اتصال سلول های موجود در بافت ها و اندام های موجودات چند سلولی توسط ساختارهای پیچیده ای به نام تماس های بین سلولی تشکیل می شود. به خصوص اغلب در اپیتلیوم، لایه‌های پوششی مرزی یافت می‌شوند.
دانشمندان بر این باورند که جداسازی اولیه یک لایه از عناصر به هم پیوسته توسط تماس های بین سلولی، تشکیل و توسعه بعدی اندام ها و بافت ها را تضمین می کند.
به لطف استفاده از روش های میکروسکوپ الکترونی، امکان جمع آوری اطلاعات زیادی در مورد فراساختار این پیوندها فراهم شد. با این حال، ترکیب بیوشیمیایی آنها، و همچنین ساختار مولکولی آنها، امروزه به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است.
بعد، ویژگی‌ها، گروه‌ها و انواع تماس‌های بین سلولی را در نظر بگیرید.
اطلاعات عمومی
غشاء به طور فعال در تشکیل تماس های بین سلولی نقش دارد. در موجودات چند سلولی به دلیل تعامل عناصر تشکیلات سلولی پیچیده ای تشکیل می شود. حفظ آنهامی توان به روش های مختلفی ارائه کرد.
در بافت‌های جنینی و ژرمینال، به‌ویژه در مراحل اولیه رشد، سلول‌ها به دلیل اینکه سطوح آنها توانایی چسبیدن به یکدیگر را دارد، ارتباط خود را با یکدیگر حفظ می‌کنند. چنین چسبندگی (اتصال) ممکن است به خواص سطحی عناصر مربوط باشد.
ظاهر خاص
محققان بر این باورند که تشکیل تماس های بین سلولی از تعامل گلیکوکالیکس با لیپوپروتئین ها فراهم می شود. هنگام اتصال، یک شکاف کوچک همیشه باقی می ماند (عرض آن حدود 20 نانومتر است). حاوی گلیکوکالیکس است. وقتی بافتی با آنزیمی درمان می‌شود که می‌تواند یکپارچگی آن را مختل کند یا به غشاء آسیب برساند، سلول‌ها شروع به جدا شدن از یکدیگر و جدا شدن می‌کنند.
اگر فاکتور تفکیک حذف شود، سلول ها می توانند دوباره با هم جمع شوند. این پدیده را تجمع مجدد می نامند. بنابراین می توانید سلول های اسفنج های رنگ های مختلف را جدا کنید: زرد و نارنجی. در طول آزمایشات، مشخص شد که تنها 2 نوع دانه در اتصال سلول ها ظاهر می شود. برخی منحصراً نارنجی هستند، در حالی که برخی دیگر فقط سلول های زرد هستند. تعلیق های مخلوط به نوبه خود، خود سازماندهی می شوند و ساختار چند سلولی اولیه را بازیابی می کنند.
نتایج مشابهی توسط محققان در آزمایشات با سوسپانسیون سلول های جنینی دوزیستان جدا شده به دست آمد. در این حالت سلول های اکتودرم در فضا به طور انتخابی از مزانشیم و اندودرم جدا می شوند. اگر از پارچه های بعد استفاده کنیممراحل رشد جنین، گروه های سلولی مختلف که از نظر ویژگی اندام و بافت متفاوت هستند، به طور مستقل در لوله آزمایش جمع می شوند، توده های اپیتلیال تشکیل می شوند که شبیه لوله های کلیوی هستند.
فیزیولوژی: انواع تماس های بین سلولی
دانشمندان 2 گروه اصلی از ارتباطات را تشخیص می دهند:
- ساده. آنها می توانند ترکیباتی را تشکیل دهند که از نظر شکل متفاوت هستند.
- پیچیده. اینها شامل اتصالات شکاف مانند، دسموزومی، بین سلولی محکم، و همچنین نوارهای چسبنده و سیناپس ها هستند.
بیایید به ویژگی های مختصر آنها نگاه کنیم.
کراوات ساده
اتصالات بین سلولی ساده محل برهمکنش بین کمپلکس های سلولی فوق غشایی پلاسمولماست. فاصله بین آنها بیش از 15 نانومتر نیست. تماس های بین سلولی به دلیل "تشخیص" متقابل، چسبندگی عناصر را فراهم می کند. گلیکوکالیکس مجهز به مجتمع های گیرنده ویژه است. آنها برای هر ارگانیسم فردی کاملاً فردی هستند.
