חיבורים של תאים הנמצאים ברקמות ובאיברים של אורגניזמים רב-תאיים נוצרים על ידי מבנים מורכבים הנקראים מגעים בין-תאיים. לעתים קרובות במיוחד הם נמצאים באפיתל, בשכבות הגבול.
מדענים מאמינים שההפרדה העיקרית של שכבת אלמנטים המחוברים ביניהם על ידי מגעים בין-תאיים הבטיחה היווצרות והתפתחות של איברים ורקמות לאחר מכן.
הודות לשימוש בשיטות מיקרוסקופ אלקטרוני, ניתן היה לצבור כמות גדולה של מידע על מבנה האולטרה של קשרים אלו. עם זאת, ההרכב הביוכימי שלהם, כמו גם המבנה המולקולרי שלהם, לא נחקרו מספיק היום.
לאחר מכן, שקול את התכונות, הקבוצות והסוגים של אנשי קשר בין-תאיים.
מידע כללי
הממברנה מעורבת מאוד ביצירת קשרים בין-תאיים. באורגניזמים רב-תאיים, עקב האינטראקציה של אלמנטים, נוצרות תצורות תאיות מורכבות. השימור שלהםניתן לספק במגוון דרכים.
ברקמות עובריות, נבטיות, במיוחד בשלבי ההתפתחות הראשוניים, תאים שומרים על קשרים זה עם זה בשל העובדה שלמשטחים שלהם יש יכולת להיצמד זה לזה. הדבקה (חיבור) כזו עשויה להיות קשורה למאפייני פני השטח של האלמנטים.
הופעה ספציפית
חוקרים מאמינים שיצירת קשרים בין-תאיים מסופקת על ידי האינטראקציה של גליקוקליקס עם ליפופרוטאינים. בעת החיבור, תמיד נשאר פער קטן (רוחבו הוא כ-20 ננומטר). הוא מכיל את הגליקוקליקס. כאשר רקמה מטופלת באנזים שעלול לשבש את שלמותה או לפגוע בממברנה, התאים מתחילים להיפרד זה מזה ולהתנתק.
אם הגורם המנתק יוסר, התאים יכולים להתאחד שוב. תופעה זו נקראת ריאגרגציה. אז אתה יכול להפריד בין התאים של ספוגים בצבעים שונים: צהוב וכתום. במהלך הניסויים נמצא כי בחיבור התאים מופיעים רק 2 סוגי אגרגטים. חלקם כתומים בלבד, בעוד שאחרים הם רק תאים צהובים. מתלים מעורבים, בתורם, מארגנים בעצמם ומשחזרים את המבנה הרב-תאי העיקרי.
תוצאות דומות התקבלו על ידי חוקרים בניסויים עם השעיות של תאים עובריים מופרדים של דו-חיים. במקרה זה, התאים של האקטודרם נפרדים בחלל באופן סלקטיבי מהמזנכיים והאנדודרם. אם נשתמש בבדים של מאוחר יותרשלבי התפתחות העוברים, קבוצות תאים שונות השונות בספציפיות האיברים והרקמות יתכנסו באופן עצמאי במבחנה, יווצרו אגרגטים אפיתליים, הדומים לאבובי הכליה.
פיזיולוגיה: סוגי אנשי קשר בין-תאיים
מדענים מבחינים ב-2 קבוצות עיקריות של קשרים:
- פשוט. הם יכולים ליצור תרכובות שונות בצורתן.
- מסובך. אלה כוללים חיבורים בין-תאיים הדוקים דמויי חריץ, דמוזומליים, כמו גם רצועות דבק וסינפסות.
בואו נסתכל על המאפיינים הקצרים שלהם.
עניבות פשוטות
צמתים בין-תאיים פשוטים הם אתרי אינטראקציה בין קומפלקסים תאיים על-ממברניים של הפלסמולמה. המרחק ביניהם אינו עולה על 15 ננומטר. מגעים בין-תאיים מספקים הידבקות של אלמנטים עקב "הכרה" הדדית. ה-glycocalyx מצויד במתחמי קולטנים מיוחדים. הם אינדיבידואליים לחלוטין עבור כל אורגניזם בנפרד.
