Les connexions de les cèl·lules presents en teixits i òrgans d'organismes pluricel·lulars estan formades per estructures complexes anomenades contactes intercel·lulars. Especialment sovint es troben a l'epiteli, les capes tegumentàries límit.
Els científics creuen que la separació primària d'una capa d'elements interconnectats per contactes intercel·lulars va assegurar la formació i el desenvolupament posterior d'òrgans i teixits.
Gràcies a l'ús de mètodes de microscòpia electrònica, va ser possible acumular una gran quantitat d'informació sobre la ultraestructura d'aquests enllaços. Tanmateix, la seva composició bioquímica, així com la seva estructura molecular, no s'han estudiat prou avui dia.
A continuació, tingueu en compte les característiques, els grups i els tipus de contactes intercel·lulars.
Informació general
La membrana està molt activament implicada en la formació de contactes intercel·lulars. En els organismes pluricel·lulars, a causa de la interacció d'elements, es formen formacions cel·lulars complexes. La seva conservacióes pot proporcionar de diverses maneres.
En els teixits embrionaris i germinals, especialment en les etapes inicials del desenvolupament, les cèl·lules mantenen connexions entre elles a causa del fet que les seves superfícies tenen la capacitat d'unir-se. Aquesta adhesió (connexió) pot estar relacionada amb les propietats superficials dels elements.
Aspecte específic
Els investigadors creuen que la formació de contactes intercel·lulars és proporcionada per la interacció del glicocàlix amb les lipoproteïnes. Quan es connecta, sempre queda un petit buit (la seva amplada és d'uns 20 nm). Conté el glicocàlix. Quan un teixit es tracta amb un enzim que pot alterar la seva integritat o danyar la membrana, les cèl·lules comencen a separar-se i a dissociar-se.
Si s'elimina el factor dissociador, les cèl·lules es poden tornar a unir. Aquest fenomen s'anomena reagregació. Així podeu separar les cèl·lules d'esponges de diferents colors: groc i taronja. Durant els experiments, es va trobar que només apareixen 2 tipus d'agregats a la connexió de les cèl·lules. Alguns són exclusivament taronges, mentre que altres només són cèl·lules grogues. Les suspensions mixtes, al seu torn, s'autoorganitzen i restauren l'estructura multicel·lular primària.
Els investigadors van obtenir resultats similars en experiments amb suspensions de cèl·lules embrionàries d'amfibis separades. En aquest cas, les cèl·lules de l'ectoderm se separen a l'espai de manera selectiva del mesènquima i l'endoderm. Si fem servir teles de més tardetapes de desenvolupament dels embrions, diferents grups de cèl·lules que difereixen en l'especificitat d'òrgans i teixits s'ajuntaran de manera independent a la proveta, es formaran agregats epitelials, semblants als túbuls renals.
Fisiologia: tipus de contactes intercel·lulars
Els científics distingeixen 2 grups principals de connexions:
- Simple. Poden formar compostos que difereixen en forma.
- Complicat. Aquests inclouen unions intercel·lulars estretes, desmosòmiques i en forma d'escletxa, així com bandes adhesives i sinapsis.
Anem a les seves breus característiques.
Corbates simples
Les unions intercel·lulars simples són llocs d'interacció entre complexos cel·lulars supramembranosos del plasmolema. La distància entre ells no és superior a 15 nm. Els contactes intercel·lulars proporcionen l'adhesió dels elements gràcies al "reconeixement" mutu. El glicocàlix està equipat amb complexos receptors especials. Són estrictament individuals per a cada organisme individual.
La formació de complexos receptors és específica dins d'una població determinada de cèl·lules o determinats teixits. Estan representats per integrines i cadherines, que tenen afinitat per estructures similars de cèl·lules veïnes. Quan interaccionen amb molècules relacionades situades a les citomembranes adjacents, s'enganxen entre si - adhesió.
Contactes intercel·lulars en histologia
Entre les proteïnes adhesives hi ha:
- Integrines.
- Immunoglobulines.
- Selectins.
- Cadherins.
Algunes proteïnes adhesives no pertanyen a cap d'aquestes famílies.
Característiques de les famílies
Algunes glicoproteïnes de l'aparell de la superfície cel·lular pertanyen al complex principal d'histocompatibilitat de 1a classe. Igual que les integrines, són estrictament individuals per a un organisme individual i específiques per a les formacions de teixit en què es troben. Algunes substàncies només es troben en determinats teixits. Per exemple, les cadherines E són específiques de l'epiteli.
Les integrines s'anomenen proteïnes integrals, que consten de 2 subunitats: alfa i beta. Actualment, s'han identificat 10 variants de la primera i 15 tipus de la segona. Les regions intracel·lulars s'uneixen a microfilaments prims mitjançant molècules de proteïnes especials (taní o vinculina) o directament a l'actina.
