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Editor:
Dr. med.
H. Jastrow
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bedingungen
Miniaturbildübersicht Caveolen (Caveolae):
Bereits bezeichnete Abbildungen lassen sich durch Anklicken des Textes aufrufen!
tubuläre Caveolen innere
Haarzelle (Meerschweinchen)		 Stereobild einer tubulären Caveole einer Haar-
zelle (Öffnung nicht sichtbar, Meerschweinchen)		 Übersicht tubuläre Caveolen
äußere Haarzelle (Meerschweinchen)
glatte Muskulatur mit stati-
schen alveolären Caveolen (Affe)
 statische alveoläre Caveolen
glatte Muskelzelle, Colon (Ratte)		 statische alveoläre Caveolen einer
glatten Muskelzelle, Colon (Ratte)
alveoläre Caveolen in einer Gefäßendo-
thelzelle über der Herzmuskulatur (Ratte)		 alveoläre Caveolen einer Endothel-
zelle an Skelettmuskeln (Ratte)		 statische alveoläre Caveolen,
glatte Muskelzelle (Ratte)
Caveolen (Terminologia histologica: Caveolae - englisch: caveols) sind kurze kugel- bis eiförmige = alveoläre oder schlauch- = tubulusartige Einstülpungen in die Außenmembran von Zellen, die von einem elektronenmikroskopisch kaum erkennbaren Gerüst des auf der Cytoplasmaseite der Zellmembran vorhandenen integralen Membranproteins Caveolin umgeben sind. Beim Caveolin lassen sich Typ 1 + 2, die überall vorkommen, von Typ 3, der auf Knorpel und quergestreifte Muskulatur beschränt ist, unterscheiden. Das Caveolin ist für die Bildung der Caveolen verantwortlich. Im Bereich von Caveolen finden sich viele verschiedene Rezeptorproteine und eine spezielle Lipidzusammensetzung (hohe Konzentration von Glykolipiden mit ihren Ankerproteinen, Glykosphingolipide, Cholesterol und Sphingomyelin) der Zellmembran. Alveoläre Caveolen reichen meist nur 80 - 150 Nanometer (nm) ins Zellinnere hinein, tubuläre Caveolen können aber auch über 1000 nm lang sein.
Tubuläre Caveolen sind röhrenförmig und verlaufen typischerweise parallel zur Außenmembran in 30 - 50 nm Abstand zu dieser. Solche Caveolen findet man dicht stehend an den seitlichen Abschnitten der Zellmembran von inneren und besonders äußeren Haarzellen im Corti Organ des Innenohrs. Man sieht jedoch nur selten ihre Öffnungen in den Extrazellularraum, da diese vermutlich auch zeitweilig geschlossen werden können. Möglicherweise sammeln sich in den tubulären Caveolen Kalziumionen, die so für die Kontraktion der Haarzellen schnell bereitgestellt werden können. Vermutlich stehen die morphologisch an glattes endoplasmatisches Retikulum erinnernden Caveolen auch mit Letzterem in Verbindung.
Die alveolären Caveolen erinnern an sich bildende mikropinocytotische Bläschen, die aber keinen für endocytotische Bläschen typischen Clathrinmantel aufweisen. In Gefäßendothelzellen insbesondere in Herz- oder Skelettmuskulatur finden sich die höchsten Konzentrationen von ihnen. Diese Caveolen schnüren sich unter Vermittlung von Dynamin und GTP zu Vesikeln ab, werden in die Zelle aufgenommen (endocytiert). Die so entstandenen Vesikel transportieren extrazelluläre Flüssigkeit zwischen dem Gefäßlumen und dem die Muskelzellen umgebenden Extrazellularaum in beide Richtungen. Dieser Vorgang wird als Transcytose oder Cytopempsis bezeichnet. Wichtig dafür ist u.a. das Rezeptorprotein Albondin, welches an das Albumin des Blutplasmas bindet und in Caveolen von Gefäßendothelzellen konzentriert ist. Als konstitutive Endocytose bezeichnet man die nicht Rezeptor vermittelte Endocytose mittles Caveolenbildung, die vielen Zellen dazu dient, Membranmaterial aber auch extrazelluläre Flüssigkeit zu glattem- oder rauhen endoplasmatischem Retikulum oder Golgi Apparaten zu bringen. Auch Choleratoxin und HIV Viren gelangen über Caveolenbildung ins Zellinnere. In Epithelien ist der Immunglobulin A Rezeptor in Caveolen konzentriert. Als Potocytose wird die Aufnahme des Vitamins Folsäure in Zellen bezeichnet. Hierbei bindet die Folsäure an in Cavelolen konzentrierte Folsäurerezeptoren und reichert sich darin an. Die Halsregion der Caveolen wird dünn und schließt sich. Transportproteine in der Membran des gebildeten Vesikels bewirken Ionenströme, die zu einem pH Abfall führen, die Folsäure löst sich von ihren Rezeptoren und gelangt erst jetzt über ein Transportprotein ins Cytoplasma.
In der glatten Muskulatur sind die alveolären Caveolae nur maximal 100 nm weit und rundlich. Sie bleiben hier bestehen, d.h. schüren sich nicht ins Zellinnere ab und können als statischer Subtyp alveolärer Caveloen aufgefaßt werden. Sie dienen vermutlich ähnlich wie die tubulären Caveolen als Kalziumionenspeicher in Analogie zu den vom glatten endoplasmatischen Retikulum gebildeten L-Tubuli der quergestreiften Muskulatur.

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Eine Aufnahme wurde von Prof. H. Wartenberg zur Verfügung gestellt, übrige Bilder, Seite & Copyright H. Jastrow.