تشکیل کمپلکس های گیرنده در جمعیت خاصی از سلول ها یا بافت های خاص خاص است. آنها توسط اینتگرین ها و کادرین ها نشان داده می شوند که میل به ساختارهای مشابه سلول های همسایه دارند. هنگام تعامل با مولکول های مرتبط واقع در غشاهای سلولی مجاور، آنها به هم می چسبند - چسبندگی.
مخاطبین بین سلولی در بافت شناسی
از جمله پروتئین های چسبنده عبارتند از:
- Integrins.
- ایمونوگلوبولین.
- Selectins.
- Caderins.
برخی از پروتئین های چسبنده به هیچ یک از این خانواده ها تعلق ندارند.
ویژگی های خانواده
برخی گلیکوپروتئین های دستگاه سطح سلولی متعلق به کمپلکس اصلی سازگاری بافتی کلاس 1 هستند. مانند اینتگرین، آنها برای یک ارگانیسم فردی کاملاً فردی هستند و برای تشکیلات بافتی که در آن قرار دارند خاص هستند. برخی از مواد فقط در بافت های خاصی یافت می شوند. برای مثال، E-cadherin ها مختص اپیتلیوم هستند.
اینتگرین ها پروتئین های انتگرال نامیده می شوند که از 2 زیر واحد آلفا و بتا تشکیل شده اند. در حال حاضر 10 نوع اولی و 15 نوع دومی شناسایی شده است. نواحی داخل سلولی با استفاده از مولکول‌های پروتئینی خاص (تانن یا وینکولین) یا مستقیماً به اکتین به ریز رشته‌های نازک متصل می‌شوند.
سلکتین ها پروتئین های مونومر هستند. آنها مجتمع های کربوهیدرات خاصی را تشخیص می دهند و در سطح سلول به آنها متصل می شوند. در حال حاضر، بیشترین مطالعه شده L، P و E-selectins هستند.
پروتئین های چسب مانند ایمونوگلوبولین از نظر ساختاری مشابه آنتی بادی های کلاسیک هستند. برخی از آنها گیرنده واکنش های ایمونولوژیک هستند، برخی دیگر فقط برای اجرای عملکرد چسب در نظر گرفته شده اند.
تماس های بین سلولی کادرین ها فقط در حضور یون های کلسیم اتفاق می افتد. آنها در تشکیل پیوندهای دائمی نقش دارند: P و E-cadherin در بافت های اپیتلیال و N-cadherin.- در عضلانی و عصبی.
مقصد
باید گفت که تماس های بین سلولی نه تنها برای چسبندگی ساده عناصر در نظر گرفته شده است. آنها برای اطمینان از عملکرد طبیعی ساختارها و سلول های بافتی، که در تشکیل آنها نقش دارند، ضروری هستند. تماس های ساده بلوغ و حرکت سلول ها را کنترل می کند، از هیپرپلازی (افزایش بیش از حد تعداد عناصر ساختاری) جلوگیری می کند.
تنوع ترکیبات
در طول تحقیقات، انواع مختلفی از تماس های بین سلولی به شکل ایجاد شده است. آنها می توانند، برای مثال، به شکل "کاشی" باشند. چنین اتصالاتی در لایه شاخی اپیتلیوم کراتینه ای طبقه بندی شده، در اندوتلیوم شریانی ایجاد می شود. انواع دندانه دار و انگشتی شکل نیز وجود دارد. در اولی، برآمدگی یک عنصر در قسمت مقعر عنصر دیگر فرو می‌رود. این به طور قابل توجهی استحکام مکانیکی مفصل را افزایش می دهد.
اتصالات پیچیده
این نوع تماس های بین سلولی برای اجرای یک عملکرد خاص تخصصی هستند. چنین ترکیباتی با بخش های تخصصی جفت کوچک غشای پلاسمایی 2 سلول همسایه نشان داده می شوند.
انواع زیر از تماس های بین سلولی وجود دارد:
- قفل کردن.
- قلاب.
- ارتباطات.
دسموزوم
آنها تشکیلات ماکرومولکولی پیچیده ای هستند که از طریق آنها اتصال قوی عناصر همسایه تضمین می شود. با میکروسکوپ الکترونی، این نوع تماس به خوبی دیده می شود، زیرا با چگالی الکترونی بالا متمایز می شود.منطقه محلی شبیه یک دیسک است. قطر آن حدود 0.5 میکرومتر است. غشاهای عناصر همسایه در آن در فاصله 30 تا 40 نانومتر قرار دارند.
