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Svelata la struttura dei microvilli: la sorprendente scienza dietro di loro!
I microvilli sono minuscole protrusioni della membrana cellulare che svolgono funzioni biologiche estremamente importanti. Queste strutture non solo aumentano la superficie delle cellule, ma favoriscono anche efficacemente la diffusione delle sostanze e riducono l'aumento di volume. I microvilli non sono coinvolti solo nei processi di assorbimento e secrezione, ma svolgono anche un ruolo chiave nell'adesione cellulare e nella rilevazione meccanica. Questo articolo esplorerà in modo approfondito la struttura, la posizione, la funzione e il significato clinico dei microvilli, svelando il loro straordinario ruolo in biologia.
Struttura
I microvilli sono ricoperti dalla membrana cellulare e contengono citoplasma e microfilamenti. Sebbene siano estensioni della cellula, nei microvilli sono presenti pochi organelli. Ogni microvillo è costituito da un denso fascio di fibre di actina reticolate, che costituiscono il nucleo strutturale dei microvilli.
Il nucleo di ogni microvillo è composto da 20-30 fibre di actina strettamente legate tra loro, legate tra loro da proteine di legatura come la fimbrina, la villina e l'espina.
Nei microvilli delle cellule epiteliali intestinali, un nucleo strutturale è collegato alla membrana cellulare per tutta la sua lunghezza, con bracci laterali composti da actina e proteine leganti il calcio come la calmodulina. Questa progettazione strutturale rende i microvilli molto efficaci nel mantenere la loro forma e funzione.
Posizione dei microvilli
Una struttura composta da migliaia di microvilli è chiamata orletto a spazzola e si trova principalmente sulla superficie superiore di alcune cellule epiteliali, come quelle dell'intestino tenue. Inoltre, sulla superficie della cellula uovo sono presenti anche dei microvilli, che aiutano ad ancorare gli spermatozoi che penetrano nell'utero.
La presenza di microvilli aumenta la superficie di assorbimento, facilitando il processo di assorbimento.
Inoltre, anche i microvilli sulla superficie dei globuli bianchi svolgono un ruolo importante, favorendo la migrazione e l'attività dei globuli bianchi.
Relazione tra microvilli e cellule
I microvilli sono strutture cellulari che si estendono dalla superficie della membrana cellulare e il contenuto di fibre di actina nel citoplasma è più elevato vicino alla superficie cellulare. Queste fibre svolgono un ruolo decisivo nella forma e nel movimento delle cellule. Quando le cellule sono sottoposte a stimoli esterni, i filamenti di actina subiscono una nucleazione, aiutando le cellule a cambiare forma in base alle necessità.
Questo processo di nucleazione solitamente mantiene uniformi la lunghezza e il diametro dei microvilli, anche se possono verificarsi leggere variazioni nei microvilli dello stesso tessuto di organismi diversi.
Ad esempio, i microvilli nell'intestino tenue e crasso dei topi differiscono leggermente per lunghezza e per lo spessore del loro rivestimento superficiale.
Funzione
I microvilli sono le principali superfici per l'assorbimento dei nutrienti nell'intestino. Questi microvilli contengono un gran numero di enzimi che aiutano a scomporre i nutrienti complessi in composti più semplici da assorbire. Ad esempio, gli enzimi che digeriscono i carboidrati sono presenti in elevate concentrazioni sulla superficie dei microvilli degli enterociti.
Quindi, i microvilli non solo aumentano la superficie assorbente della cellula, ma aumentano anche il numero di enzimi digestivi che possono essere presenti sulla superficie cellulare.
I microvilli svolgono anche funzioni importanti nelle cellule immunitarie, consentendo loro di percepire le caratteristiche superficiali dei patogeni e di altre cellule che presentano l'antigene.
Glicocalice
La superficie dei microvilli è ricoperta da uno strato di glicocalice, composto principalmente da glicoproteine periferiche che possono essere collegate alla membrana cellulare tramite proteine transmembrana. Questo glicocalice può servire ad aiutare le sostanze ad aderire, ad assorbire i nutrienti necessari o a proteggere dagli elementi nocivi. Potrebbero esserci anche più enzimi funzionali localizzati sul glicocalice.
Significato clinicoLa distruzione dei microvilli può verificarsi in alcune malattie, solitamente a causa della riorganizzazione del citoscheletro nella cellula ospite. Ad esempio, la rottura dei microvilli può essere osservata nelle infezioni causate da Escherichia coli enteropatogeno (EPEC), nella celiachia e nella malattia da inclusioni microvillose.
La perdita dei microvilli può essere benefica in determinate circostanze, come ad esempio nelle malattie autoimmuni.
Tuttavia, l'assenza congenita di microvilli provoca l'atrofia microvillosa intestinale, un disturbo neonatale raro e spesso fatale. Comprendere la struttura e la funzione dei microvilli non solo aiuterà la ricerca biologica, ma potrebbe anche avere un profondo impatto sulla futura tecnologia medica.
Quanti misteri e possibilità di vita sono nascosti sotto queste strutture apparentemente minuscole di microvilli?