היווצרות קומפלקסים של קולטנים היא ספציפית בתוך אוכלוסייה מסוימת של תאים או רקמות מסוימות. הם מיוצגים על ידי אינטגרינים וקדרינים, שיש להם זיקה למבנים דומים של תאים שכנים. בעת אינטראקציה עם מולקולות קשורות הממוקמות על ציטוממברנות סמוכות, הן נצמדות זו לזו - הידבקות.
אנשי קשר בין-תאיים בהיסטולוגיה
בין החלבונים הדביקים הם:
- Integrins.
- אימונוגלובולינים.
- Selectins.
- Cadherins.
חלק מהחלבונים הדביקים אינם שייכים לאף אחת מהמשפחות הללו.
מאפיינים של משפחות
חלק מהגליקופרוטאינים של מנגנון פני התא שייכים למכלול ההיסטו-תאימות העיקרי של המחלקה הראשונה. כמו אינטגרינים, הם אינדיבידואלים לחלוטין עבור אורגניזם אינדיבידואלי וספציפיים לתצורות הרקמה שבהן הם נמצאים. חלק מהחומרים נמצאים רק ברקמות מסוימות. לדוגמה, E-cadherins הם ספציפיים לאפיתל.
אינטגרינים נקראים חלבונים אינטגרליים, המורכבים מ-2 יחידות משנה - אלפא ובטא. נכון לעכשיו, זוהו 10 גרסאות של הראשון ו-15 סוגים של השני. אזורים תוך תאיים נקשרים למיקרופילמנטים דקים באמצעות מולקולות חלבון מיוחדות (טאנין או וינקולין) או ישירות לאקטין.
סלקטינים הם חלבונים מונומריים. הם מזהים קומפלקסים מסוימים של פחמימות ומתחברים אליהם על פני התא. נכון לעכשיו, הנחקרים ביותר הם L, P ו-E-selectins.
חלבונים דביקים דמויי אימונוגלובולינים דומים מבחינה מבנית לנוגדנים קלאסיים. חלקם הם קולטנים לתגובות אימונולוגיות, אחרים מיועדים רק ליישום פונקציות הדבקה.
מגעים בין-תאיים של קדרינים מתרחשים רק בנוכחות יוני סידן. הם מעורבים ביצירת קשרים קבועים: P ו-E-cadherins ברקמות אפיתל, ו-N-cadherins– בשרירי ועצבני.
Destination
יש לומר שמגעים בין-תאיים מיועדים לא רק להדבקה פשוטה של אלמנטים. הם נחוצים כדי להבטיח את התפקוד התקין של מבני רקמה ותאים, שבהיווצרותם הם מעורבים. מגעים פשוטים שולטים בהבשלה ובתנועה של תאים, מונעים היפרפלזיה (עלייה מוגזמת במספר האלמנטים המבניים).
מגוון תרכובות
במהלך המחקר, הוקמו סוגים שונים של קשרים בין-תאיים בצורה. הם יכולים להיות, למשל, בצורה של "אריחים". חיבורים כאלה נוצרים בשכבת הקרנית של האפיתל הקרטיני השכבתי, באנדותל העורקי. ישנם גם סוגים משוננים וצורת אצבע. בראשון, בליטה של אלמנט אחד שוקעת בחלק הקעור של השני. זה מגדיל באופן משמעותי את החוזק המכני של המפרק.
חיבורים מורכבים
סוגים אלה של אנשי קשר בין-תאיים מתמחים ליישום של פונקציה מסוימת. תרכובות כאלה מיוצגות על ידי קטעים קטנים וזיווגים מיוחדים של ממברנות הפלזמה של 2 תאים שכנים.
יש את הסוגים הבאים של אנשי קשר בין-תאיים:
- נעילה.
- Hooks.
- תקשורת.
Desmosomes
הם תצורות מקרו-מולקולריות מורכבות, שדרכן מובטח חיבור חזק של אלמנטים שכנים. עם מיקרוסקופ אלקטרונים, סוג זה של מגע נראה היטב, מכיוון שהוא נבדל בצפיפות אלקטרונים גבוהה.האזור המקומי נראה כמו דיסק. קוטרו הוא כ-0.5 מיקרומטר. הממברנות של יסודות שכנים בה ממוקמות במרחק של 30 עד 40 ננומטר.