Les selectines són proteïnes monomèriques. Reconeixen certs complexos d'hidrats de carboni i s'hi uneixen a la superfície cel·lular. Actualment, les més estudiades són les selectines L, P i E.
Les proteïnes adhesives semblants a les immunoglobulines són estructuralment similars als anticossos clàssics. Alguns d'ells són receptors de reaccions immunològiques, d' altres només estan destinats a la implementació de funcions adhesives.
Els contactes intercel·lulars de les cadherines només es produeixen en presència d'ions calci. Estan implicats en la formació d'enllaços permanents: P i E-cadherines als teixits epitelials, i N-cadherines.– en musculós i nerviós.
Destinació
S'ha de dir que els contactes intercel·lulars estan destinats no només a la simple adhesió d'elements. Són necessaris per garantir el funcionament normal de les estructures i cèl·lules dels teixits, en la formació de les quals estan implicats. Els contactes simples controlen la maduració i el moviment de les cèl·lules, prevenen la hiperplàsia (augment excessiu del nombre d'elements estructurals).
Varietat de compostos
En el curs de la investigació s'han establert diferents tipus de contactes intercel·lulars en forma. Poden ser, per exemple, en forma de "rajoles". Aquestes connexions es formen a l'estrat corni de l'epiteli queratinitzat estratificat, a l'endoteli arterial. També hi ha tipus dentats i en forma de dit. En el primer, la protuberància d'un element s'enfonsa en la part còncava de l' altre. Això augmenta significativament la resistència mecànica de l'articulació.
Connexions complexes
Aquests tipus de contactes intercel·lulars estan especialitzats per a la implementació d'una funció determinada. Aquests compostos estan representats per petites seccions especialitzades aparellades de les membranes plasmàtiques de 2 cèl·lules veïnes.
Hi ha els següents tipus de contactes intercel·lulars:
- Bloqueig.
- Ganxos.
- Comunicació.
Desmosomes
Són formacions macromoleculars complexes, a través de les quals s'assegura una forta connexió dels elements veïns. Amb la microscòpia electrònica, aquest tipus de contacte es veu molt bé, ja que es distingeix per una alta densitat electrònica. L'àrea local sembla un disc. El seu diàmetre és d'uns 0,5 µm. Les membranes dels elements veïns es troben a una distància de 30 a 40 nm.
També podeu considerar àrees d' alta densitat d'electrons a les superfícies de la membrana interna d'ambdues cèl·lules que interactuen. S'hi uneixen filaments intermedis. Al teixit epitelial, aquests elements estan representats per tonofilaments, que formen grups: tonofibrils. Els tonofilaments contenen citoqueratines. També es troba una zona densa d'electrons entre les membranes, que correspon a l'adhesió de complexos proteics d'elements cel·lulars veïns.
Per regla general, els desmosomes es troben al teixit epitelial, però també es poden detectar en altres estructures. En aquest cas, els filaments intermedis contenen substàncies característiques d'aquest teixit. Per exemple, hi ha vimentines a les estructures connectives, desmines als músculs, etc.
La part interna del desmosoma a nivell macromolecular està representada per desmoplakins, proteïnes de suport. S'hi connecten filaments intermedis. Les desmoplakins, al seu torn, estan lligades a les desmogleïnes per placoglobines. Aquest triple compost travessa la capa lipídica. Les desmogleïnes s'uneixen a proteïnes de la cèl·lula veïna.
Tanmateix, també és possible una altra opció. La unió de desmoplakins es realitza a proteïnes integrals situades a la membrana: les desmocolines. Aquests, al seu torn, s'uneixen a proteïnes similars a la citomembrana adjacent.
Desmosoma de faixa
També es presenta com una connexió mecànica. Tanmateix, la seva característica distintiva és la forma. El desmosoma del cinturó sembla una cinta. Com una vora, la banda d'adherència envolta el citolema i les membranes cel·lulars adjacents.
Aquest contacte es caracteritza per una alta densitat d'electrons tant a la regió de les membranes com a la zona on es troba la substància intercel·lular.
La vinculina està present al cinturó de l'embragatge, una proteïna de suport que actua com a lloc d'unió dels microfilaments a l'interior de la citomembrana.
La cinta adhesiva es pot trobar a la secció apical de l'epiteli d'una sola capa. Sovint és adjacent a un contacte estret. Una característica distintiva d'aquest compost és que la seva estructura inclou microfilaments d'actina. Són paral·lels a la superfície de la membrana. A causa de la seva capacitat de contraure en presència de minimyosines i inestabilitat, tota una capa de cèl·lules epitelials, així com el microrelleu de la superfície de l'òrgan que recobreixen, poden canviar la seva forma.
