Caveola

En bioloxía, as caveolas (do latín caveola-ae 'pequenas covas') son un tipo especial de balsa lipídica, que constitúen pequenas invaxinacións de (50–100 nanómetros) da membrana plasmática de moitos tipos de células de moitos vertebrados, presentes especialmente en células endoteliais, adipocitos e células da notocorda embrionaria.^[1] Foron descubertas por E. Yamada en 1955.^[2]

Estas estruturas con forma de ampola son ricas en proteínas e en lípidos como o colesterol e os esfingolípidos e teñen varias funcións na transdución de sinais.^[3] Tamén se cre que xogan un papel na mecanoprotección, mecanopercepción, endocitose, oncoxénese e a captación de bacterias patóxenas e certos virus.^[4][5][6][7]

A formación e mantemento das caveolas pensábase inicialmente que se debía principalmetne ás proteínas caveolinas,^[8] de 21 kD. Existen tres xenes homólogos de caveolinas que se expresan en células de mamíferos, que no home se chaman CAV1, CAV2 e CAV3. Estas proteínas teñen unha topoloxía común: un N-terminal citoplasmático cun dominio armazón, un longo dominio en forquita transmembrana e un C-terminal tamén citoplasmático. As caveolinas sintetízanse como monómeros e son transportadas ao aparato de Golgi. Durante o seu transporte posterior pola vía secretora, as caveolinas asócianse con balsas lipídicas e forman oligómeros (de 14 a 16 moléculas). Estas caveolinas oligomerizadas forman as caveolas. A presenza de caveolinas causa un cambio local na morfoloxía da membrana.^[9]

A finais da década de 2000 descubriuse que as proteínas cavinas eran os principais compoñentes estruturais que controlaban a formación das caveolas.^{[10][11][12][13]} A familia das proteínas cavinas consta de cavina1 (tamén chamada PTRF), cavina2 (tamén coñecida como SDPR), cavina3 (ou SRBC) e cavina4 (ou MURC). A cavina1 parece ser o principal regulador da formación de caveolas en moitos tecidos, e simplemente coa expresión da cavina1 xa é suficiente para a formación de caveolas morfolóxicas en células que carecen de caveolas pero teñen abundante caveolina 1 (Cav1).^[14][10] A cavina4, análoga da caveolina 3 (Cav3), é específica do músculo.^[11]

As caveolas son un lugar de endocitose dependente de balsa e independente de clatrina. A capacidade das caveolinas de oligomerizarse debido aos seus dominios de oligomerización é necesaria para a formación de vesículas endocíticas caveolares. A oligomerización leva á formación de microdominios ricos en caveolinas na membrana plasmática. O incremento dos niveis de colesterol e a inserción dos dominios de armazón de caveolinas na membrana plasmática leva á expansión da invaxinación caveolar e á formación de vesículas endocíticas. A fisión das vesículas desde a membrana plasmática é despois mediada pola GTPase dinamina II, que está localizada no pescozo da vesícula que se invaxina. A vesícula caveolar liberada no citoplasma pode fusionarse cun endosoma temperán ou caveosoma. O caveosoma é un compartimento endosómico con pH neutro que non ten marcadores endosómicos temperáns. Porén, contén moléculas internalizadas pola endocitose caveolar.^[9][15]

Este tipo de endocitose utilízase, por exemplo, para a transcitose de albumina en células endoteliais ou para a internalización do receptor da insulina en adipocitos primarios.^[9]

• As caveolas son necesarias para a protección das células dos estreses mecánicos en moitos tipos de tecidos, como o músculo esquelético, células endoteliais e células da notocorda.^[16][17][18].
• As caveolas poden usalas algúns patóxenos para entrar na célula evitando a degradación nos lisosomas. Porén, algunhas bacterias non usan as caveolas típicas senón só as áreas ricas en caveolina da membrana plasmática. Entre os patóxenos que aproveitan esta vía endocítica están virus como o SV40 e os poliomavirus, e bacterias, como algunhas cepas de Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Porphyromonas gingivalis.^[15]
• As caveolas teñen un papel na sinalización celular tamén. As caveolinas asócianse con algunhas moléculas de sinalización (por exemplo, eNOS) por medio do seu dominio de armazón e así poden regular a súa sinalización. As caveolas están tamén implicadas na regulación de canles de membrana e na sinalización do calcio.^[15]
• As caveolas tamén participan na regulación de lípidos. En adipocitos exprésanse altos niveis da caveolina 1 (Cav1). A caveolina asóciase co colesterol, ácidos graxos e pingas de lípidos e está implicada na súa regulación.^[15]
• As caveolas poden tamén servir como mecanosensores en varios tipos celulares. En células endoteliais, as caveolas están implicadas na sensación de fluxo. A exposición crónica ao estímulo de fluxo orixina un incremento dos niveis de caveolina 1 na membrana plasmática, a súa fosforilación, a activación do encima sinalizador eNOS e a remodelación dos vasos sanguíneos. En células do músculo liso a caveolina 1 ten un papel na percepción do estiramento que desencadea a progresión do ciclo celular.^[15]

Algúns inhibidores coñecidos da vía das caveolas son a filipina III, a xenisteína e a nistatina.^[9]

• Pinocitose
• Endocitose

• Imaxe de Histoloxía: 21402loa – Histology Learning System na Universidade de Boston