СПОЈЕВИ ЋЕЛИЈА: ВРСТЕ И ЊИХОВЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У ћелија раскрснице су контакта мостови између цитоплазми мембране између суседних ћелија или између ћелије и матрице. Спојеви зависе од врсте испитиваног ткива, истичући постојеће везе између епителних, мишићних и нервних ћелија.

У ћелијама се налазе молекули повезани са адхезијом међу њима. Међутим, потребни су додатни елементи који повећавају стабилност везе у ткивима. То се постиже ћелијским спајањем.

Главне врсте ћелијских спојница.
Извор: Боумпхреифр, са Викимедиа Цоммонс

Спојеви су класификовани у симетричне спојеве (уски спојеви, десмосоми појаса и шупљикави прорези) и асиметрични чворови (хемидесмосоми).

Чврсти спојеви, десмосоми појаса, точкасти десмосоми и хемидесмосоми су спојеви који омогућавају сидрење; док се расцјепни спојеви понашају као спојни мостови између сусједних ћелија, омогућујући размјену раствора између цитоплазми.

Кретање раствора, воде и јона настаје кроз поједине ћелијске компоненте и између њих. Дакле, постоји прекоћелијски пут којим управља низ канала и транспортера. Супротно парацелуларном путу, који је регулисан контактима између ћелија - то јест ћелијских спајања.

У биљкама налазимо ћелијске спојнице које подсећају на расцепне зглобове, назване плазмодесмата. Иако се разликују по структури, функција је иста.

Са медицинског становишта, одређени недостаци у ћелијским спојницама прелазе у стечене или наследне болести проузроковане оштећењем епителне баријере.

карактеристике

Живи организми су састављени од дискретних и различитих структура које се називају ћелије. Ограничене су плазма мембраном која их држи одвојене од ванћелијског окружења.

Међутим, иако су састојци живих бића, они не личе на цигле, јер нису изолиране једна од друге.

Ћелије су елементи који су у међусобној комуникацији и са ванћелијским окружењем. Стога мора постојати начин да ћелије формирају ткива и комуницирају, док мембрана остаје нетакнута.

Овај проблем се може решити захваљујући присуству ћелијских спојница које постоје у епителу. Ови спојеви се формирају између две суседне ћелије и класификују се према функцији сваке у симетричне и асиметричне везе.

Хемидесмосоми припадају асиметричним синдикатима, а уски синдикати, појасни дезмосоми, дезмосоми и синдикални раздвојили се симетричним унијама. У наставку ћемо детаљно описати сваки од зглобова.

Врсте

-Уска раскрсница

Шема ћелија цревног епитела и путеви селективне пропустљивости. Бели кит, са Викимедиа Цоммонс

Чврсти спојеви, који су у литератури познати и као оклузивни спојеви, су сектори у ћелијским мембранама суседних ћелија који су уско повезани - као што назив каже „чврсто спајање“.

Под просечним условима ћелије су раздвојене на удаљености од 10-20 нм. Међутим, у случају уских спојева, та удаљеност се значајно смањује и мембране обе ћелије доводе до додира или чак спајања.

Типичан уски спој налази се између бочних зидова суседних ћелија на минималном растојању од њихових апикалних површина.

У епителном ткиву све ћелије праве такве спојеве да остану заједно. У овој интеракцији ћелије су смештене у обрасцу који подсећа на прстен. Ови синдикати покривају цео обод.

Протеини који учествују у уским спојницама

Оклудина и Клаудина

Уске контактне регије окружују целокупну површину ћелије. Ове регије формирају анастомозне контактне траке трансмембранских протеина познатих као оклудин и клаудин. Израз анастомоза односи се на сједињење одређених анатомских елемената.

Ова два протеина припадају групи тетраеспанина. Карактерише их четири трансмембранске домене, две спољне петље и два релативно кратка цитоплазматска репова.

Показано је да окллудин делује са четири друге молекуле протеина, зване зонуле оклудин и скраћено ЗО. Последња група укључује протеине ЗО1, ЗО2, ЗО3 и афадин.

Цлаудин је са своје стране породица од 16 протеина који чине низ линеарних влакана у уским спојницама, што омогућава овом спојници да преузме улогу „баријере“ у парацелуларном путу.

