الكهوف

في علم الأحياء ، تُعرف الكهوف ( كلمة لاتينية تعني "كهوف صغيرة"؛ المفرد: كهف )، وهي نوع خاص من الحويصلات الدهنية ، بأنها انغمادات صغيرة (50-100 نانومتر ) في الغشاء البلازمي لخلايا العديد من الفقاريات . وهي أكثر السمات السطحية وفرةً في العديد من أنواع خلايا الفقاريات، وخاصة الخلايا البطانية والخلايا الدهنية وخلايا الحبل الظهري الجنينية . ^{[ 1 ] [ 2 ]} وقد اكتشفها إي. يامادا لأول مرة عام 1955. ^{[ 3 ]}

تتميز هذه التراكيب الشبيهة بالقارورة بغناها بالبروتينات والدهون ، مثل الكوليسترول والدهون السفينغولية ، ولها وظائف متعددة في نقل الإشارات . ^{[ 4 ]} ويُعتقد أيضاً أنها تلعب دوراً في الحماية الميكانيكية ، والاستشعار الميكانيكي ، والبلعمة الخلوية ، وتكوين الأورام ، وامتصاص البكتيريا الممرضة وبعض الفيروسات . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 3 ] [ 7 ]}

كان يُعتقد في البداية أن تكوين الكهيفات والحفاظ عليها يعود بشكل أساسي إلى الكافولين ، ^{[ 8 ]} وهو بروتين يبلغ وزنه الجزيئي 21 كيلو دالتون . توجد ثلاثة جينات متماثلة للكافولين تُعبَّر عنها في خلايا الثدييات: Cav1 و Cav2 و Cav3 . تشترك هذه البروتينات في بنية طوبولوجية واحدة: طرف أميني سيتوبلازمي يحتوي على نطاق داعم، ونطاق غشائي طويل على شكل دبوس شعر، وطرف كربوكسيلي سيتوبلازمي. تُصنَّع الكافولينات على شكل مونومرات وتُنقل إلى جهاز جولجي. أثناء نقلها اللاحق عبر المسار الإفرازي، ترتبط الكافولينات بجزر الدهون وتُشكِّل قليل الوحدات (14-16 جزيئًا). تُشكِّل هذه القليلات من الكافولينات الكهيفات. يؤدي وجود الكافولين إلى تغيير موضعي في مورفولوجيا الغشاء. ^{[ 9 ]}

برزت بروتينات الكافين في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية كمكونات هيكلية رئيسية تتحكم في تكوين الكهيفات. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} تتكون عائلة بروتينات الكافين من كافين1 (المعروف أيضًا باسم PTRF)، وكافين2 (المعروف أيضًا باسم SDPR)، وكافين3 (المعروف أيضًا باسم SRBC)، وكافين4 (المعروف أيضًا باسم MURC). وقد ثبت أن كافين1 هو المنظم الرئيسي لتكوين الكهيفات في أنسجة متعددة، حيث يكفي التعبير عن كافين1 وحده لتكوين الكهيفات المورفولوجية في الخلايا التي تفتقر إلى الكهيفات ولكنها غنية ببروتين كافين1. ^{[ 14 ] [ 10 ]} أما كافين4، المشابه لكافين3، فهو خاص بالعضلات. ^{[ 11 ]}

تُعدّ الكهيفات أحد مصادر الإدخال الخلوي المعتمد على الحويصلات الغشائية غير المعتمدة على الكلاثرين . وتُعدّ قدرة الكافولينات على تكوين قليل الوحدات، بفضل نطاقاتها المُخصصة لذلك، ضرورية لتكوين حويصلات الإدخال الخلوي الكهيفية. يؤدي هذا التكوين إلى تكوين نطاقات دقيقة غنية بالكافولين في الغشاء البلازمي. ويؤدي ارتفاع مستويات الكوليسترول وإدخال نطاقات الكافولينات الداعمة في الغشاء البلازمي إلى توسع انغماد الكهيفات وتكوين حويصلات الإدخال الخلوي. ثم يتم فصل الحويصلة عن الغشاء البلازمي بواسطة إنزيم GTPase دينامين II، الذي يتمركز في عنق الحويصلة المتبرعمة. ويمكن للحويصلة الكهيفية المُحررة أن تندمج مع الجسيم الداخلي المبكر أو الكهيفات. والكهيفات عبارة عن حجيرة داخلية ذات درجة حموضة متعادلة، ولا تحتوي على علامات الجسيم الداخلي المبكر. ومع ذلك، فهي تحتوي على جزيئات تم استيعابها عن طريق الإدخال الخلوي الكهيفات. ^{[ 9 ] [ 15 ]}

يُستخدم هذا النوع من الإدخال الخلوي، على سبيل المثال، في النقل الخلوي للألبومين في الخلايا البطانية أو في إدخال مستقبلات الأنسولين في الخلايا الدهنية الأولية. ^{[ 9 ]}

• لقد ثبت أن الكهيفات ضرورية لحماية الخلايا من الإجهاد الميكانيكي في أنواع متعددة من الأنسجة مثل العضلات الهيكلية والخلايا البطانية وخلايا الحبل الظهري. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}
• تُستخدم الكهيفات لدخول بعض مسببات الأمراض إلى الخلية، وبالتالي تتجنب التحلل في الليزوزومات. مع ذلك، لا تستخدم بعض البكتيريا الكهيفات النموذجية، بل تستخدم فقط المناطق الغنية بالكافولين في الغشاء البلازمي. تشمل مسببات الأمراض التي تستغل هذا المسار الإدخالي فيروسات مثل SV40 وفيروس البوليوما، وبكتيريا مثل بعض سلالات الإشريكية القولونية ، والزائفة الزنجارية ، والبورفيروموناس اللثوية . ^{[ 15 ]}
• تؤدي الكهيفات دورًا في الإشارات الخلوية أيضًا. ترتبط الكهيفات ببعض جزيئات الإشارة (مثل إنزيم أكسيد النيتريك البطاني eNOS) عبر نطاقها الهيكلي، وبالتالي يمكنها تنظيم إشاراتها. كما تشارك الكهيفات في تنظيم القنوات وفي إشارات الكالسيوم. ^{[ 15 ]}
• تشارك الكهيفات أيضًا في تنظيم الدهون. وتُعبر الخلايا الدهنية عن مستويات عالية من الكهيفولين Cav1. يرتبط الكهيفولين بالكوليسترول والأحماض الدهنية وقطرات الدهون، ويشارك في تنظيمها. ^{[ 15 ]}
• يمكن أن تعمل الكهيفات أيضًا كمستشعرات ميكانيكية في أنواع مختلفة من الخلايا. في الخلايا البطانية، تشارك الكهيفات في استشعار التدفق. يؤدي التعرض المزمن لمحفز التدفق إلى زيادة مستويات الكهيفولين Cav1 في غشاء البلازما، وفسفرته، وتنشيط إنزيم الإشارة eNOS، وإعادة تشكيل الأوعية الدموية. في خلايا العضلات الملساء، يلعب الكهيفولين Cav1 دورًا في استشعار التمدد الذي يحفز تقدم دورة الخلية. ^{[ 15 ]}

من بين مثبطات مسار الكهيفات المعروفة: فيليبين III، وجينيستين ، ونيستاتين . ^{[ 9 ]}

• البلع الخلوي

• صورة علم الأنسجة: 21402loa – نظام تعليم علم الأنسجة في جامعة بوسطن