SPOJEVI STANICA: VRSTE I NJIHOVE KARAKTERISTIKE - BIOLOGIJA - 2025

U međustanični spoj su kontaktne mostovi između citoplazmatskih membrane između susjednih ćelija ili između stanice i matriksa. Spojevi ovise o vrsti ispitivanog tkiva, ističući postojeće veze između epitelnih, mišićnih i živčanih stanica.

U stanicama se nalaze molekule povezane s adhezijom među njima. Međutim, potrebni su dodatni elementi koji povećavaju stabilnost veze u tkivima. To se postiže spajanjem stanica.

Glavne vrste staničnih spojeva.

Izvor: Boumphreyfr, iz Wikimedia Commons

Spojevi su razvrstani u simetrične čvorove (uski spojevi, desmosomi pojasa i šuplji spojevi) i asimetrični čvorovi (hemidesmosomi).

Čvrsti čvorovi, desmosomi pojasa, točkasti desmosomi i hemidesmosomi su spojevi koji omogućavaju sidrenje; dok se rascjepni spojevi ponašaju kao spojni mostovi između susjednih stanica, omogućujući razmjenu soluta između citoplazmi.

Kretanje otapala, vode i iona događa se kroz pojedine stanične komponente i između njih. Dakle, postoji transcelularni put kojim upravlja niz kanala i transportera. Suprotno paracelularnom putu, koji je reguliran kontaktima između stanica - to jest staničnih spojeva.

U biljkama nalazimo stanične spojeve koji nalikuju rascjepima rascjepa, zvani plazmodesmata. Iako se razlikuju po strukturi, funkcija je ista.

S medicinskog stajališta, određeni nedostaci u staničnim spojnicama pretvaraju se u stečene ili naslijeđene bolesti uzrokovane oštećenjem epitelne barijere.

karakteristike

Živi organizmi su sastavljeni od diskretnih i raznolikih struktura koje se nazivaju stanice. Ograničene su plazma membranom koja ih drži odvojene od vanćelijske okoline.

Međutim, iako su sastavni dijelovi živih bića, oni ne nalikuju ciglama, jer nisu međusobno izolirani.

Stanice su elementi koji su u međusobnoj komunikaciji i s izvanćelijskim okruženjem. Stoga mora postojati način da stanice formiraju tkiva i komuniciraju, dok membrana ostaje netaknuta.

Ovaj se problem može riješiti zahvaljujući postojanju staničnih spojeva koji postoje u epitelu. Ti se spojevi formiraju između dvije susjedne stanice i klasificiraju se prema funkciji svake u simetrične i asimetrične spojeve.

Hemidesmosomi pripadaju asimetričnim unijama, a uski sindikati, pojasni dezmosomi, desmosomi i unijasti sindikati simetričnim unijama. Ispod ćemo detaljno opisati svaki od zglobova.

vrste

-Tužni priključci

Shema crijevnih epitelnih stanica i putevi selektivne propusnosti. Bijeli kit, s Wikimedia Commonsa

Čvrsti spojevi, koji su u literaturi poznati i kao okluzijski spojevi, sektori su u staničnim membranama susjednih stanica koji su usko povezani - kao što naziv naziva "tijesni spoj".

Pod prosječnim uvjetima stanice se odvajaju na udaljenosti od 10-20 nm. Međutim, u slučaju uskih spojeva, ta se udaljenost značajno smanjuje, a membrane obje stanice dovode do dodira ili čak spajanja.

Tipičan uski spoj nalazi se između bočnih zidova susjednih stanica na minimalnoj udaljenosti od njihovih apikalnih površina.

U epitelnom tkivu sve stanice čine takve spojeve da ostanu zajedno. U ovoj interakciji stanice se nalaze u obrascu koji podsjeća na prsten. Ti sindikati pokrivaju cijeli obod.

Proteini koji su uključeni u uske spojeve

Ocludina i Claudina

Uske kontaktne regije okružuju cijelu površinu stanice. Ove regije formiraju anastomozirane kontaktne trake transmembranskih proteina poznatih kao okludin i klaudin. Izraz anastomoza odnosi se na sjedinjenje određenih anatomskih elemenata.

Ova dva proteina pripadaju skupini tetraespanina. Karakterizira ih s četiri transmembranske domene, dvije vanjske petlje i dva relativno kratka citoplazmatska repa.

Pokazano je da oklludin djeluje s četiri druge molekule proteina, zvane zonule okludin i skraćeno ZO. Ova posljednja skupina uključuje proteine ​​ZO1, ZO2, ZO3 i afadin.

