Миозин микроворсинок кишечного эпителия способствует пищеварению

Микроворсинки эпителия кишечника не только обеспечивают большую площадь поверхности всасывания, но и, благодаря двигательному белку миозину-1, формируют и высвобождают в просвет кишечника содержащие ферменты везикулы.

Долгое время считалось, что микроворсинки, покрывающие эпителий просвета кишечника, служат для увеличения поверхности всасывания питательных веществ. Однако ученых смущал тот факт, что внутри каждой микроворсинки содержится пучок волокон структурного белка актина, скрепленных между собой и с мембраной клетки белком миозином-1, относящимся к семейству миозинов, обеспечивающих сокращение мышечных волокон. По словам руководителя исследования, профессора Мэтью Тиска (Matthew Tyska) из университета Вандербильта (Vanderbilt University Medical Center), содержание в микроворсинках двигательных и структурных белков слишком велико для структуры, выполняющей пассивную роль увеличения площади поверхности.

Авторы выделяли из эпителия кишечника крыс и мышей так называемую «щеточную кайму» – слой плотно упакованных микроворсинок – и вносили в среду ее культивирования АТФ – химическое соединение, используемое миозином-1 в качестве источника энергии. Наблюдая за клетками в микроскоп, ученые увидели, как клеточная мембрана перестраивается и ее участок отшнуровывается от вершин микроворсинок в виде мельчайших пузырьков – везикул.

Эксперименты на генетически модифицированных мышах, не имеющих гена, кодирующего миозин-1, подтвердили, что перемещение определенных участков мембраны по направлению к вершине микроворсинки осуществляется с помощью этого белка. Клетки кишечного эпителия таких животных формировали только 5% от нормального количества везикул.

Изучение состава везикул с помощью масс-спектрометрии и других аналитических методов показало, что внутри пузырьков содержатся расщепляющие питательные вещества ферменты и белки-переносчики, высокая концентрация которых характерна для мембраны клеток кишечного эпителия.

В настоящее время авторы пытаются найти ответ на вопрос: для чего микроворсинки отшнуровывают везикулы в полость кишечника? Одной из наиболее правдоподобных версий является то, что таким образом обеспечивается более быстрое и полное расщепление питательных веществ еще до того, как они абсорбируются клетками щеточной каймы. Возможно, этот механизм выполняет также защитную функцию, предотвращая попадание патогенных микроорганизмов на поверхность эпителия, или обеспечивает межклеточное взаимодействие посредством формирования везикул, содержащих сигнальные белки.

Еще одной задачей, которую поставили перед собой исследователи, является изучение роли миозина-1, входящего в состав некоторых других структур организма, в том числе волосковых клеток внутреннего уха.

 

www.jerelo.com.ua