Plik połączenia komórkowe są to mostki kontaktowe, które istnieją między błonami cytoplazmatycznymi między sąsiednimi komórkami lub między komórką a macierzą. Połączenia zależą od rodzaju badanej tkanki, podkreślając istniejące połączenia między komórkami nabłonka, mięśni i nerwów.
W komórkach znajdują się cząsteczki związane z adhezją między nimi. Potrzebne są jednak dodatkowe elementy, aby zwiększyć stabilność wiązania w tkankach. Osiąga się to dzięki połączeniom komórkowym.
Połączenia są podzielone na połączenia symetryczne (połączenia ciasne, desmosomy pasowe i połączenia szczelinowe) i połączenia asymetryczne (hemidesmosomy).
Ciasne połączenia, desmosomy pasowe, desmosomy punktowe i półdesmosomy to połączenia, które umożliwiają zakotwiczenie; podczas gdy połączenia rozszczepione zachowują się jak mostki łączące między sąsiednimi komórkami, umożliwiając wymianę substancji rozpuszczonych między cytoplazmami.
Ruch substancji rozpuszczonych, wody i jonów zachodzi między poszczególnymi składnikami komórkowymi. Tak więc istnieje szlak międzykomórkowy, który jest kontrolowany przez szereg kanałów i transporterów. W przeciwieństwie do szlaku parakomórkowego, który jest regulowany przez kontakty między komórkami - czyli połączenia komórkowe.
W roślinach znajdujemy połączenia komórkowe, które przypominają połączenia szczelinowe, zwane plazmodesmami. Chociaż różnią się budową, funkcja jest taka sama.
Z medycznego punktu widzenia pewne braki w połączeniach komórkowych przekładają się na choroby nabyte lub dziedziczne spowodowane uszkodzeniem bariery nabłonkowej.
Indeks artykułów
Żywe organizmy składają się z dyskretnych i różnorodnych struktur zwanych komórkami. Są one ograniczone błoną plazmatyczną, która oddziela je od środowiska zewnątrzkomórkowego..
Jednak chociaż są składnikami istot żywych, nie przypominają cegieł, ponieważ nie są od siebie odizolowane.
Komórki to elementy, które komunikują się ze sobą i ze środowiskiem pozakomórkowym. Dlatego musi istnieć sposób, w jaki komórki mogą tworzyć tkanki i komunikować się, podczas gdy błona pozostaje nienaruszona..
Ten problem można rozwiązać dzięki obecności połączeń komórkowych, które istnieją w nabłonku. Te połączenia są tworzone między dwoma sąsiednimi komórkami są klasyfikowane zgodnie z funkcją każdego z nich w połączeniach symetrycznych i asymetrycznych.
Półdesmosomy należą do związków asymetrycznych, a ścisłe, desmosomy pasowe, desmosomy i rozszczepione do związków symetrycznych. Poniżej opiszemy szczegółowo każdy ze związków.
Połączenia ścisłe, znane w literaturze również jako połączenia okluzyjne, to sektory w błonach komórkowych sąsiednich komórek, które są ze sobą ściśle powiązane - jak wskazuje nazwa „połączenie ścisłe”.
W przeciętnych warunkach komórki są oddzielone odległością 10-20 nm. Jednak w przypadku ciasnych połączeń odległość ta jest znacznie zmniejszona, a błony obu komórek prowadzą do zetknięcia lub nawet połączenia..
Typowe szczelne połączenie znajduje się między ścianami bocznymi sąsiednich komórek w minimalnej odległości od ich powierzchni wierzchołkowych..
W tkance nabłonkowej wszystkie komórki tworzą takie połączenia, aby pozostać razem. W tej interakcji komórki układają się we wzór przypominający pierścień. Te związki obejmują cały obwód.
Obszary ścisłego kontaktu otaczają całą powierzchnię komórki. Regiony te tworzą zespolone paski kontaktowe białek transbłonowych znanych jako okludyna i klaudyna. Termin zespolenie odnosi się do połączenia pewnych elementów anatomicznych.
Te dwa białka należą do grupy tetraespanin. Charakteryzują się posiadaniem czterech domen transbłonowych, dwóch zewnętrznych pętli i dwóch stosunkowo krótkich ogonów cytoplazmatycznych..
Wykazano, że okludyna oddziałuje z czterema innymi cząsteczkami białek, zwanymi zonule okludyną i w skrócie ZO. Ta ostatnia grupa obejmuje białka ZO 1, ZO 2, ZO 3 i afadynę.
