybkość włączania monomeru są silnie powiązane.

Następnie ADP-aktyna powoli dysocjuje od spiczastego końca, co jest procesem znacznie przyspieszonym przez białko wiążące aktynę, kofilinę. Kofilina związana z ADP odcina regiony bogate w ADP najbliższe (-)-końcom. Po uwolnieniu monomer wolnej aktyny powoli dysocjuje od ADP, który z kolei szybko wiąże się z wolnym ATP dyfundującym w cytozolu, tworząc w ten sposób jednostki monomeryczne ATP-aktyny potrzebne do dalszego wydłużania włókien z zadziorami. Ten szybki obrót jest ważny dla ruchu komórki. Białka zakańczające, takie jak CapZ, zapobiegają dodawaniu lub utracie monomerów na końcu włókien, gdzie obrót aktyny jest niekorzystny, na przykład w aparacie mięśniowym.

Polimeryzacja aktyny wraz z białkami czapeczkowymi została ostatnio wykorzystana do kontrolowania trójwymiarowego wzrostu włókien białkowych, aby wykonać topologie 3D przydatne w technologii i tworzeniu połączeń elektrycznych. Przewodność elektryczną uzyskuje się poprzez metalizację struktury 3D białka. [6] [7]

W wyniku hydrolizy ATP włókna wydłużają się około 10 razy szybciej na ich zadziorowych końcach niż na ich zaostrzonych końcach. W stanie ustalonym szybkość polimeryzacji na zadziorowym końcu odpowiada szybkości depolimeryzacji na zaostrzonym końcu, a mikrofilamenty są uważane za bieżnie. Bieżnia powoduje wydłużenie końcówki zadziorowej i skrócenie końcówki ostrej, tak że włókno w całości się porusza. Ponieważ oba procesy są energetycznie korzystne, oznacza to, że generowana jest siła, energia ostatecznie pochodząca z ATP. [1]

Składanie i rozkładanie cytoszkieletu aktyny wewnątrzkomórkowej jest ściśle regulowane przez mechanizmy sygnalizacji komórkowej. Wiele systemów transdukcji sygnału wykorzystuje cytoszkielet aktynowy jako rusztowanie, utrzymując je na wewnętrznej powierzchni błony obwodowej lub w jej pobliżu. Ta subkomórkowa lokalizacja umożliwia natychmiastową reakcję na działanie receptora transbłonowego i wynikającą z tego kaskadę enzymów przetwarzających sygnał.

Ponieważ monomery aktyny muszą być poddane recyklingowi, aby utrzymać wysokie wskaźniki ruchliwości opartej na aktynie podczas chemotaksji, uważa się, że sygnalizacja komórkowa aktywuje kofilinę, białko depolimeryzujące aktynę-filament, które wiąże się z podjednostkami aktyny bogatymi w ADP najbliżej szpiczastego końca włókna i sprzyja fragmentacji włókien , z towarzyszącą depolimeryzacji w celu uwolnienia monomerów aktynowych. W większości komórek zwierzęcych monomeryczna aktyna wiąże się z profiliną i tymozyną beta-4, które preferencyjnie wiążą się w stechiometrii jeden do jednego z monomerami zawierającymi ATP. Chociaż tymozyna beta-4 jest ściśle białkiem sekwestrującym monomer, zachowanie profiliny jest znacznie bardziej złożone. Profilina zwiększa zdolność monomerów do gromadzenia się poprzez stymulację wymiany ADP związanego z aktyną na ATP w fazie roztworu w celu uzyskania aktyny-ATP i ADP. Profilin jest przenoszony do przodu dzięki PIP2 miejsce wiązania i wykorzystuje swoje miejsce wiązania poli-L-proliny do przyłączania się do białek śledzących końce. Po związaniu profilina-aktyna-ATP jest ładowana do miejsca insercji monomeru silników aktoklapiny.

