Hücre iskeleti

Hücre iskeleti (İng. cytoskeleton; Yun. kytos "hücre" + skeletos "iskelet"), hücreye biçim veren, iç düzenini sağlayan ve hareketi mümkün kılan protein filament ağıdır.

Etimoloji

Yunanca hücre anlamındaki kytos ile iskelet anlamındaki skeletos sözcüklerinden türetilmiştir.

Klinik bağlam

Yapı üç ana filament sisteminden oluşur. Mikrofilamentler aktinden yapılır; hücre biçimini, zar hareketlerini, bölünme sırasında boğumlanmayı ve kas kasılmasını sağlar. Ara filamentler mekanik dayanıklılık verir; keratinler epitelde, desmin kasta, nörofilamentler sinir hücrelerinde, laminler çekirdek zarında bulunur. Mikrotübüller tübülinden oluşur; hücre içi taşımanın raylarını kurar, kirpik ve kamçı hareketini sağlar ve bölünme sırasında iğ iplikçiklerini oluşturur.

Klinik önemi, hem hastalık mekanizmalarında hem tedavi hedefi olarak ortaya çıkar. Mikrotübüller, kanser tedavisinde en eski ve en yaygın hedeflerdendir: taksanlar mikrotübülleri aşırı kararlı hâle getirerek, vinka alkaloitleri ise oluşumlarını engelleyerek hücre bölünmesini durdurur. Her iki grubun ortak yan etkisi periferik nöropatidir; uzun aksonlarda taşımanın bozulmasıyla açıklanır ve doz sınırlayıcı olabilir. Kolşisin de mikrotübül oluşumunu engelleyerek nötrofil göçünü azaltır; gut ve perikardit tedavisinde kullanılır, aşırı dozda ağır çoklu organ toksisitesine yol açar.

Kalıtsal hastalıklar arasında birincil siliyer diskinezi öne çıkar: kirpiklerin hareketini sağlayan yapıların bozulmasıyla yineleyen solunum yolu enfeksiyonları, bronşektazi, sinüzit, orta kulak sorunları ve kısırlık görülür; organ yerleşiminin ters olması durumunda Kartagener sendromu adını alır. Eritrosit zarındaki iskelet proteinlerinin bozukluğu herediter sferositoz ve eliptositoza yol açar; hücreler esnekliğini yitirdiğinden dalakta parçalanır ve hemoliz gelişir. Keratin gen bozuklukları epidermolizis bulloza gibi deri hastalıklarında, distrofin ve ilişkili protein bozuklukları kas distrofilerinde, laminopatiler ise kardiyomiyopati ve erken yaşlanma sendromlarında rol oynar.

Nörodejeneratif hastalıklarda hücre iskeleti merkezî yer tutar. Alzheimer hastalığında mikrotübülleri kararlı tutan tau proteininin aşırı fosforlanması, nörofibriler yumakların oluşmasına ve aksonal taşımanın bozulmasına yol açar. Aynı protein, frontotemporal demans spektrumundaki hastalıklarda da birikir. Nörofilament hafif zincirin kanda ve beyin omurilik sıvısında ölçülmesi, akson hasarının duyarlı bir belirteci olarak giderek yaygınlaşmaktadır.

Enfeksiyon hastalıklarında birçok mikroorganizma konak hücrenin iskeletini kendi yararına kullanır: hücreye girmek, hücre içinde hareket etmek ve komşu hücrelere geçmek için aktin sistemini yönlendirir. Bazı bakteri toksinleri doğrudan aktini hedef alır.

Yoğun bakım ve genel klinik uygulamada bu kavramın karşılığı dolaylıdır ancak somuttur. Sepsiste ve iskemide hücre iskeletinin bozulması, endotel bariyerinin geçirgenliğini artırır; damar dışına sıvı ve protein kaçışının hücresel temellerinden biridir. Eritrositlerin esnekliğinin azalması, mikrodolaşımda akımı bozar. Uzamış hareketsizlik ve kritik hastalıkta kas proteinlerinin yıkımı, yoğun bakım kazanılmış güçsüzlüğünün yapısal temelini oluşturur.

Laboratuvar tanısında hücre iskeleti proteinleri sık kullanılır: sitokeratin boyaması epitel kökenli tümörleri, desmin kas kökenlileri, vimentin mezenkimal kökenlileri ve nörofilamentler sinir kökenlileri gösterir. Bu belirteçler, kökeni bilinmeyen tümörlerin sınıflandırılmasında yol göstericidir.

Eş anlamlılar

• Sitoiskelet
• Sitoskeleton

İlgili terimler

• Akson
• Hemoliz
• Alzheimer hastalığı
• Endotel
• Kanser