Молекулы клеточной адгезии
Связывание клеток между собой во многом зависит от трансмембранных гликопротеидов. Эти молекулы ответственны за агрегацию и делятся на несколько базовых классов:
- Кадгерины. Представляют собой интегральные фибриллярные белки мембраны. Их основная функция — обеспечивать сцепление однородных клеток, причем этот процесс является кальций-зависимым (требует ионов Ca2+). Кадгерины в большом количестве локализуются в эпидермисе, клетках трофобласта и плаценты, а также в мышечных волокнах, кардиомиоцитах и нейронах.
- Селектины. Это также интегральные белки плазмолеммы. Они осуществляют адгезию эндотелиальных клеток и связывание циркулирующих элементов крови (тромбоцитов и лейкоцитов), что крайне важно для регуляции воспалительных реакций и гемостаза.
- Интегрины. Данный класс молекул преимущественно осуществляет связь клеточных структур с внеклеточным матриксом (различными субстратами), но параллельно они могут участвовать и в непосредственной межклеточной адгезии.
- Молекулы адгезии нервных клеток (N-CAM). Они принадлежат к обширному суперсемейству иммуноглобулинов. Их главная роль заключается в образовании контактов между нейронами и непосредственном участии в формировании синаптических связей.
Простые межклеточные соединения
Помимо сложных белковых комплексов, клетки удерживаются вместе с помощью простых соединений.
Главная характеристика такого контакта — наличие щели между плазмолеммами шириной около 20 нм. Это пространство не является пустым, оно плотно заполнено гликокаликсом. Основная функция простого соединения заключается в удержании мембран на строго определенном расстоянии друг от друга. Это позволяет сохранить свободное межклеточное пространство, по которому может осуществляться транспорт различных веществ.
Выделяют следующие морфологические варианты простых соединений:
- Зубчатое соединение. Клеточные мембраны образуют множественные выпячивания, которые напоминают зубцы, вклинивающиеся друг в друга.
- Пальцевидное соединение (интердигитации). Проявляется в виде глубоко переплетающихся выростов мембран соседних клеток, что значительно увеличивает площадь их соприкосновения.
Сложные специализированные контакты
У позвоночных животных специализированные межклеточные соединения разделяют на три ключевые функциональные группы:
- Якорные (сцепляющие) контакты. Главная задача этих структур — создание высокой механической прочности тканей. В эту группу входят адгезионные контакты (промежуточные соединения) и десмосомы. Десмосома выглядит как структура с выраженными белковыми пластинками, к которым изнутри клетки подходят цитоскелетные нити, надежно фиксирующие контакт.
- Плотные (изолирующие или запирающие) контакты. Они создают надежный барьер проницаемости. Как правило, такие структуры располагаются в верхней части клеточной границы и буквально «сшивают» плазмолеммы соседних клеток, не оставляя пространства для свободного тока жидкости.
- Щелевые (коммуникационные) контакты, или нексусы. Обеспечивают прямой ионный и метаболический обмен. Структурными единицами щелевого контакта являются специализированные белковые комплексы — коннексоны. Они формируют микроскопические каналы между цитоплазмами соседних клеток, обычно располагаясь в нижней части межклеточной границы.
Особые сигнальные соединения
Некоторые типы межклеточных контактов объединены исключительно по своему функциональному признаку — способности осуществлять направленную передачу сигнала. К ним относятся:
- Химические синапсы. Характерны для нервной системы и обеспечивают передачу нервного импульса с участием нейромедиаторов.
- Иммунологические синапсы. Формируются в процессе иммунного ответа, в частности, между антигенпредставляющими клетками и Т-лимфоцитами, для распознавания чужеродных агентов.
Плотные контакты обычно располагаются в самой верхней части клеток, как бы «зашивая» их мембраны; чуть ниже идут якорные контакты (например, десмосомы), а щелевые коммуникационные соединения с их каналами-коннексонами располагаются еще ниже.
Вопросы с занятий и экзамена
Для чего нужно простое межклеточное соединение?
Оно необходимо для удержания клеточных мембран на расстоянии около 20 нм. Это сохраняет свободное межклеточное пространство, заполненное гликокаликсом, что позволяет осуществлять транспорт веществ.
Какая структура отвечает за прикрепление клетки к внеклеточному матриксу?
Связь клеток с внеклеточным матриксом (субстратами) осуществляют специализированные трансмембранные гликопротеиды, которые называются интегринами.
Что такое коннексоны и где они находятся?
Коннексоны — это белковые комплексы, которые являются основными структурными единицами щелевых контактов (нексусов). Они формируют каналы для ионного и метаболического обмена между клетками.
Что ещё разобрать по теме
- Структурная организация и белковый состав десмосом
- Механизмы Са2+-зависимой агрегации клеток кадгеринами
- Роль селектинов в процессах воспаления и гемостаза
- Строение и функционирование химических синапсов
- Отличия иммунологических синапсов Т-лимфоцитов от нервных контактов
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Межклеточные контакты» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.