Innym ważnym składnikiem w tworzeniu filamentu jest kompleks Arp2/3, który wiąże się z bokiem już istniejącego filamentu (lub „filamentu matki”), gdzie zarodkuje tworzenie nowego filamentu potomnego pod kątem 70 stopni w stosunku do filamentu macierzystego włókno, tworząc rozgałęzioną sieć włókien przypominającą wachlarz. [8]

Wyspecjalizowane unikalne struktury cytoszkieletu aktynowego znajdują się w sąsiedztwie błony plazmatycznej. Cztery niezwykłe przykłady to czerwone krwinki, ludzkie embrionalne komórki nerek, neurony i plemniki. W krwinkach czerwonych heksagonalna siatka spektryna-aktyna jest utworzona przez połączone ze sobą krótkie włókna aktynowe. [9] W ludzkich embrionalnych komórkach nerkowych aktyna korowa tworzy pozbawioną łusek strukturę fraktalną. [10] W aksonach neuronalnych aktyna tworzy okresowe pierścienie, które są stabilizowane przez spektrynę i adducynę. [11] [12] A w plemnikach ssaków aktyna tworzy spiralną strukturę w wstawce, tj. pierwszym segmencie wici. [13]

W komórkach niemięśniowych włókna aktynowe tworzą się w pobliżu powierzchni błony. Ich powstawanie i obrót reguluje wiele białek, m.in.:

  • Białko śledzące końce włókien (np. forminy, VASP, N-WASP)
  • Filament-nukleator znany jako kompleks białka związanego z aktyną-2/3 (lub Arp2/3)
  • Substancje sieciujące włókno (np. α-aktynina, fascyna i fimbryna)
  • Białka wiążące monomer aktyny profilin i tymozyna β4
  • Zakraplacze z zadziorami, takie jak Capping Protein i CapG, itp.
  • Białka przecinające włókno, takie jak gelsolin.
  • Białka depolimeryzujące aktynę, takie jak ADF/kofilina.

Sieć włókien aktynowych w komórkach niemięśniowych jest bardzo dynamiczna. Sieć filamentów aktynowych jest ułożona z zadziorowanym końcem każdego filamentu przymocowanym do błony obwodowej komórki za pomocą silników wydłużających zaciśnięte włókno, wspomnianych powyżej „aktoklamin”, utworzonych z zadziorowanego końca filamentu i białka zaciskającego (formin , VASP, Mena, WASP i N-WASP). [14] Podstawowym podłożem dla tych silników wydłużających jest kompleks profilina-aktyna-ATP, który jest bezpośrednio przenoszony na wydłużające się końce włókien. [15] Zaostrzony koniec każdego włókna jest zorientowany w kierunku wnętrza komórki. W przypadku wzrostu lamellipodialnego, kompleks Arp2/3 generuje rozgałęzioną sieć, aw filopodiach tworzy się równoległy układ włókien.

Silniki miozyny to wewnątrzkomórkowe enzymy zależne od ATP, które wiążą się z włóknami aktynowymi i poruszają się wzdłuż nich. Różne klasy silników miozynowych mają bardzo różne zachowania, w tym wywieranie napięcia w komórce i transportowanie pęcherzyków ładunkowych.

Jeden z proponowanych modeli sugeruje istnienie silników molekularnych śledzących zaostrzone końce włókien aktynowych, określanych jako „aktoklapina”. [16] Proponowane aktoklampiny wytwarzają siły napędowe potrzebne do ruchliwości opartej na aktynie lamellipodiów, filopodiów, inwadipodów, kolców dendrytycznych, pęcherzyków wewnątrzkomórkowych i procesów ruchowych w endocytozie, egzocytozie, tworzeniu podosomów i fagocytozy. Silniki Actoclampin napędzają również takie patogeny wewnątrzkomórkowe, jak: Listeria monocytogenes, Shigella flexneri, krowianka oraz Rickettsia. Po zmontowaniu w odpowiednich warunkach te molekularne silniki śledzące końce mogą również napędzać cząstki biomimetyczne.

Termin aktoklapina pochodzi od działać- aby wskazać udział filamentu aktynowego, jak w aktomiozynie, oraz Zacisk w celu wskazania urządzenia zaciskowego używanego do wzmacniania elastycznych/ruchomych przedmiotów oraz do bezpiecznego mocowania dwóch lub więcej elementów, po czym następuje przyrostek -w aby wskazać jego pochodzenie białkowe. Białko śledzące końce filamentów aktynowych można zatem nazwać klepsyną.