Z drugiej strony Claudin to rodzina 16 białek, które tworzą serię liniowych włókienek w ciasnych połączeniach, co pozwala temu połączeniu pełnić rolę „bariery” w szlaku parakomórkowym..
W ciasnych połączeniach pojawiają się również nektyny i cząsteczki adhezyjne do połączeń (JAM). Te dwie cząsteczki występują jako homodimery w przestrzeni wewnątrzkomórkowej..
Nektyny są połączone z filamentami aktyny poprzez białko afadynę. Wydaje się, że to ostatnie ma kluczowe znaczenie, ponieważ delecje genu kodującego afadynę u gryzoni prowadzą do śmierci zarodka.
Tego typu połączenia między komórkami pełnią dwie podstawowe funkcje. Pierwszym jest określenie polarności komórek nabłonka, oddzielenie domeny wierzchołkowej od domeny podstawno-bocznej i zapobieżenie niepożądanej dyfuzji lipidów, białek i innych biocząsteczek..
Jak wspomnieliśmy w definicji, komórki nabłonka są zgrupowane w pierścieniu. Ta struktura oddziela wierzchołkową powierzchnię komórki od bocznej i podstawowej, co ustala różnicowanie między domenami.
To oddzielenie jest uważane za jedną z najważniejszych koncepcji w badaniu fizjologii nabłonka..
Po drugie, ciasne połączenia uniemożliwiają swobodny przepływ substancji przez warstwę komórek nabłonka, co przekłada się na barierę dla szlaku parakomórkowego..
Połączenia szczelinowe znajdują się w regionach pozbawionych ograniczającej błony cytoplazmatycznej między sąsiednimi komórkami. W szczelinie połączenia cytoplazmy komórek łączą się i powstaje fizyczne połączenie, w którym może nastąpić przejście małych cząsteczek..
Ta klasa połączeń występuje praktycznie we wszystkich nabłonkach i innych typach tkanek, gdzie służą do różnych celów..
Na przykład w różnych tkankach złącza rozszczepowe mogą otwierać się lub zamykać w odpowiedzi na sygnały zewnątrzkomórkowe, jak ma to miejsce w przypadku neuroprzekaźnika dopaminy. Obecność tej cząsteczki ogranicza komunikację między klasą neuronów w siatkówce w odpowiedzi na zwiększone natężenie światła..
Połączenia szczelinowe składają się z białek zwanych koneksynami. Zatem „konekson” uzyskuje się przez połączenie sześciu monomerów koneksyny. Ta struktura jest pustym cylindrem, który przecina błonę cytoplazmatyczną.
Koneksony są ułożone w taki sposób, że między cytoplazmami sąsiednich komórek powstaje kanał. Ponadto koneksony mają tendencję do agregowania i tworzenia pewnego rodzaju płytek..
Dzięki utworzeniu tych połączeń może nastąpić ruch niektórych cząsteczek między sąsiednimi komórkami. Decyduje rozmiar transportowanej cząsteczki, optymalna średnica to 1,2, podobnie jak jony wapnia i cykliczny monofosforan adenozyny.
W szczególności są to jony nieorganiczne i cząsteczki rozpuszczalne w wodzie, które mogą być przenoszone z cytoplazmy jednej komórki do cytoplazmy ciągłej..
Stężenia wapnia odgrywają kluczową rolę w tym kanale. Kiedy stężenie wapnia wzrasta, kanały osiowe mają tendencję do zamykania się.
W ten sposób rozszczepione złącza aktywnie uczestniczą w procesie elektrycznego i chemicznego sprzężenia między komórkami, tak jak ma to miejsce w komórkach mięśniowych serca, które są odpowiedzialne za przekazywanie impulsów elektrycznych..
Poniżej ciasnych połączeń znajdują się połączenia kotwiące. Na ogół są one zlokalizowane w pobliżu wierzchołkowej powierzchni nabłonka. W tej grupie możemy wyróżnić trzy główne grupy, zonula adherens lub desmosom pasowy, adherens plamki lub punktowy desmosom i desmosom.
W tym typie połączenia sąsiednie błony komórkowe, które są połączone strefami i przylegającymi plamkami, są oddzielone stosunkowo dużą odległością komórkową - w porównaniu z minimalną przestrzenią, która istnieje w przypadku połączeń ciasnych..