همچنین می توانید مناطقی با چگالی الکترون بالا را در سطوح غشای داخلی هر دو سلول در حال تعامل در نظر بگیرید. رشته های میانی به آنها متصل می شوند. در بافت اپیتلیال، این عناصر توسط تونوفیلامنت ها نشان داده می شوند که خوشه ها - تونوفیبریل ها را تشکیل می دهند. تونوفیلامنت ها حاوی سیتوکراتین هستند. یک ناحیه الکترونی متراکم نیز بین غشاها یافت می شود که مربوط به چسبندگی کمپلکس های پروتئینی عناصر سلولی همسایه است.
به عنوان یک قاعده، دسموزوم ها در بافت اپیتلیال یافت می شوند، اما می توان آنها را در ساختارهای دیگر نیز تشخیص داد. در این مورد، رشته های میانی حاوی مواد مشخصه این بافت هستند. به عنوان مثال، ویمنتین ها در ساختارهای همبند، دسمین ها در عضلات و غیره وجود دارند.
بخش داخلی دزموزوم در سطح ماکرومولکولی توسط دزموپلاکین ها - پروتئین های حمایت کننده نشان داده می شود. رشته های میانی به آنها متصل می شوند. دسموپلاکین ها به نوبه خود توسط پلاکوگلوبین ها به دسموگلئین ها مرتبط می شوند. این ترکیب سه گانه از لایه لیپیدی عبور می کند. دسموگلین به پروتئین های سلول همسایه متصل می شود.
با این حال، گزینه دیگری نیز امکان پذیر است. اتصال دزموپلاکین ها به پروتئین های انتگرال واقع در غشاء - دسموکولین ها انجام می شود. اینها به نوبه خود به پروتئین های مشابه در غشای سلولی مجاور متصل می شوند.
دسموزوم کمربند
به عنوان اتصال مکانیکی نیز ارائه می شود. با این حال، ویژگی متمایز آن فرم است. دسموزوم کمربند شبیه یک روبان است. مانند یک لبه، باند گرفتن دور سیتولما و غشای سلولی مجاور می‌پیچد.
این تماس با چگالی الکترون بالا هم در ناحیه غشاها و هم در ناحیه ای که ماده بین سلولی در آن قرار دارد مشخص می شود.
وینکولین در کمربند کلاچ وجود دارد، یک پروتئین حمایت کننده که به عنوان محل اتصال میکروفیلامنت ها به داخل غشای سلولی عمل می کند.
نوار چسب
را می توان در قسمت آپیکال اپیتلیوم تک لایه یافت. اغلب در مجاورت تماس تنگ قرار دارد. ویژگی بارز این ترکیب این است که ساختار آن شامل میکروفیلامنت های اکتین است. آنها موازی با سطح غشاء هستند. به دلیل توانایی آنها در انقباض در حضور مینی میوزین ها و ناپایداری، یک لایه کامل از سلول های اپیتلیال و همچنین ریز ریلف سطح اندامی که آنها را پوشانده اند، می توانند شکل خود را تغییر دهند.
Gap contact
به آن نکسوس نیز می گویند. به عنوان یک قاعده، اندوتلیوسیت ها به این روش متصل می شوند. اتصالات بین سلولی از نوع شیار مانند دیسکی شکل هستند. طول آن 0.5-3 میکرون است.
در محل اتصال، غشاهای مجاور در فاصله 2-4 نانومتر از یکدیگر قرار دارند. پروتئین های یکپارچه، کانتین، در سطح هر دو عنصر تماس وجود دارد. آنها به نوبه خود در کانکسون ها - مجتمع های پروتئینی متشکل از 6 مولکول ادغام می شوند.
مجتمع های کانکسون در مجاورت یکدیگر قرار دارند. در قسمت مرکزی هر یک منفذ وجود دارد. عناصری که وزن مولکولی آنها از 2 هزار تجاوز نمی کند می توانند آزادانه از آن عبور کنند منافذ در سلول های همسایه محکم به یکدیگر متصل هستند. به همین دلیل، مولکول های یون های معدنی، آب، مونومرها، مواد فعال بیولوژیکی کم مولکولی فقط به سلول همسایه حرکت می کنند و به داخل ماده بین سلولی نفوذ نمی کنند.