Dickinson i Purich uznali, że szybka hydroliza ATP może wyjaśnić siły osiągane podczas ruchliwości opartej na aktynie. [14] Zaproponowali prostą sekwencję mechanoenzymatyczną znaną jako Lock, Load & Amp Fire Model, w której białko śledzące koniec pozostaje ściśle związane ("zablokowane" lub zaciśnięte) na końcu jednego subfilamentu dwuniciowej aktyny włókno. Po związaniu z rejestrami Glycyl-Prolyl-Prolyl-Prolyl-Prolyl-Prolyl na białkach śledzących, profilin-ATP-aktyna jest dostarczana ("ładowana") do niezamocowanego końca drugiego podwłókien, po czym ATP w obrębie już zaciśniętego końca podjednostka drugiego subfragmentu jest hydrolizowana („wystrzeliwana”), zapewniając energię potrzebną do uwolnienia tego ramienia end-trackera, który następnie może związać inną profilinę-ATP-aktynę, aby rozpocząć nową rundę dodawania monomeru.

Zaangażowane kroki Edytuj

Poniższe kroki opisują jeden cykl generujący siłę silnika molekularnego aktoklapiny:

  1. Kofaktor polimeryzacji profilina i ATP·aktyna łączą się, tworząc kompleks profilina-ATP-aktyna, który następnie wiąże się z jednostką śledzącą koniec
  2. Kofaktor i monomer są przenoszone do zadziorowego końca aktyny już zaciśniętego włókna
  3. Jednostka śledząca i kofaktor dysocjują od sąsiedniego protofilamentu w etapie, który może być ułatwiony przez energię hydrolizy ATP w celu modulowania powinowactwa kofaktora i/lub jednostki śledzącej dla włókna, a następnie ten cykl mechanoenzymatyczny jest powtarzany, zaczynając tym razem od inne miejsce wzrostu podwłókien.

Podczas pracy z korzyścią hydrolizy ATP, silniki prądu przemiennego generują siły na włókno 8–9 pN, co jest znacznie większe niż granica 1–2 pN na włókno dla silników pracujących bez hydrolizy ATP. [14] [16] [17] Termin aktoklapina jest ogólny i odnosi się do wszystkich silników molekularnych śledzących końce włókien aktynowych, niezależnie od tego, czy są one napędzane aktywnie przez mechanizm aktywowany ATP, czy pasywnie.


Filamenty pośrednie i mikrotubule

Mikrotubule są częścią cytoszkieletu komórki, pomagając komórce oprzeć się kompresji, przemieszczać pęcherzyki i oddzielać chromosomy podczas mitozy.

Cele nauczania

Opisać rolę mikrotubul jako części cytoszkieletu komórki

Kluczowe dania na wynos

Kluczowe punkty

  • Mikrotubule pomagają komórce oprzeć się kompresji, zapewniają ścieżkę, wzdłuż której pęcherzyki mogą poruszać się po komórce i są składnikami rzęsek i wici.
  • Rzęsy i wici to struktury przypominające włosy, które pomagają w poruszaniu się niektórych komórek, a także wyścielają różne struktury w celu wychwytywania cząstek.
  • Struktury rzęsek i wici są szykiem 𔄡+2,”, co oznacza, że ​​pierścień dziewięciu mikrotubul jest otoczony przez dwa kolejne mikrotubule.
  • Mikrotubule przyczepiają się do zreplikowanych chromosomów podczas podziału komórki i rozsuwają je na przeciwległe końce bieguna, umożliwiając komórce podział z pełnym zestawem chromosomów w każdej komórce potomnej.

Kluczowe terminy

  • mikrotubule: Małe rurki wykonane z białka i znajdujące się w komórkach cytoszkieletu
  • rozłóg: wić to wyrostek przypominający rzęsę, który wystaje z ciała komórki niektórych komórek prokariotycznych i eukariotycznych
  • cytoszkielet: Struktura komórkowa przypominająca szkielet, zawarta w cytoplazmie.