Нектини и ЈАМ

Нектини и молекуларни адхезивни молекули (укратко ЈАМ-ови) се такође појављују у уским спојницама. Ова два молекула се налазе као хомодимери у интраћелијском простору.

Нектини су повезани са актинским филаментима кроз протеин афадин. Чини се да је ово последње од виталног значаја, јер брисање гена који кодира афадин код глодара доводи до смрти ембриона.

Карактеристике уских спојева

Ова врста спајања између ћелија обавља две суштинске функције. Прво је одредити поларитет ћелија у епителу, одвајати апикални домен од базолатералног домена и спречити да се одвија неупитна дифузија липида, протеина и других биомолекула.

Као што смо споменули у дефиницији, ћелије епитела су груписане у прстен. Ова структура одваја апикалну површину ћелије од бочних и базалних, што успоставља диференцијацију између домена.

Ово одвајање се сматра једним од најважнијих концепата у проучавању физиологије епитела.

Друго, уски спојеви спречавају слободан пролаз материја кроз слој ћелија епитела, што резултира препреком за парацелуларни пут.

-Сједињења у прорезу или зазору

Структура и локација расјечака у сусједним ћелијама. Превео Калпо, на основу слике Мариана Руиз ЛадиофХатс. , путем Викимедиа Цоммонса

Јазни разводи налазе се у регионима лишеним цитоплазматском мембраном између суседних ћелија. У расцјепу расједа цитоплазме ћелија се спајају и ствара се физичка веза тамо гдје може доћи до проласка малих молекула.

Ова класа спојница налази се у готово свим епителима, као и у осталим врстама ткива где служе за најразличитије сврхе.

На пример, у разним ткивима расцепаји ткива могу се отворити или затворити као одговор на ванћелијске сигнале, као што је случај са неуротрансмитером допамином. Присуство овог молекула смањује комуникацију између класе неурона у мрежници, као одговор на повећани интензитет светлости.

Протеини који учествују у расцепом

Зглобови расцепа састоје се од протеина који се називају конексини. Тако се „конексон“ добија спајањем шест конексином мономера. Ова структура је шупљи цилиндар који је пронађен прелазећи кроз цитоплазматску мембрану.

Конексони су распоређени на начин да се створи канал између цитоплазми суседних ћелија. Такође, конексони имају тенденцију агрегирања и формирају неку врсту плоча.

Функције расједа размака

Захваљујући формирању ових спојева може доћи до кретања одређених молекула између суседних ћелија. Величина молекула који се транспортује је одлучујућа, оптимални пречник је 1,2, као што су јони калцијума и циклични аденозин монофосфат.

То су неоргански јони и водотопљиви молекули који се могу пренети из цитоплазме једне ћелије у суседну цитоплазму.

Концентрације калцијума играју кључну улогу у овом каналу. Када се концентрација калцијума повећа, аксијални канали имају тенденцију затварања.

На тај начин, расцепни чворови активно учествују у процесу електричне и хемијске спреге између ћелија, као што се догађа у мишићним ћелијама срца, које су одговорне за пренос електричних импулса.

- Спојеви за спајање или спајање

Испод уских зглобова налазимо сидрене спојеве. Генерално се налазе у близини апикалне површине епитела. У овој групи можемо разликовати три главне групе, зонула адхерс или појас десмосоме, адхенс макуле или тачно десмосом и десмосом.

У овом типу спајања, суседне ћелијске мембране које су спојене зонулама и адхерентним макулама раздвојене су релативно широком удаљеношћу ћелија - у поређењу са минималним простором који постоји у случају уских спојева.

Међућелијски простор заузимају протеини који припадају породици кадхерина, десмоглеина и десмохолина везаних за цитоплазматске плакове који представљају друге протеине који се називају десмоплакин, плакоглобин и плакофилин.

Класификација сидрних спојева

Зонула се придржава

Као и у случају уских спојева, и код сидрених спојева опажамо образац распореда у облику прстена или појаса. Лепљење зонуле повезано је са микрофилмима актина, интеракцијом два протеина: кадхерина и катенина.

Мацула адхеренс

У неким случајевима ова је структура позната једноставно као десмосом, то је пунтиформна унија која је повезана са интермедијарним нитима формираним од кератина. У том контексту ове кератинске структуре називају се „тонофилиманетос“. Влакна се шире од тачке до тачке у епителним ћелијама.