אתה יכול גם לשקול אזורים בעלי צפיפות אלקטרונים גבוהה על משטחי הממברנה הפנימיים של שני התאים המקיימים אינטראקציה. חוטי ביניים מחוברים אליהם. ברקמת האפיתל, אלמנטים אלה מיוצגים על ידי tonofilaments, היוצרים אשכולות - tonofibrils. הטונופילמנטים מכילים ציטוקרטינים. בין הממברנות נמצא גם אזור צפוף אלקטרונים, התואם להידבקות של קומפלקסים חלבונים של יסודות תאיים שכנים.
ככלל, דסמוזומים נמצאים ברקמת אפיתל, אך ניתן לזהות אותם גם במבנים אחרים. במקרה זה, חוטי הביניים מכילים חומרים האופייניים לרקמה זו. לדוגמה, ישנם וימנטינים במבני חיבור, דסמינים בשרירים וכו'.
החלק הפנימי של הדסמוזום ברמה המקרומולקולרית מיוצג על ידי דסמופלאקין - חלבונים תומכים. חוטי ביניים מחוברים אליהם. Desmoplakins, בתורו, מקושרים לדsmogleins על ידי פלקוגלובינים. תרכובת משולשת זו עוברת דרך שכבת השומנים. Desmogleins נקשרים לחלבונים בתא הסמוך.
עם זאת, אפשרית גם אפשרות נוספת. הצמדת דסמופלקינים מתבצעת לחלבונים אינטגרליים הממוקמים בממברנה - דסמקולינים. אלה, בתורם, נקשרים לחלבונים דומים בציטוממברנה הסמוכה.
Girdle desmosome
זה מוצג גם כחיבור מכני. עם זאת, המאפיין הייחודי שלו הוא הצורה. דסמוזום החגורה נראה כמו סרט. כמו שפה, רצועת האחיזה עוטפת את הציטולמה ואת קרומי התא הסמוכים.
מגע זה מאופיין בצפיפות אלקטרונים גבוהה הן באזור הממברנות והן באזור בו נמצא החומר הבין-תאי.
וינקולין קיים בחגורת המצמד, חלבון תומך שפועל כאתר התקשרות למיקרופילמנטים לחלק הפנימי של הציטוממברנה.
ניתן למצוא סרט דבק בחלק הקודקוד של האפיתל השכבה הבודדת. לעתים קרובות זה סמוך למגע חזק. תכונה ייחודית של תרכובת זו היא שהמבנה שלה כולל מיקרופילמנטים של אקטין. הם מקבילים למשטח הממברנה. בשל יכולתם להתכווץ בנוכחות מינימיוזינים וחוסר יציבות, שכבה שלמה של תאי אפיתל, כמו גם מיקרו-תבליט של פני האיבר שהם מרפדים, יכולים לשנות את צורתם.
איש קשר מפער
זה נקרא גם הקשר. ככלל, אנדותליוציטים מחוברים בדרך זו. צמתים בין-תאיים מהסוג דמוי חריץ הם בצורת דיסק. אורכו 0.5-3 מיקרון.
באתר החיבור, ממברנות סמוכות נמצאות במרחק של 2-4 ננומטר אחד מהשני. חלבונים אינטגרליים, קונקטינים, נמצאים על פני השטח של שני האלמנטים המתקשרים. הם, בתורם, משולבים בקונקסונים - מתחמי חלבון המורכבים מ-6 מולקולות.
מתחמי קונקסון צמודים זה לזה. בחלק המרכזי של כל אחד יש נקבובית. יסודות שהמשקל המולקולרי שלהם אינו עולה על 2,000 יכולים לעבור דרכו בחופשיות.הנקבוביות בתאים שכנים מחוברות בחוזקה זו לזו. בשל כך, המולקולות של יונים אנאורגניים, מים, מונומרים, חומרים פעילים ביולוגית נמוכה מולקולרית נעות רק לתא השכן, והן אינן חודרות לחומר הבין-תאי.
