Typy buněčných svazků a jejich vlastnosti



buněčné spojení jsou to kontaktní můstky, které existují mezi cytoplazmatickými membránami mezi sousedními buňkami nebo mezi buňkou a matricí. Klouby závisí na typu studované tkáně, což zvýrazňuje spojení epiteliálních, svalových a nervových buněk.

V buňkách jsou molekuly související s adhezí mezi nimi. Jsou však zapotřebí další prvky, které zvyšují stabilitu vazby tkání. Toho je dosaženo pomocí buněčných spojení.

Klouby jsou rozděleny do symetrických kloubů (úzké spáry, desmosomy v pásu a spárové spoje) a asymetrické spoje (hemidesmosomy).

Úzké spoje, pásové desmosomy, bodové desmosomy a hemidesmosomy jsou klouby, které umožňují ukotvení; zatímco spoje ve štěrbině se chovají jako mosty spojení mezi sousedními buňkami, což umožňuje výměnu rozpuštěných látek mezi cytoplazmy.

K pohybu rozpuštěných látek, vody a iontů dochází prostřednictvím jednotlivých buněčných složek a mezi nimi. Existuje tedy transcelulární dráha, která je řízena řadou vedení a dopravníků. Na rozdíl od paracelulární dráhy, která je regulována kontakty mezi buňkami - tj. Buněčnými spoji.

V rostlinách najdeme buněčná spojení, která se podobají spojům štěrbin, nazývaných plasmodesmy. I když se liší svou strukturou, funkce je stejná.

Z lékařského hlediska mají některé nedostatky v buněčných spojích za následek vznik nebo dědičná onemocnění způsobená poškozením epiteliální bariéry..

Index

  • 1 Charakteristika
  • 2 Typy
    • 2.1 - Úzká spojení
    • 2.2 - Slitky nebo mezery
    • 2.3 - Spojení kotevních nebo přípojných
    • 2,4-hemidesmosomy
  • 3 Buněčná spojení v rostlinách
  • 4 Lékařská perspektiva
  • 5 Odkazy

Vlastnosti

Živé organismy se skládají z oddělených a rozmanitých struktur zvaných buňky. Ty jsou ohraničeny plazmatickou membránou, která je udržuje odděleně od extracelulárního prostředí.

Nicméně, i když jsou složkami živých bytostí, nepodobají se cihlu, protože nejsou od sebe izolovány.

Buňky jsou prvky, které jsou navzájem komunikovány, a také s extracelulárním prostředím. Proto musí existovat způsob, jak mohou buňky tvořit tkáně a komunikovat, zatímco membrána zůstává neporušená.

Tento problém je vyřešen díky přítomnosti buněčných spojení, která existují v epitelu. Tyto spoje jsou vytvořeny mezi dvěma sousedními buňkami jsou klasifikovány podle funkce každého v symetrických a asymetrických spojích.

A asymetrické spoje patří hemidesmozom a symetrických uzlů těsné spoje, desmozom v desmosomů pásů a gap junctions. Popsali jsme podrobně každý z kloubů.

Typy

-Úzké křižovatky

Úzké křižovatky, také známé v literatuře jako okluzivní křižovatky, jsou sektory v buněčných membránách sousedních buněk, které jsou úzce spojeny - jak název "úzká křižovatka" označuje.

Za průměrných podmínek jsou buňky odděleny vzdáleností 10 až 20 nm. V případě úzkých spojů je však tato vzdálenost významně snížena a membrány obou buněk se dotýkají nebo dokonce spojují.

Typické úzké spojení je umístěno mezi bočními stěnami sousedních buněk v minimální vzdálenosti od jejich apikálních ploch.

V epitelové tkáni všechny buňky tvoří svazky tohoto typu, aby zůstaly spojeny. V této interakci jsou buňky umístěny tak, že tvoří vzor připomínající kruh. Tyto odbory pokrývají celý obvod.

Proteiny zapojené do těsných spojů

Ocludina a Claudina

Oblasti blízkého kontaktu obklopují celý povrch buňky. Tyto oblasti tvoří anastomující kontaktní proužky transmembránových proteinů známých jako occludin a claudin. Termín anastomóza odkazuje na spojení určitých anatomických prvků.

Tyto dva proteiny patří do skupiny tetraespaninů. Jsou charakterizovány tím, že mají čtyři transmembránové domény, dvě vnější smyčky a dva relativně krátké cytoplazmatické konce.

Bylo pozorováno, že occludin interaguje se čtyřmi dalšími molekulami proteinu, nazývanými occludin zonula a zkráceně ZO. Tato poslední skupina zahrnuje proteiny Z01, Z02, ZO3 a afunu.

