Caveola

Synonym: Caveola (Singular)
Englisch: caveolae

Definition

Caveolae, deutsch "kleine Kavitäten", sind spezielle Lipid Rafts (cholesterinreiche Mikrodomänen), die als Ω-förmige Einbuchtungen der Plasmamembran zu erkennen sind. Sie sind 50 bis 100 Nanometer groß. Caveolae kommen bei vielen Zellen vor, in glatten Muskelzellen und Fettzellen sind sie besonders zahlreich.

Die Plasmamembran weist im Bereich der Caveolae eine spezielle Lipidzusammensetzung auf, vor allem eine hohe Konzentration von Cholesterin und Sphingolipiden. Sie kann zudem diverse Rezeptoren enthalten.

Für die Bildung und Stabilisierung der Invaginationen sind das Membranprotein Caveolin sowie Proteine der Cavin-Familie (insbesondere Cavin-1) verantwortlich. Beide Proteinklassen sind für die Ausbildung funktioneller Caveolae essenziell.^[1] Nach der Invagination können die Caveolae mithilfe von Dynamin von der Plasmamembran abgeschnürt werden.

Caveolae erfüllen mehrere zelluläre Funktionen:

Endozytose und Transzytose: Nach Abschnürung von der Plasmamembran durch Dynamin ermöglichen Caveolae die Endozytose und Transzytose von Makromolekülen. Einige Viren nutzen diesen Mechanismus, um in ihre Wirtszellen zu gelangen.
T-Tubulus-Äquivalent: In der glatten Muskulatur dienen Caveolae als funktionelles Äquivalent des T-Tubulussystems und ermöglichen so die Kopplung von Membrandepolarisation und intrazellulärer Calciumfreisetzung (Ca²⁺).
Mechanosensorik: Als Membranreservoir können Caveolae kurzfristige mechanische Spannungsänderungen der Zellmembran abpuffern und wirken damit als mechanosensorische Strukturen.

Mutationen in den Genen CAV1, CAV3 oder CAVIN1 sind mit verschiedenen Erkrankungen assoziiert:^[2]