תכונות Nexus
עקב מגעים דמויי חריץ, עירור מועבר לגורמים שכנים. לדוגמה, כך עוברים דחפים בין נוירונים, מיוציטים חלקים, קרדיומיוציטים וכו'. עקב קשרים, מובטחת אחדות התגובות הביולוגיות של התא ברקמות. במבני רקמה עצבית, צומת פערים נקראים סינפסות חשמליות.
המשימות של קשרים הן ליצור שליטה בין-תאית על הפעילות הביולוגית של התא. בנוסף, אנשי קשר כאלה מבצעים מספר פונקציות ספציפיות. למשל, בלעדיהם לא תהיה אחדות של התכווצות של קרדיומיוציטים לבביים, תגובות סינכרוניות של תאי שריר חלק וכו'.
קשר צמוד
זה נקרא גם אזור הנעילה. הוא מוצג כאתר של היתוך של שכבות קרום פני השטח של תאים שכנים. אזורים אלה יוצרים רשת רציפה, אשר "מקושרת" על ידי מולקולות החלבון האינטגרליות של הממברנות של אלמנטים תאיים שכנים. חלבונים אלו יוצרים מבנה דמוי רשת. הוא מקיף את היקף התא בצורה של חגורה. במקרה זה, המבנה מחבר משטחים סמוכים.
מגע לעתים קרובות עד הדוקדסמוזומים פסולים סמוכים. אזור זה אינו חדיר ליונים ולמולקולות. כתוצאה מכך, הוא נועל את הפערים הבין-תאיים, ולמעשה, את הסביבה הפנימית של האורגניזם כולו מפני גורמים חיצוניים.
משמעות של אזורי חסימה
מגע הדוק מונע פיזור של תרכובות. לדוגמה, תכולת חלל הקיבה מוגנת מהסביבה הפנימית של דפנותיו, קומפלקסים של חלבונים אינם יכולים לנוע ממשטח האפיתל החופשי לחלל הבין-תאי וכו'. אזור החסימה תורם גם לקיטוב התא.
צמתים הדוקים הם הבסיס למחסומים השונים הקיימים בגוף. בנוכחות אזורי חסימה, העברת חומרים לסביבות שכנות מתבצעת אך ורק דרך התא.
סינפסות
הם תרכובות מיוחדות הממוקמות בנוירונים (מבני עצב). בזכותם, מידע מועבר מתא אחד למשנהו.
קשר סינפטי נמצא באזורים מיוחדים ובין שני תאי עצב, ובין נוירון לאלמנט אחר הכלול באפקטור או בקולטן. לדוגמה, סינפסות נוירו-אפיתליאליות, נוירו-שריריות מבודדות.
מגעים אלה מחולקים לחשמל וכימי. הראשונים דומים לאג ח פער.
הדבקה בין-תאית
תאים מחוברים על ידי קולטנים ציטלמליים לחלבונים דביקים. לדוגמה, קולטנים לפיברונקטין ולמינין בתאי אפיתל מספקים הידבקות לאלה.גליקופרוטאין. למינין ופיברונקטין הם מצעים דביקים עם האלמנט הפיברילרי של ממברנות הבסיס (סיבי קולגן מסוג IV).
Hemidesmosome
מהצד של התא, ההרכב והמבנה הביוכימי שלו דומים לדסמוזום. חוטי עוגן מיוחדים משתרעים מהתא לתוך החומר הבין תאי. בזכותם, הממברנה משולבת עם מסגרת פיברילרית ועיגון סיבים של סיבי קולגן מסוג VII.
איש קשר נקודתי
זה נקרא גם מוקד. מגע נקודתי כלול בקבוצת חיבורי הצימוד. זה נחשב המאפיין ביותר לפיברובלסטים. במקרה זה, התא אינו נצמד לאלמנטים תאיים שכנים, אלא למבנים בין-תאיים. חלבוני רצפטורים מקיימים אינטראקציה עם מולקולות דביקות. אלה כוללים chondronectin, fibronectin וכו'. הם קושרים את קרומי התא לסיבים תאיים.
יצירת מגע נקודתי מתבצעת על ידי מיקרופילמנטים של אקטין. הם מקובעים בחלק הפנימי של הציטולם בעזרת חלבונים אינטגרליים.
