Membranes and pathophysiological mineralization

Vascular calcification accompanies the pathological process of atherosclerotic plaque formation. Artery calcification results from trans-differentiation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) into cells resembling mineralization-competent cells such as osteoblasts and chondrocytes. The activity of tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP), a GPI-anchored enzyme necessary for physiological mineralization, is induced in VSMCs in response to inflammation. TNAP achieves its mineralizing function being anchored to plasma membrane of mineralizing cells and to the surface of their derived matrix vesicles (MVs), and numerous important reports indicate that membranes play a crucial role in initiating the crystal formation. In this review, we would like to highlight various functions of lipids and proteins associated to membranes at different stages of both physiological mineralization and vascular calcification, with an emphasis on the pathological process of atherosclerotic plaque formation.Zwapnienie ścian naczyń krwionośnych towarzyszy procesowi odkładania się blaszki miażdżycowej. Jest ono wynikiem transdyferencjacji komórek mięśni gładkich w kierunku komórek zdolnych do mineralizacji, o fenotypie zbliżonym do osteoblastów i chondrocytów. Aktywność tkankowo niespecyficznej alkalicznej fosfatazy (TNAP), enzymu niezbędnego w zapoczątkowaniu procesu fizjologicznej mineralizacji, może być również indukowana w komórkach mięśni gładkich naczyń w odpowiedzi na stan zapalny. TNAP zyskuje swą zdolność do mineralizacji dzięki zakotwiczeniu w błonach komórek mineralizujących lub w błonach wydzielonych przez nie pęcherzyków macierzy pozakomórkowej (MV). Najnowsze doniesienia wskazują na kluczową rolę błon w zapoczątkowaniu procesu tworzenia się minerału. W niniejszym artykule przeglądowym zostały opisane funkcje białek i lipidów związanych z błonami komórkowymi w procesach fizjologicznej oraz patologicznej mineralizacji, ze szczególnym uwzględnieniem procesów towarzyszących miażdżycy.