Claudin je sa svoje strane obitelj od 16 proteina koji čine niz linearnih vlakana u tijesnim spojevima, što omogućava ovom spoju da preuzme ulogu "barijere" u paracelularnom putu.

Nektini i JAM

Nektini i molekule adhezivne spojnice (kratki JAM-ovi) također se pojavljuju u uskim spojnicama. Te se dvije molekule nalaze kao homodimeri u unutarćelijskom prostoru.

Nektini su povezani sa aktinskim filamentima kroz protein afadin. Čini se da je potonji važan, jer brisanje gena koji kodira afadin kod glodavaca dovodi do smrti embrija.

Značajke uskih spojeva

Ova vrsta spajanja između stanica obavlja dvije bitne funkcije. Prvi je odrediti polaritet stanica u epitelu, odvajajući apikalnu od bazolateralne domene i sprječavajući neupadljivu difuziju lipida, proteina i drugih biomolekula.

Kao što smo spomenuli u definiciji, stanice epitela su grupirane u prsten. Ova struktura odvaja apikalnu površinu stanice od bočnih i bazalnih, što uspostavlja diferencijaciju između domena.

Ovo odvajanje smatra se jednim od najvažnijih koncepata u proučavanju fiziologije epitela.

Drugo, uski spojevi sprječavaju slobodan prolaz tvari kroz sloj epitelnih stanica, što rezultira preprekom u paracelularnom putu.

-Sjedinjenja u prorezu ili raskolu

Struktura i položaj rasjeka u susjednim ćelijama. Preveo Kalpo, a na osnovu slike Mariana Ruiz LadyofHats., putem Wikimedia Commonsa

Zglobovi praznina nalaze se u regijama lišenim citoplazmatskom membranom između susjednih stanica. U rascjepu rasjeda citoplazme stanica se spajaju i stvara se fizička veza tamo gdje može doći do prolaska malih molekula.

Ova klasa spojnica nalazi se u gotovo svim epitelima, kao i u ostalim vrstama tkiva, gdje služe za vrlo različite svrhe.

Na primjer, u različitim tkivima rasjedi mogu se otvoriti ili zatvoriti kao odgovor na izvanstanične signale, kao što je slučaj s dopaminom neurotransmitera. Prisutnost ove molekule smanjuje komunikaciju između klase neurona u mrežnici, kao odgovor na povećani intenzitet svjetlosti.

Proteini koji sudjeluju u rascjepima

Zglobovi rascjepa sastoje se od proteina koji se zovu koneksini. Stoga je "konekson" dobiven spajanjem šest monomera koneksina. Ova struktura je šuplji cilindar koji se nalazi u križanju citoplazmatske membrane.

Koneksoni su raspoređeni na način da se stvori kanal između citoplazmi susjednih stanica. Također, koneksoni imaju tendenciju agregiranja i tvore neku vrstu ploča.

Funkcije razmaka spojeva

Zahvaljujući stvaranju ovih spojeva može se dogoditi kretanje određenih molekula između susjednih stanica. Veličina molekule koju treba transportirati je odlučujuća, optimalni promjer je 1,2, kao i ioni kalcija i ciklički adenosinofosfat.

Konkretno, radi se o anorganskim ionima i molekulama topivim u vodi koje se mogu prenijeti s jedne stanične citoplazme na susjednu citoplazmu.

Koncentracije kalcija imaju ključnu ulogu u ovom kanalu. Kada se koncentracija kalcija poveća, aksijalni kanali imaju tendenciju zatvaranja.

Na taj način čvorni čvorići aktivno sudjeluju u procesu električnog i kemijskog povezivanja stanica, kao što se događa u mišićnim stanicama srca, koje su odgovorne za prijenos električnih impulsa.

-Zglobovi za spajanje ili spajanje

Ispod zategnutih zglobova nalazimo sidrene spojeve. Oni su općenito smješteni blizu apikalne površine epitela. U ovoj skupini možemo razlikovati tri glavne skupine, zonula adhens ili pojas desmosome, prianjanje makule ili točni desmosom i desmosom.

U ovoj vrsti spajanja, susjedne stanične membrane koje su spojene zonulama i adherentnim makulama razdvojene su razmjerno širokom udaljenošću stanica - u usporedbi s minimalnim prostorom koji postoji u slučaju uskih spojeva.

Međućelijski prostor zauzimaju proteini koji pripadaju porodici kadherina, desmogleina i desmoholina vezanih za citoplazmatske plakove koji predstavljaju druge proteine ​​koji se nazivaju desmoplakin, plakoglobin i plakofilin.