Mikrotubule

Jak sama nazwa wskazuje, mikrotubule to małe puste rurki. Mikrotubule, wraz z mikrofilamentami i włóknami pośrednimi, należą do klasy organelli znanych jako cytoszkielet. Cytoszkielet jest szkieletem komórki, który stanowi strukturalny składnik wspierający. Mikrotubule są największym elementem cytoszkieletu. Ściany mikrotubuli zbudowane są ze spolimeryzowanych dimerów α-tubuliny i β-tubuliny, dwóch białek globularnych. Mikrotubule o średnicy około 25 nm są najszerszymi składnikami cytoszkieletu. Pomagają komórce oprzeć się kompresji, zapewniają ścieżkę, wzdłuż której pęcherzyki poruszają się przez komórkę i przyciągają replikowane chromosomy do przeciwległych końców dzielącej się komórki. Podobnie jak mikrofilamenty, mikrotubule mogą szybko się rozpuszczać i odbudowywać.

Struktura mikrorurek: Mikrotubule są puste, ze ściankami składającymi się z 13 spolimeryzowanych dimerów α-tubuliny i β-tubuliny (zdjęcie po prawej). Zdjęcie po lewej przedstawia strukturę molekularną tuby.

Mikrotubule są również elementami strukturalnymi wici, rzęsek i centrioli (te ostatnie są dwoma prostopadłymi ciałami centrosomu). W komórkach zwierzęcych centrosom jest ośrodkiem organizującym mikrotubule. W komórkach eukariotycznych wici i rzęski różnią się strukturalnie od swoich odpowiedników u prokariontów.

Włókna pośrednie barwione keratyną: Keratynowe włókna pośrednie cytoszkieletu są skoncentrowane wokół krawędzi komórek i łączą się z błoną powierzchniową. Ta sieć włókien pośrednich od komórki do komórki utrzymuje razem tkanki, takie jak skóra.

Filamenty pośrednie

Filamenty pośrednie (IF) są składnikami cytoszkieletu występującymi w komórkach zwierzęcych. Składają się z rodziny pokrewnych białek o wspólnych cechach strukturalnych i sekwencyjnych. Włókna pośrednie mają średnią średnicę 10 nanometrów, która mieści się pomiędzy aktyny 7 nm (mikrofilamenty) a mikrotubulami 25 nm, chociaż początkowo zostały one oznaczone jako „pośrednie”, ponieważ ich średnia średnica mieści się pomiędzy węższymi mikrofilamentami ( aktyna) i szersze włókna miozyny znajdujące się w komórkach mięśniowych. Filamenty pośrednie przyczyniają się do tworzenia elementów strukturalnych komórek i często mają kluczowe znaczenie w utrzymywaniu razem tkanek, takich jak skóra.

Wici i rzęski

Wici (liczba pojedyncza = wici) to długie, przypominające włosy struktury, które wystają z błony komórkowej i służą do poruszania całej komórki (na przykład nasienia, Euglena). Gdy jest obecna, komórka ma tylko jedną wici lub kilka wici. Jednak gdy obecne są rzęski (liczba pojedyncza = rzęski), wiele z nich rozciąga się na całej powierzchni błony komórkowej. Są to krótkie, podobne do włosów struktury, które służą do przemieszczania całych komórek (takich jak pantofelek) lub substancji wzdłuż zewnętrznej powierzchni komórki (na przykład rzęski komórek wyściełających jajowody, które przesuwają komórkę jajową w kierunku macicy lub rzęski wyściełające komórki dróg oddechowych, które wychwytują cząstki stałe i przesuwają je w kierunku nozdrzy).

Pomimo różnic w długości i liczbie, wici i rzęski mają wspólny układ strukturalny mikrotubul zwany tablicą 𔄡+2. Jest to właściwa nazwa, ponieważ pojedyncza wici lub rzęski składają się z pierścienia dziewięciu dubletów mikrotubul otaczające pojedynczy dublet mikrotubul w środku.