Claudin mezitím je rodina 16 proteinů, které tvoří řadu lineárních fibril v těsných spojení, které umožňuje tento uzel se roli „bariéra“ v paracelulární dráze.

Nectinas a JAM

Nektiny a adhezní molekuly odborů (zkráceně zkratkou v anglickém jazyce JAM) se také objevují v úzkých spojích. Tyto dvě molekuly jsou nalezeny jako homodimery v intracelulárním prostoru.

Nektiny jsou spojeny s aktinovými vlákny pomocí afadinového proteinu. Posledně uvedené se jeví jako nezbytné, protože v delecích genu kódujícího afadin u hlodavců vedou ke smrti embrya..

Funkce úzkých křižovatek

Tyto typy spojení mezi buňkami provádějí dvě základní funkce. Prvním z nich je stanovení polarity buněk v epitelu, oddělení apikální domény od bazolaterálu a zabránění nežádoucí difúzi lipidů, proteinů a dalších biomolekul..

Jak jsme uvedli v definici, buňky epitelu jsou seskupeny do kruhu. Tato struktura odděluje apikální povrch buňky od laterálních a bazálních, což vytváří diferenciaci mezi doménami.

Tato separace je považována za jednu z nejdůležitějších koncepcí studia fyziologie epitelu.

Za druhé, těsné spoje zabraňují volnému průchodu látek vrstvou epitelových buněk, což se promítá do bariéry paracelulární dráhy..

-Slitky nebo mezery

Slitky nebo mezery jsou nalezeny v oblastech bez omezení cytoplazmatické membrány mezi sousedními buňkami. V dělené křižovatce jsou spojeny cytoplazmy buněk a je vytvořeno fyzické spojení, kde může dojít k průchodu malých molekul..

Tato třída kloubů se nachází prakticky ve všech epitelech a v jiných typech tkání, kde slouží velmi různorodým účelům..

Například v několika tkáních se mohou rozštěpové spoje otevřít nebo zavřít v reakci na extracelulární signály, jako je tomu v případě neurotransmiteru dopaminu. Přítomnost této molekuly snižuje komunikaci mezi třídními neurony v sítnici, v odezvě na zvýšenou intenzitu světla.

Proteiny zapojené do štěpných kloubů

Slitové spoje jsou tvořeny proteiny zvanými konexiny. Tak, “conexón” je získán spojením šesti conxin monomenos. Tato struktura je dutý válec, který prochází cytoplazmatickou membránou.

Konexony jsou uspořádány tak, že je vytvořeno vedení mezi cytoplazmy sousedních buněk. Navíc konexony mají tendenci agregovat a tvořit určitý typ desek.

Funkce štěrbinových spojů

Díky tvorbě těchto vazeb může dojít k pohybu určitých molekul mezi sousedními buňkami. Velikost molekuly, která má být transportována, je rozhodující, optimální průměr je 1,2, jako jsou ionty vápníku a cyklický adenosinový monofosfát..

Konkrétně jde o anorganické ionty a ve vodě rozpustné molekuly, které mohou být přeneseny z buněčné cytoplazmy do souvislé cytoplazmy..

Koncentrace vápníku hrají v tomto kanálu zásadní úlohu. Když se zvyšuje koncentrace vápníku, mají axiální kanály tendenci se uzavírat.

Tímto způsobem se štěrbinové spoje aktivně podílejí na procesu elektrické a chemické vazby mezi buňkami, jak je tomu u buněk srdečního svalu, které jsou zodpovědné za přenos elektrických impulsů..

-Kotevní nebo adherentní spoje

Pod úzkými spoji najdeme kotevní spoje. Obecně se nacházejí v blízkosti apikálního povrchu epitelu. V této skupině můžeme rozlišit tři hlavní skupiny, zonula adherens nebo desmosoma v pásu, adhezi makuly nebo desmosomální bod a desmosom.

V takových spojů, přilehlé buněčné membrány, které jsou spojeny pomocí zonules a adhezní maculas jsou odděleny buňky vzdálenost je poměrně velký - v porovnání s existuje minimální prostor v případě těsných spojení.

Mezibuněčného prostoru je obsazen proteiny, které patří do kadherinů, desmogleiny a desmocolinas vázán cytoplazmatické Destičky obsahující jiné proteiny s názvem desmoplakin, plakoglobin a plakophilin.