Klasifikacija sidrnih spojeva

Zonula se pridržava

Kao i u slučaju uskih spojeva, i kod sidrenih spojeva opažamo uzorak rasporeda u obliku prstena ili remena. Pridjevi zonule povezani su mikrofilmima aktina, interakcijom dvaju proteina: kadherina i katenina.

Macula se pridržava

U nekim je slučajevima ova struktura poznata jednostavno kao desmosom, to je punctiformna unija koja je povezana s intermedijarnim nitima formiranim od keratina. U tom se kontekstu ove keratinske strukture nazivaju "tonofilimanetos". Vlakna se protežu od točke do točke u epitelnim stanicama.

Usmjerite desmosome

Oni pružaju čvrstoću i krutost epitelnim stanicama. Stoga se vjeruje da je njegova glavna funkcija povezana s jačanjem i stabilizacijom susjednih stanica.

Desmosomi se mogu usporediti s vrstom zakovice ili zavara, jer nalikuju zasebnim sitnim točkicama, a ne neprekidnim trakama.

Tu vrstu spajanja nalazimo u interkaliranim diskovima koji se spajaju s kardiocitima u srčanom mišiću i u meningima koji usmjeravaju vanjsku površinu mozga i leđnu moždinu.

-Hemidesmosomes

Miguelferig, iz Wikimedia Commons

Hemidesmosomi spadaju u kategoriju asimetričnih spojnica. Te strukture imaju funkciju vezanja bazalne domene epitelne stanice s podložnom bazalnom laminom.

Upotrebljava se termin hemidesmosom, jer se ta struktura čini doslovno "napola" desmosomom. Međutim, s gledišta njihova biokemijskog sastava, oba su sindikata potpuno različita.

Važno je razjasniti da su desmosomi odgovorni za prianjanje jedne susjedne stanice na drugu, dok je funkcija hemidesmosoma sjediniti stanicu s baznom laminom.

Za razliku od adhera makule ili desmosoma, hemidesmosomi imaju drugačiju strukturu, koja se sastoji od: citoplazmatske lamine povezane s intermedijarnim vlaknima i ploče vanjskih membrana, koja je odgovorna za spajanje hemidesmosoma s bazalnom laminom pomoću a sidrena nit.

Jedna od funkcija hemidesmosoma je povećati ukupnu stabilnost epitelnih tkiva, zahvaljujući prisutnosti intermedijarnih citoskeletnih filamenata pričvršćenih na komponente bazalne lamine.

Stanični spojevi u biljkama

U biljnom kraljevstvu nedostaje veći broj gore opisanih staničnih spojeva, s izuzetkom funkcionalnog kolega koji podsjeća na rascjep rascjepa.

U biljkama su citoplazme susjednih stanica povezane putovima ili kanalima koji se nazivaju plazmodesmata.

Ova struktura stvara kontinuitet od jedne biljne stanice do druge. Iako se strukturno razlikuju od rascjepa, imaju vrlo slične uloge, omogućujući prolazak malih iona i molekula.

Medicinska perspektiva

S medicinskog stajališta, stanični čvorovi su relevantna tema. Nađeno je da mutacije u genima koji kodiraju proteine ​​koji sudjeluju u spojnicama pretvaraju u kliničke patologije.

Na primjer, ako postoji određena mutacija u genu koja kodira specifičnu vrstu klaudina (jedan od proteina koji posreduje u interakciji u uskim spojnicama), to uzrokuje rijetku bolest u ljudi.

Riječ je o sindromu gubitka bubrežnog magnezija, a simptomi uključuju malo magnezija i napadaje.

Pored toga, otkriveno je da je mutacija gena koji kodira protein nektin 1 odgovoran za sindrom rascjepa nepca. Ovo se stanje smatra jednom od najčešćih malformacija u novorođenčadi.

Mutacije gena nektin 1 povezane su i s drugim stanjem zvanim ektodermalna displazija koje utječe na ljudsku kožu, kosu, nokte i zube.

Pemphigus foliaceus je mjehurna bolest kože koja je određena autoantitijela protiv desmogleina 1, ključnog elementa koji je odgovoran za održavanje kohezivnosti epiderme.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). Bitna stanična biologija. Garland Science.
2. Cooper, GM i Hausman, RE (2000). Stanica: Molekularni pristup. Sinauer Associates.
3. Curtis, H., i Barnes, NS (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fiziologija životinja. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Stanična i molekularna biologija: koncepti i eksperimenti. John Wiley & Sinovi.
6. Kierszenbaum, A., i Tres, L. (2016). Histologija i stanična biologija: uvod u patologiju. Elsevier Brazil.
7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, Kalifornija, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Molekularna stanična biologija. Macmillan.
8. Voet, D., i Voet, JG (2006). Biokemija. Panamerican Medical Ed.