Mikrotubule są strukturalnym składnikiem wici: Ten transmisyjny mikrograf elektronowy dwóch wici pokazuje układ mikrotubul 9+2: dziewięć dubletów mikrotubul otacza pojedynczy dublet mikrotubul.


Zapalenie wątroby i cholestaza w okresie niemowlęcym: zaburzenia wewnątrzwątrobowe

Postępująca cholestaza wewnątrzwątrobowa

Postępująca cholestaza wewnątrzwątrobowa to heterogeniczny zestaw zaburzeń rodzinnych o nieznanej przyczynie, które prowadzą do marskości i śmierci, zwykle w pierwszej lub drugiej dekadzie. W większości zgłoszonych przypadków nie ma rozróżnienia kryteriów patologicznych lub biochemicznych. Cechą prezentującą może być żółtaczka w okresie noworodkowym lub żółtaczka, świąd lub zespół złego wchłaniania pojawiający się później w okresie niemowlęcym. W niektórych rodzinach występuje zespół, który początkowo wydaje się być podobny do łagodnej nawracającej cholestazy. Świąd jest często ciężki. Biegunka, biegunka tłuszczowa i brak wzrostu są często istotnymi cechami. Remisja nigdy nie jest całkowita. Rzadko objawy kliniczne są jasne, ale wyniki testów czynności wątroby pozostają nieprawidłowe. Występują zaostrzenia trwające od kilku dni do 20 miesięcy, często wywoływane przez infekcję. Zidentyfikowano rodziny z wysokim stężeniem sodu w pocie, ale bez innych cech mukowiscydozy. Pierścienie Kaysera-Fleischera odnotowano u osób z długotrwałą cholestazą. Opisano przyspieszoną żółć, kamienie żółciowe, duży pęcherzyk żółciowy, zapalenie trzustki i zapalenie mięśnia sercowego. Hepatomegalia utrzymuje się z narastającym zwłóknieniem wewnątrzwątrobowym, przechodzącym zwykle w marskość typu żółciowego, ale u niektórych pacjentów, zwłaszcza pochodzenia arabskiego, z cechami przewlekłego agresywnego zapalenia wątroby. Następuje splenomegalia, nadciśnienie wrotne i krwawienie z żylaków. Może rozwinąć się wątrobiak (Ugarte i Gonzalez-Crussi, 1981).

Szereg odrębnych podgrup zostało opisanych w ramach określonych rodzin lub grup rasowych.

Cholestaza z akumulacją aktyny i mikrofilamentów u dzieci z Ameryki Północnej

Znaczące nagromadzenie mikrowłókien okołokanalikowych z dużą ilością aktyny otaczającej rozszerzone kanaliki żółciowe i dobrze zachowane mikrokosmki są charakterystycznymi cechami zaburzenia opisanego u 14 dzieci z Ameryki Północnej. Żółtaczka w okresie noworodkowym przechodząca w marskość do 2 roku życia była typowym objawem, ale niektórzy prezentowali cechy marskości bez wcześniejszej żółtaczki. Świąd, szmery w sercu, nawracające infekcje skóry i uszu, ciężkie krwawienie z nosa oraz charakterystyczna smużka drobnych naczyń krwionośnych na policzkach to główne objawy kliniczne ( Weber i in., 1981 ).

Śmiertelny rodzinny zespół cholestatyczny u dzieci grenlandzkich Eskimosów

Utrzymująca się żółtaczka rozpoczynająca się w pierwszych 3 miesiącach życia, świąd, zaburzenia wchłaniania i jego powikłania, trombocytoza i niskie stężenie cholesterolu w surowicy były charakterystycznymi cechami tego zespołu dziedziczonego autosomalnie recesywnie. Osiem z 16 zmarło z powodu infekcji i krwawienia między 6 tygodniem a 3 rokiem życia, przy czym najstarszy ocalały miał 30 miesięcy. Cechy ultrastrukturalne nie były znaczące, ale nawet podczas sekcji zwłok nie stwierdzono marskości wątroby, chociaż występowało zwłóknienie wrota wrotnego.