Klasifikace kotevních spojů

Zonula adherens

Stejně jako u úzkých spojů v kotevních spojích pozorujeme také uspořádání uspořádání ve formě prstence nebo pásu. Zonula adherens je spojena s aktinovým mikrofilmem prostřednictvím interakce dvou proteinů: kadherinů a cateninů.

Macula adherens

V některých případech je tato struktura známa jednoduše jako desmosom, jedná se o bodové spojení, které je spojeno s intermediárními filamenty vytvořenými z keratinu. V této souvislosti se uvedené keratinové struktury nazývají "tonofilimanetos". V epiteliálních buňkách se vlákna pohybují od jednoho bodu k druhému.

Bod desmosomas

Tyto poskytují epiteliálním buňkám pevnost a tuhost. Předpokládá se tedy, že jeho hlavní funkce souvisí s posilováním a stabilizací sousedních buněk.

Desmosomy mohou být srovnávány s druhem nýtů nebo svarů, protože se podobají samostatným malým bodům a ne spojitým páskům..

Tento typ kloubů nacházíme v interkalovaných discích, které spojují kardiocyty v srdečním svalu av meningech, které pokrývají vnější povrch mozku a míchy..

-Hemidesmosomes

Hemidesmosomy spadají do kategorie asymetrických spojení. Tyto struktury mají funkci zakotvení bazální domény epiteliální buňky s podkladovou bazální laminou.

Termín hemidesmosome je používán protože tato struktura vypadá, doslovně, “střední” desmosoma. Z hlediska jejich biochemického složení jsou však obě odbory naprosto odlišné.

Je důležité objasnit, že desmosomy jsou zodpovědné za přilnutí sousední buňky k druhé, zatímco funkcí hemidesmosomu je spojení buňky s bazální laminou..

Na rozdíl od makulových adherenů nebo desmosomů mají hemidesmosomy odlišnou strukturu, skládající se z: cytoplazmatické laminy spojené s intermediárními filamenty a destičky vnějších membrán, která je zodpovědná za spojení hemidesmosomu s bazální laminou, pomocí kotevní vlákno.

Jednou z funkcí hemidesmosomů je zvýšení celkové stability epiteliálních tkání díky přítomnosti intermediálních filamentů cytoskeletu připojených ke složkám bazální laminy..

Buněčná spojení v rostlinách

Rostlinná říše postrádá většinu výše popsaných buněčných uzlů, s výjimkou funkčního protějšku, který připomíná štěrbinové spoje.

V rostlinách jsou cytoplazmy sousedních buněk spojeny dráhami nebo kanály nazývanými plasmodesmy.

Tato struktura vytváří kontinuum z jedné rostlinné buňky do druhé. Ačkoliv se strukturně liší od spojení mezi štěrbinami, mají velmi podobné role, což umožňuje průchod malých iontů a molekul.

Lékařské perspektivy

Z hlediska medicíny jsou důležitou otázkou buněčné svazy. Bylo zjištěno, že mutace v genech, které kódují proteiny zapojené do spojení, jsou převedeny do klinických patologií.

Například, pokud existuje určitá mutace v genu, který kóduje specifický typ claudinu (jeden z proteinů, který zprostředkovává interakci v úzkém typu spojení), způsobuje vzácné onemocnění u lidí..

Jedná se o syndrom renální ztráty hořčíku a symptomy zahrnují nízké množství hořčíku a záchvatů.

Kromě toho bylo zjištěno, že mutace v genu, který kóduje protein nektin 1, je zodpovědný za syndrom rozštěpu patra nebo rázštepu rtu. Tento stav je považován za jednu z nejčastějších malformací u novorozenců.

Mutace v genu nektinu 1 byly také spojeny s dalším stavem zvaným ektodermální dysplazie, která postihuje kůži, vlasy, nehty a zuby lidí..

Listový pemphigus je bulózní patologie kůže určená autoprotilátkami proti desmogleinu 1, klíčovému prvku, který je zodpovědný za udržování soudržnosti epidermis.

Odkazy

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Základní buněčná biologie. Garland věda.
  2. Cooper, G.M., & Hausman, R.E. (2000). Buňka: Molekulární přístup. Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biologii. Macmillan.
  4. Hill, R.W., Wyse, G.A., Anderson, M., Anderson, M. (2004). Fyziologie živočichů. Sinauer Associates.
  5. Karp, G. (2009). Buněčná a molekulární biologie: pojmy a experimenty. John Wiley & Sons.
  6. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2016). Histologie a buněčná biologie: úvod do patologie. Elsevier Brazílie.
  7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekulární buněčná biologie. Macmillan.
  8. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biochemie. Panamericana Medical.