Przestrzeń międzykomórkową zajmują białka należące do rodziny kadheryn, desmoglein i desmocholin przyłączonych do płytek cytoplazmatycznych, w których występują inne białka zwane desmoplakiną, placoglobiną i placofiliną.
Podobnie jak w przypadku szczelnych połączeń, również w połączeniach kotwowych obserwujemy układ ułożenia w postaci pierścienia lub pasa. Zonula adherens jest związana z mikrofilmentami aktyny poprzez interakcję dwóch białek: kadheryn i katenin..
W niektórych przypadkach ta struktura jest znana po prostu jako desmosom, jest to punktowe połączenie, które jest związane z pośrednimi włóknami utworzonymi z keratyny. W tym kontekście te struktury keratynowe nazywane są „tonofilimanetos”. Włókna rozciągają się od jednego punktu do drugiego w komórkach nabłonka.
Zapewniają one wytrzymałość i sztywność komórkom nabłonka. Dlatego uważa się, że jego główna funkcja związana jest ze wzmocnieniem i stabilizacją sąsiednich komórek..
Desmosomy można porównać do rodzaju nitu lub spoiny, ponieważ przypominają oddzielne małe kropki, a nie ciągłe pasma.
Ten typ połączenia znajdujemy w interkalowanych dyskach, które łączą się z kardiocytami w mięśniu sercowym oraz w oponach mózgowych wyściełających zewnętrzną powierzchnię mózgu i rdzenia kręgowego..
Hemidesmosomy należą do kategorii połączeń asymetrycznych. Struktury te mają za zadanie zakotwiczenie domeny podstawowej komórki nabłonka z leżącą poniżej blaszką podstawną.
Termin hemidesmosom jest używany, ponieważ struktura ta wydaje się dosłownie „w połowie” desmosomem. Jednak z punktu widzenia składu biochemicznego oba związki są zupełnie inne..
Ważne jest, aby wyjaśnić, że desmosomy są odpowiedzialne za przyleganie jednej sąsiedniej komórki do drugiej, podczas gdy funkcją hemidesmosomu jest połączenie komórki z blaszką podstawną.
W przeciwieństwie do adherenów plamki żółtej lub desmosomu, hemidesmosomy mają inną strukturę, na którą składają się: blaszka cytoplazmatyczna związana z włóknami pośrednimi oraz płytka błon zewnętrznych, która jest odpowiedzialna za połączenie hemidesmosomu z blaszką podstawną za pomocą włókna kotwiczącego.
Jedną z funkcji hemidesmosomów jest zwiększenie globalnej stabilności tkanek nabłonka, dzięki obecności pośrednich włókien cytoszkieletu przyczepionych do elementów blaszki podstawnej.
W królestwie roślin brakuje większości opisanych powyżej połączeń komórkowych, z wyjątkiem funkcjonalnego odpowiednika przypominającego rozszczepione połączenia..
W roślinach cytoplazmy sąsiednich komórek są połączone szlakami lub kanałami zwanymi plazmodesmami..
Ta struktura tworzy ciągłość od jednej komórki roślinnej do drugiej. Chociaż różni się strukturą od połączeń szczelinowych, pełnią one bardzo podobne role, umożliwiając przejście małych jonów i cząsteczek..
Z medycznego punktu widzenia, połączenia komórkowe są istotnym tematem. Stwierdzono, że mutacje w genach kodujących białka zaangażowane w połączenia przekładają się na patologie kliniczne.
Na przykład, jeśli w genie występuje pewna mutacja, która koduje określony typ klaudyny (jedno z białek, które pośredniczy w interakcji w ciasnych połączeniach), powoduje rzadką chorobę u ludzi..
Jest to zespół nerkowej utraty magnezu, a objawy obejmują niski poziom magnezu i drgawki..
Ponadto stwierdzono, że mutacja w genie kodującym białko nektyny 1 jest odpowiedzialna za zespół rozszczepionej wargi. Ten stan jest uważany za jedną z najczęstszych wad rozwojowych u noworodków..
Mutacje w genie nektyny 1 są również związane z innym stanem zwanym dysplazją ektodermalną, który wpływa na ludzką skórę, włosy, paznokcie i zęby..
Pemphigus foliaceus to pęcherzowa choroba skóry wywoływana przez autoprzeciwciała przeciwko desmogleinie 1, kluczowemu elementowi odpowiedzialnemu za utrzymanie spoistości naskórka.
Jeszcze bez komentarzy