Choroba Bylera

Ciężka rodzinna cholestaza idiopatyczna przechodząca w marskość wątroby z wczesną śmiercią, często w pierwszej dekadzie życia, została opisana u ośmiu członków rodziny Bylerów i innych rodzin amiszów ( Clayton i in., 1969). Najdłuższy odnotowany okres życia to 18 lat ( Jones i in., 1976 ).

Niedawno zidentyfikowano trzy kolejne kategorie, dwie na podstawie niezwykłych odkryć biochemicznych o niepewnym znaczeniu patogennym, a jedną na podstawie charakterystycznych zmian w głównych wewnątrzwątrobowych drogach żółciowych.

Maggiore i współpracownicy (1987) opisali podgrupę charakteryzującą się prawidłowymi stężeniami transpeptydazy gamma-glutamylowej w surowicy, co jest najbardziej niezwykłe u niemowląt z jakąkolwiek inną postacią choroby wątroby i dróg żółciowych. Niemowlęta te miały wyraźne kliniczne i patologiczne dowody postępującego zwłóknienia wątroby z pojawieniem się powikłań marskości w pierwszej dekadzie. Inne testy biochemiczne uszkodzenia wątroby były nieprawidłowe.

Strumm i inni (1990) ostatnio wykazali upośledzoną syntezę apolipoproteiny A-1 w hepatocytach z bardzo niskimi poziomami w surowicy jako charakterystyczną cechę u 18 pacjentów z tym zaburzeniem.

Stwardniające zapalenie dróg żółciowych o początku noworodkowym

Amedee-Manesme i in. (1989) opisali ośmioro dzieci, z których troje miało spokrewnionych rodziców z żółtaczką w pierwszych 36 miesiącach życia z cholangiograficznymi cechami stwardniającego zapalenia dróg żółciowych. Chociaż żółtaczka ustąpiła, inne testy czynnościowe wątroby pozostały nieprawidłowe, a marskość wątroby z nadciśnieniem wrotnym została stwierdzona w wieku 9 lat. Te same wyniki zaobserwowano u dwojga rodzeństwa z patentami spokrewnionymi, przy czym starszy został pomyślnie przeprowadzony w wieku 6 lat ( Baker i inni., 1993 ).

Zaburzenia magazynowania żelaza

Te zwykle śmiertelne choroby charakteryzują się cztero- i siedmiokrotnym wzrostem żelaza w wątrobie, trzustce, sercu, gruczołach dokrewnych i zewnątrzwydzielniczych oraz w skórze (patrz rozdział 15). Hemosyderoza, zarówno wątrobowokomórkowa, jak i siateczkowo-śródbłonkowa, występuje w leprechaunizmie. W tej chorobie wątroba zawiera również liczne małe guzki złożone z dużych, bladych, pienistych hepatocytów z dużą ilością glikogenu i niewielką ilością tłuszczu. Niektóre przypadki wykazują wewnątrzwątrobową cholestazę i proliferację dróg żółciowych. Inni nie mają nieprawidłowości wątroby (Ordway i Stout, 1973).

Hepatosteatoza

W wielu rodzinach opisywano sprzężoną hiperbilirubinemię, czasami kernicterus, skazę krwotoczną i wyraźny naciek stłuszczenia w wątrobie, a także innych narządach i trzewiach, prowadzący do zgonu w okresie noworodkowym. W niektórych rodzinach dotyczy to tylko mężczyzn. W jednym przypadku wyraźnie wzrosły lipidy i kwasy tłuszczowe w surowicy. Dzięki nowoczesnym badaniom powinno się wykazać, że mają one specyficzne wrodzone wady metabolizmu (patrz rozdział 15).

Rzadkie skojarzenia

Choroba wątroby występująca w okresie niemowlęcym jest powiązana z łagodnym zespołem de Jeune'a, a także z niewydolnością kanalików nerkowych i wieloma wadami wrodzonymi (patrz Rozdział 16).


Obejrzyj wideo: FISH - Fluorescent In Situ Hybridization (Sierpień 2022).