Contacte Gap
També s'anomena nexe. Com a regla general, els endoteliòcits estan connectats d'aquesta manera. Les unions intercel·lulars del tipus ranura tenen forma de disc. La seva longitud és de 0,5-3 micres.
Al lloc de connexió, les membranes adjacents es troben a una distància de 2-4 nm les unes de les altres. Les proteïnes integrals, connectines, estan presents a la superfície dels dos elements en contacte. Al seu torn, s'integren en connexons: complexos proteics formats per 6 molècules.
Els complexos de Connexon són adjacents entre si. A la part central de cadascun hi ha un porus. Hi poden passar lliurement els elements el pes molecular dels quals no supera els 2.000. Els porus de les cèl·lules veïnes estan estretament units entre si. A causa d'això, les molècules d'ions inorgànics, aigua, monòmers, substàncies biològicament actives de molècula baixa es mouen només a la cèl·lula veïna i no penetren a la substància intercel·lular.
Funcions de Nexus
A causa dels contactes de tipus ranura, l'excitació es transmet als elements veïns. Per exemple, així passen els impulsos entre neurones, miòcits llisos, cardiomiòcits, etc. A causa dels nexes, s'assegura la unitat de les bioreaccions cel·lulars als teixits. A les estructures de teixit neuronal, les unions gap s'anomenen sinapsis elèctriques.
Les tasques dels nexes són formar un control intersticial intercel·lular sobre la bioactivitat cel·lular. A més, aquests contactes realitzen diverses funcions específiques. Per exemple, sense ells no hi hauria unitat de contracció dels cardiomiòcits cardíacs, reaccions sincròniques de cèl·lules musculars llises, etc.
Contacte estret
També s'anomena zona de bloqueig. Es presenta com un lloc de fusió de les capes superficials de membrana de les cèl·lules veïnes. Aquestes zones formen una xarxa contínua, que està "reticulada" per les molècules de proteïnes integrals de les membranes dels elements cel·lulars veïns. Aquestes proteïnes formen una estructura semblant a una malla. Envolta el perímetre de la cèl·lula en forma de cinturó. En aquest cas, l'estructura connecta superfícies adjacents.
Sovint un contacte estretdesmosomes en bandes adjacents. Aquesta zona és impermeable als ions i les molècules. En conseqüència, bloqueja els buits intercel·lulars i, de fet, l'entorn intern de tot l'organisme dels factors externs.
Significat de zones de bloqueig
El contacte estret evita la difusió dels compostos. Per exemple, el contingut de la cavitat gàstrica està protegit de l'entorn intern de les seves parets, els complexos proteics no poden moure's de la superfície epitelial lliure a l'espai intercel·lular, etc. La zona de bloqueig també contribueix a la polarització cel·lular.
Les unions estretes són la base de les diferents barreres presents al cos. En presència de zones de bloqueig, la transferència de substàncies als ambients veïns es realitza exclusivament a través de la cèl·lula.
Sinapsis
Són compostos especialitzats situats a les neurones (estructures nervioses). A causa d'ells, la informació es transmet d'una cel·la a una altra.
Es troba una connexió sinàptica en zones especialitzades i entre dues cèl·lules nervioses, i entre una neurona i un altre element inclòs en l'efector o receptor. Per exemple, les sinapsis neuro-epitelials i neuromusculars estan aïllades.
Aquests contactes es divideixen en elèctrics i químics. Els primers són semblants als gap bonds.
Adhesió intercel·lular de substàncies
Les cèl·lules s'uneixen a les proteïnes adhesives mitjançant receptors citolèmics. Per exemple, els receptors de fibronectina i laminina a les cèl·lules epitelials proporcionen adhesió a aquestesglicoproteïnes. La laminina i la fibronectina són substrats adhesius amb l'element fibril·lar de les membranes basals (fibres de col·lagen tipus IV).
Hemidesmosoma
Des del costat de la cèl·lula, la seva composició i estructura bioquímica és semblant a un dismosoma. Filaments d'ancoratge especials s'estenen des de la cèl·lula a la substància intercel·lular. A causa d'ells, la membrana es combina amb un marc fibril·lar i fibril·les d'ancoratge de fibres de col·lagen tipus VII.
Contacte puntual
També s'anomena focal. El punt de contacte s'inclou al grup de connexions d'acoblament. Es considera el més característic dels fibroblasts. En aquest cas, la cèl·lula no s'adhereix als elements cel·lulars veïns, sinó a estructures intercel·lulars. Les proteïnes receptores interaccionen amb molècules adhesives. Aquests inclouen la condronectina, la fibronectina, etc. Uneixen les membranes cel·lulars a les fibres extracel·lulars.
La formació d'un punt de contacte es realitza mitjançant microfilaments d'actina. Es fixen a l'interior del citolema amb l'ajuda de proteïnes integrals.
