Кавео́лы (от лат. caveola — «малая пещера») — небольшие (размером 50—100 нм) колбообразные впячивания плазматической мембраны в клетках позвоночных многих типов, в особенности эндотелиальных клетках (где они и были впервые обнаружены[1]), адипоцитах и альвеолоцитах I типа (кавеолы могут составлять 30—70 % мембран этих клеток)[2]. В состав кавеол входит ключевой белок — кавеолин[3], а также такие липиды, как холестерин и сфинголипиды. Кавеолы участвуют в передаче клеточных сигналов[4], эндоцитозе, онкогенезе, заражении клетки рядом патогенных бактерий и вирусов[5][6][7].
Образование и поддержание структуры кавеол обеспечивается в основном белком кавеолином массой 21 кДа. У млекопитающих существуют три гена, кодирующих кавеолины: Cav1, Cav2 и Cav3[8]. Эти белки имеют общую топологию: они представляют собой интегральные мембранные белки с двумя глобулярными доменами, соединёнными шпилькообразным гидрофобным доменом, который связывает белок с цитоплазматической стороной плазматической мембраны. Дополнительно белок заякоривают в мембране три пальмитоильные группы, связанные с С-концевым глобулярным доменом. Кавеолин связывается с холестерином в мембране, вызывая образование впячивания мембранного липидного бислоя — кавеолы. Кавеолы — это необычные липидные рафты: они содержат оба липидных слоя мембраны, и цитоплазматический, с которым связывается кавеолин, и обращённый наружу, который является типичным сфинголипид-холестероловым рафтом со связанными посредством GPI-якоря белками[3].
Кавеолы участвуют во множестве клеточных процессов, среди которых мембранный транспорт и формирование клеточного ответа на внешний сигнал[3]. Одной из важнейших функций кавеол является их участие в эндоцитозе. В отличие от клатриновых, COPI- и COPII-везикул, инвагинация кавеол и захват груза обусловлены липидным составом мембраны, а не сборкой цитоплазматической белковой оболочки. Может быть, кавеолины принимают участие в стабилизации рафтов с определёнными мембранными белками. Отшнуровывание кавеол от плазматической мембраны опосредовано GTPазой динамином II; после этого кавеолы доставляют своё содержимое либо в кавеосому — особый компартмент, похожий на эндосому, либо в ходе трансцитоза переносят его на противоположный конец полярной клетки. Кавеосома может далее слиться с другой кавеосомой или с первичной эндосомой. С помощью такого эндоцитоза происходит, например, трансцитоз альбумина эндотелиальными клетками и интернализация инсулиновых рецепторов у адипоцитов. Стоит отметить, что, так как кавеолины — это интегральные белки мембраны, они не диссоциируют от везикул после эндоцитоза, а вместо этого доставляются в компартменты-мишени, где существуют как мембранные белки[1]. Кроме того, в кавеосомах сохраняется нейтральный рН и отсутствуют маркеры, характерные для ранних эндосом[8][9].