微管系统的超微结构以及病理意义

哈喽大家好，今天给大家带来微管的超微结构以及微管系统受损会引起哪些临床疾病，话不多说，我们现在开始。

开始前我们还是要了解一下微管是什么：微管是真核细胞中普遍存在的细胞骨架成分之一，它是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空圆柱状结构。微管主要存在于细胞质中，控制着膜性细胞器的定位及胞内物质运输。能与其他蛋白质共同装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构，参与细胞形态的维持、细胞运动和细胞分裂等。

微管被破坏后主要引发很多神经系统疾病如：阿尔茨海默病（AD）、帕金森（PD）、周围神经病变和肿瘤等相关疾病。

产生这些疾病的原因是微管蛋白被破坏，微管由α-微管蛋白和β-微管蛋白组成，目前也有研究发现了γ-微管蛋白。当然除了上述的3种蛋白以外，还存在很多微管结合蛋白来辅助α-微管蛋白和β-微管蛋白。上述很多神经系统疾病的发生都与这些结合蛋白的异常有关。现在研究表明：微管结合蛋白主要包括MAP-1、MAP-2、tau和MAP-4，前三种微管结合蛋白主要存在于神经元中。AD和PD就是Tau蛋白损伤所引起[1]。

图 A就是微管蛋白的交叉组成，图 B就是微管蛋白横切面以及超微结构，共有13个[2]

我们知道微管的组成后，接下来我们就来阐述一下微管损伤后会对细胞产生什么样的危害，我以肠道内微管破坏后的超微结构举例。

前文我们已经知道，微管的其中一个功能是细胞内的运输通道，定向调配相关蛋白的运输以及运输的目的地，而很多蛋白的加工都是在高尔基体内完成，所以当微管被破坏后，细胞以及细胞器的支撑以及运输通道被破坏后就会引起高尔基体内的物质滞留，导致高尔基体发生肿胀，同时还会引起细胞本身结构的改变，现在也有相关研究说明此为肿瘤发生的前期提示。接下来我们以肠上皮细胞为例，阐述微管被破坏后所引起的细胞畸形。

我现在阐述一下，左图就是正常的肠上皮细胞，红色箭头所指示的区域就是肠上皮细胞的微绒毛，绿色箭头所指示的区域就是肠上皮细胞的细胞膜，微绒毛整体完整，分布均匀，细胞膜平整光滑，细胞膜之间存在紧密连接蛋白，细胞膜光滑，平整。

右图就是细胞内微管被破坏之后的超微结构，我们发现细胞内结构混乱，出现很多空泡化结构就是肿胀的高尔基体（G）；内部黑色圆形的结构就是溶酶体，因为微管被大面积破坏，导致细胞内的代谢异常，进而导致溶酶体增多。而且还可以看到细胞内存在类似于微绒毛的结构（Bb），其实这就是因为微管蛋白被破坏后，原本用于肠微绒毛更新的蛋白被错误地分配到细胞的其他地方，进而导致这种奇怪的结构出现，所以也有研究表明这是癌变的起始阶段，但是仍然还有争论，目前暂无确切结论[3-4]。

参考资料

[1] Structure and pathology of tau protein in Alzheimer disease 2012:2012:731526. doi: 10.1155/2012/731526.

[2] 医学生物细胞学 第七版

[3] functional ultrastructure atlas of tissue biology and patholegy

[4] Microvilli of the small intestine, TEM | Stock Image - Science Source Images