Успоставите десмосоме

Они обезбеђују снагу и крутост епителним ћелијама. Стога се верује да је његова главна функција повезана са јачањем и стабилизацијом суседних ћелија.

Десмосоми се могу упоредити са врстом заковице или заваривања, јер подсећају на одвојене ситне тачкице, а не на непрекидне завоје.

Ову врсту спајања налазимо у интеркалираним дисковима који се придружују кардиоцитима у срчаном мишићу и у менингеима који линију спољашњу површину мозга и кичмене мождине.

-Хемидесмосомес

Мигуелфериг, са Викимедиа Цоммонс

Хемидесмосоми спадају у категорију асиметричних спајања. Ове структуре имају функцију везања базалног домена епителне ћелије са основном базалном ламином.

Израз хемидесмосом се користи зато што се та структура чини буквално „половина“ десмосома. Међутим, са становишта њиховог биохемијског састава, оба синдиката су потпуно различита.

Важно је разјаснити да су десмосоми одговорни за приањање једне суседне ћелије на другу, док је функција хемидесмосома да обједини ћелију са базном ламином.

За разлику од адхера макуле или десмозома, хемидесмосоми имају другачију структуру, која се састоји од: цитоплазматске ламине повезане са интермедијарним нитима и плоче спољних мембрана, која је одговорна за спајање хемидесмосома са базном ламином, помоћу сидрена нит.

Једна од функција хемидесмосома је повећавање укупне стабилности епителних ткива, захваљујући присуству интермедијарних цитоскелетних филамената причвршћених на компоненте базалне ламине.

Станични спојеви у биљкама

У биљном краљевству недостаје већи део горе описаних ћелијских спојница, с изузетком функционалног колега који подсећа на расцепе.

У биљкама су цитоплазме суседних ћелија повезане путевима или каналима који се називају плазмодесмата.

Ова структура ствара континуитет од једне биљке до друге. Иако се структурно разликују од расцјепа, имају врло сличне улоге, омогућујући пролазак малих јона и молекула.

Медицинска перспектива

Са медицинског становишта, ћелијски чворови су релевантна тема. Нађено је да мутације у генима који кодирају протеине који учествују у спојницама прелазе у клиничке патологије.

На пример, ако постоји одређена мутација у гену која кодира специфичну врсту клаудина (један од протеина који посредује у интеракцији у уским спојницама), он код људи изазива ретку болест.

Ово је синдром губитка бубрежног магнезијума, а симптоми укључују мало магнезијума и нападаје.

Поред тога, откривено је да је мутација гена који кодира протеин нектин 1 одговоран за синдром расцјепа непца. Ово се стање сматра једном од најчешћих малформација код новорођенчади.

Мутације гена нектин 1 такође су повезане са другим стањем званим ектодермална дисплазија које утиче на људску кожу, косу, нокте и зубе.

Пемпхигус фолиацеус је кожна болест која претјерује у облику аутоантитела против десмоглеина 1, кључног елемента који је одговоран за одржавање кохезивности епидерме.

Референце

1. Албертс, Б., Браи, Д., Хопкин, К., Јохнсон, АД, Левис, Ј., Рафф, М.,… и Валтер, П. (2015). Битна ћелијска биологија. Гарланд Сциенце.
2. Цоопер, ГМ и Хаусман, РЕ (2000). Ћелија: Молекуларни приступ. Синауер Ассоциатес.
3. Цуртис, Х., Барнес, НС (1994). Позив на биологију. Мацмиллан.
4. Хилл, РВ, Висе, ГА, Андерсон, М., & Андерсон, М. (2004). Физиологија животиња. Синауер Ассоциатес.
5. Карп, Г. (2009). Ћелијска и молекуларна биологија: концепти и експерименти. Јохн Вилеи & Сонс.
6. Киерсзенбаум, А., и Трес, Л. (2016). Хистологија и биолошка ћелија: увод у патологију. Елсевиер Бразил.
7. Лодисх, Х., Берк, А., Дарнелл, ЈЕ, Каисер, Калифорнија, Криегер, М., Сцотт, МП,… & Матсудаира, П. (2008). Молекуларна ћелијска биологија. Мацмиллан.
8. Воет, Д. и Воет, ЈГ (2006). Биохемија. Панамерицан Медицал Ед.