ویژگی های Nexus
به دلیل تماس های شیار مانند، تحریک به عناصر همسایه منتقل می شود. به عنوان مثال، اینگونه است که تکانه ها بین نورون ها، میوسیت های صاف، کاردیومیوسیت ها و غیره عبور می کنند. در ساختارهای بافت عصبی، اتصالات شکاف سیناپس های الکتریکی نامیده می شوند.
وظایف پیوندها ایجاد کنترل بین بافتی بین سلولی بر فعالیت زیستی سلولی است. علاوه بر این، چنین مخاطبین چندین عملکرد خاص را انجام می دهند. به عنوان مثال، بدون آنها وحدت انقباض قلب، واکنش های همزمان سلول های ماهیچه صاف و غیره وجود نخواهد داشت.
تماس تنگ
به آن منطقه قفل نیز می گویند. این به عنوان محل ادغام لایه های غشای سطحی سلول های مجاور ارائه می شود. این مناطق یک شبکه پیوسته را تشکیل می دهند که توسط مولکول های پروتئینی یکپارچه غشاء عناصر سلولی همسایه به هم متصل می شوند. این پروتئین ها ساختاری مشبک را تشکیل می دهند. محیط سلول را به شکل یک کمربند احاطه کرده است. در این مورد، ساختار سطوح مجاور را به هم متصل می کند.
اغلب به تماس نزدیکدسموزوم های نواری مجاور این ناحیه نسبت به یون ها و مولکول ها نفوذ ناپذیر است. در نتیجه، شکاف های بین سلولی و در واقع محیط داخلی کل ارگانیسم را از عوامل خارجی می بندد.
معنای مناطق مسدود
تماس محکم از انتشار ترکیبات جلوگیری می کند. به عنوان مثال، محتویات حفره معده از محیط داخلی دیواره های آن محافظت می شود، کمپلکس های پروتئینی نمی توانند از سطح آزاد اپیتلیال به فضای بین سلولی حرکت کنند و غیره. منطقه مسدود کننده نیز به قطبش سلول کمک می کند.
اتصالات محکم اساس موانع مختلف موجود در بدن هستند. در صورت وجود مناطق مسدود کننده، انتقال مواد به محیط های مجاور منحصراً از طریق سلول انجام می شود.
سیناپس
آنها ترکیبات تخصصی هستند که در نورون ها (ساختارهای عصبی) قرار دارند. با توجه به آنها، اطلاعات از یک سلول به سلول دیگر منتقل می شود.
یک ارتباط سیناپسی در نواحی تخصصی و بین دو سلول عصبی و بین یک نورون و عنصر دیگری که در عامل یا گیرنده وجود دارد یافت می شود. به عنوان مثال، سیناپس های عصبی-اپیتلیال و عصبی-عضلانی جدا شده اند.
این کنتاکت ها به دو دسته الکتریکی و شیمیایی تقسیم می شوند. اولی شبیه اوراق قرضه شکاف است.
چسبندگی ماده بین سلولی
سلول ها توسط گیرنده های سیتولهمی به پروتئین های چسبنده متصل می شوند. به عنوان مثال، گیرنده‌های فیبرونکتین و لامینین در سلول‌های اپیتلیال، چسبندگی به این سلول‌ها را فراهم می‌کنند.گلیکوپروتئین ها لامینین و فیبرونکتین بسترهای چسبنده با عنصر فیبریلار غشاهای پایه (الیاف کلاژن نوع IV) هستند.
Hemidesmosome
از سمت سلول، ترکیب بیوشیمیایی و ساختار آن شبیه به دیموسوم است. رشته های لنگر ویژه از سلول به درون ماده بین سلولی گسترش می یابند. با توجه به آنها، غشاء با یک چارچوب فیبریلار و فیبرهای لنگر از رشته های کلاژن نوع VII ترکیب می شود.
نقطه تماس
به آن کانونی نیز می گویند. کنتاکت نقطه ای در گروه اتصالات کوپلینگ قرار می گیرد. این مشخصه ترین ویژگی فیبروبلاست ها در نظر گرفته می شود. در این حالت، سلول به عناصر سلولی مجاور نمی چسبد، بلکه به ساختارهای بین سلولی می چسبد. پروتئین های گیرنده با مولکول های چسبنده تعامل دارند. اینها شامل کندرونکتین، فیبرونکتین و غیره است. آنها غشای سلولی را به فیبرهای خارج سلولی متصل می کنند.
تشکیل یک تماس نقطه ای توسط میکروفیلامنت های اکتین انجام می شود. آنها در داخل سیتولما با کمک پروتئین های انتگرال ثابت می شوند.
