Microvilli: struktuur, funktsioon ja haigused

Mikrovillid on rakkude pikendused. Neid leidub näiteks soolestikus, emakasja maitse pungad. Nad parandavad absorptsioon rakkude pindala suurendades.

Mis on mikrovillid?

Mikrovillid on rakuliste osade niitprojektsioonid. Mikrovillid on eriti levinud epiteelirakkudes. Need on survestatud või näärmekoe rakud, näiteks soolestikus. Mikrovillide eesmärk on sageli absorptsioon raku keskkonnast pärinevad ained. Resorptsioon võib viidata ainete omastamisele seedetrakt samuti endogeensed ained. Mikrovillidega varustatud rakud esinevad tavaliselt rühmades; need moodustavad sageli nn harjapiiri. Lisaks mikrovillidele on olemas ka muud tüüpi väljaulatuvad osad, millega mikrovilli ei tohiks segi ajada. Cilia, erinevalt mikrovillidest, ei ole väljaulatuvad osad membraanist, vaid plasmast ja koosnevad mikrotuubulitest. Teiselt poolt koosnevad stereotsiiliad aktiinifilamentidest nagu mikrovillid but kasvama plasmast nagu ripsmed.

Anatoomia ja struktuur

Mikrovillide läbimõõt on keskmiselt 0.8-0.1 um. Nende pikkus on umbes 2- 4 um. Väljaulatuv osa asub raku apikaalsel küljel, st tipus. See külg on suunatud basaalmembraanile, mis on selle spetsiifiline osa rakumembraan. Valgusmikroskoobi all saab seda ala eristada ülejäänud membraanist. Vastavalt nende funktsioonidele on basaalmembraan orienteeritud teistele kudedele, samal ajal kui mikrovillid moodustavad raku vaba pinna või ulatuvad valendikku. Väliselt on mikrovillid ümbritsetud kihiga erinevatest suhkrutest ja valgud tuntud kui glükokalüks. Mõlemal mikrovilli sees on keskne kiudude kimp. See koosneb aktiinifilamentidest. See on valk, mida leidub ka lihastes ja tsütoskeletis. Aktiinfilament stabiliseerib mikrovilli ja aitab kaasa nende piklikule kuni ovaalsele kujule. Üksikute aktiinfilamentide vahel on muid valgud mis hoiavad kimbud koos: Fimbrin ja Fascin. Mikrovilli külgedel kinnitavad müosiin I filamendid aktiinikimbud raku pinnale. Spekriin kinnitab kiud tsütoskeleti külge. Müosiin ja spektriin on samuti valgu struktuurid.

Funktsioon ja rollid

Mikrovillid suurendavad rakkude pindala, suurendades seeläbi ainevahetust raku ja keskkonna vahel. Lisaks on mikrovillide difusioonikindlus eriti madal, mis suurendab veelgi ainete transporti üle rakumembraan. Mikrovillides annab rakk aktiini filamentide abil edasi imendunud aineid. Need ei ole mitte ainult transpordirööpad, vaid ka rütmiliselt. Pumbamisliigutuste kaudu kiirendavad nad ainete edasikandumist raku sisemusse. Glükokalüks, mis moodustab mikrovillidele kihi, määrab raku antigeensed omadused. Antigeenid esindavad pinnal olevaid struktuure. Need võimaldavad immuunsüsteemi objektide tuvastamiseks ja potentsiaalselt kahjulike võõrkehade tuvastamiseks. Lisaks võimaldab glükokalüks rakku ära tunda. Rakkude adhesioon - st koerakkude kinnitumine - sõltub ka mikrovilli glükokalüksist. Soolestikus istuvad epiteelirakud, millel on mikrovillid, soole villidel. Soolestiku villid on väljaulatuvad osad soolestikus limaskest. Samamoodi nagu mikrovillid on rakupikendused, on soolevillid lamina propria laiendused (omased nahk) soolestikus. Lamina propria ümbritseb õhuke silelihasekiht. Aastal kaksteistsõrmiksool, see on ka koduks näärmetele, mis eritavad seedemahlu. Soolevillid ja mikrovillid suurendavad oluliselt soolestiku pinda. Täiskasvanud inimesel on see keskmiselt 180 m². Suurenenud pind võimaldab organismil toitaineid tõhusamalt omastada ja sel viisil optimaalselt ära kasutada tarbitud toitu.

Haigused

Mikrovillid esindavad rotaviirus. Kaheahelaline RNA viirus levib väljaheidete kaudu ja põhjustab kõhulahtisus, mis on sageli mukopululentne ja kollakaspruun kuni värvitu. Muud nakkuse sümptomid on oksendamine ja palavik.Rotaviirus nakatab soolestikus paiknevaid mikrovilli limaskest. See valib infektsiooniks ainult mikrovillide otsad ja mitte ühtegi muud rakutüüpi. Kui rakk on nakatunud, võtab viirus ainevahetuse üle, põhjustades rakul oma geneetilise materjali hukkamist. Nii käivitab viirus vakuoliseerimise: rakukehas tekivad mullid, mis on ümbritsetud nende enda membraaniga. Vakuoliseerimise käigus moodustub alati mitu vakuooli, millel pole raku enda jaoks mingit funktsiooni. Lisaks sellele rotaviirus manipuleerib raku välismembraani struktuuriga, mis seeläbi kaotab selle terviklikkuse. Selle tagajärjel kaotab rakk kaitse nahk ja laguneb. Seda protsessi nimetatakse bioloogias tsütolüüsiks. See viib raku surma. The epiteel, mille rakud oma mikrovillidega mängivad resorptsioonis keskset rolli, ei suuda oma ülesannet enam piisavalt täita. Selle tulemuseks on tõsine kõhulahtisus iseloomulik Rota nakkusele. The immuunsüsteemi lõpuks moodustub antikehade viiruse vastu, samal ajal kui organism asendab surnud rakud ja moodustab uued mikrovillid.