Conexões de células presentes em tecidos e órgãos de organismos multicelulares são formadas por estruturas complexas chamadas de contatos intercelulares. Especialmente frequentemente eles são encontrados no epitélio, as camadas tegumentares limítrofes.
Os cientistas acreditam que a separação primária de uma camada de elementos interligados por contatos intercelulares garantiu a formação e posterior desenvolvimento de órgãos e tecidos.
Graças ao uso de métodos de microscopia eletrônica, foi possível acumular uma grande quantidade de informações sobre a ultraestrutura dessas ligações. No entanto, sua composição bioquímica, bem como sua estrutura molecular, não foram suficientemente estudadas hoje.
A seguir, considere os recursos, grupos e tipos de contatos intercelulares.
Informações gerais
A membrana está muito ativamente envolvida na formação de contatos intercelulares. Em organismos multicelulares, devido à interação de elementos, formam-se formações celulares complexas. Sua preservaçãopode ser fornecido de várias maneiras.
Nos tecidos embrionários, germinais, especialmente nos estágios iniciais de desenvolvimento, as células mantêm conexões entre si devido ao fato de suas superfícies terem a capacidade de se unir. Tal adesão (conexão) pode estar relacionada às propriedades superficiais dos elementos.
Aparência específica
Os pesquisadores acreditam que a formação dos contatos intercelulares é proporcionada pela interação do glicocálice com as lipoproteínas. Ao conectar, sempre permanece um pequeno intervalo (sua largura é de cerca de 20 nm). Contém o glicocálice. Quando um tecido é tratado com uma enzima que pode romper sua integridade ou danificar a membrana, as células começam a se separar e se dissociar.
Se o fator de dissociação for removido, as células podem se reunir novamente. Esse fenômeno é chamado de reagregação. Assim, você pode separar as células das esponjas de cores diferentes: amarelo e laranja. Durante os experimentos, verificou-se que apenas 2 tipos de agregados aparecem na conexão das células. Alguns são exclusivamente laranja, enquanto outros são apenas células amarelas. As suspensões mistas, por sua vez, se auto-organizam e restauram a estrutura multicelular primária.
Resultados semelhantes foram obtidos por pesquisadores em experimentos com suspensões de células embrionárias de anfíbios separadas. Neste caso, as células do ectoderma separam-se no espaço seletivamente do mesênquima e do endoderma. Se usarmos tecidos de mais tardeestágios de desenvolvimento dos embriões, diferentes grupos de células que diferem em especificidade de órgão e tecido se montarão independentemente no tubo de ensaio, agregados epiteliais se formarão, lembrando os túbulos renais.
Fisiologia: tipos de contatos intercelulares
Os cientistas distinguem 2 grupos principais de conexões:
- Simples. Eles podem formar compostos que diferem em forma.
- Complicado. Estes incluem junções intercelulares estreitas, desmossômicas e apertadas, bem como bandas adesivas e sinapses.
Vejamos suas breves características.
Gravatas simples
As junções intercelulares simples são locais de interação entre os complexos celulares supramembranares do plasmolema. A distância entre eles não é superior a 15 nm. Os contatos intercelulares proporcionam a adesão de elementos devido ao "reconhecimento" mútuo. O glicocálice está equipado com complexos receptores especiais. Eles são estritamente individuais para cada organismo individual.
A formação de complexos receptores é específica dentro de uma determinada população de células ou certos tecidos. Eles são representados por integrinas e caderinas, que possuem afinidade por estruturas semelhantes de células vizinhas. Ao interagir com moléculas relacionadas localizadas em citomembranas adjacentes, elas se unem - adesão.
Contatos intercelulares em histologia
Entre as proteínas adesivas estão:
- Integrinas.
- Imunoglobulinas.
- Selectins.
- Caderins.
Algumas proteínas adesivas não pertencem a nenhuma dessas famílias.
Características das famílias
Algumas glicoproteínas do aparelho de superfície celular pertencem ao principal complexo de histocompatibilidade da 1ª classe. Como as integrinas, elas são estritamente individuais para um organismo individual e específicas para as formações teciduais nas quais estão localizadas. Algumas substâncias são encontradas apenas em determinados tecidos. Por exemplo, as E-caderinas são específicas do epitélio.
Integrinas são chamadas de proteínas integrais, que consistem em 2 subunidades - alfa e beta. Atualmente, foram identificadas 10 variantes do primeiro e 15 tipos do segundo. As regiões intracelulares se ligam a microfilamentos finos usando moléculas especiais de proteínas (tanino ou vinculina) ou diretamente à actina.
Selectinas são proteínas monoméricas. Eles reconhecem certos complexos de carboidratos e se ligam a eles na superfície da célula. Atualmente, as mais estudadas são as L, P e E-selectinas.
As proteínas adesivas do tipo imunoglobulina são estruturalmente semelhantes aos anticorpos clássicos. Alguns deles são receptores para reações imunológicas, outros destinam-se apenas à implementação de funções adesivas.
Os contatos intercelulares das caderinas ocorrem apenas na presença de íons cálcio. Eles estão envolvidos na formação de ligações permanentes: P e E-caderinas nos tecidos epiteliais e N-caderinas– em muscular e nervoso.
Destino
Deve-se dizer que os contatos intercelulares não se destinam apenas à simples adesão de elementos. Eles são necessários para garantir o funcionamento normal das estruturas e células teciduais, na formação das quais estão envolvidas. Contatos simples controlam a maturação e o movimento das células, previnem a hiperplasia (aumento excessivo do número de elementos estruturais).
Variedade de compostos
No decorrer da pesquisa, diferentes tipos de contatos intercelulares em forma foram estabelecidos. Eles podem ser, por exemplo, na forma de "ladrilhos". Tais conexões são formadas no estrato córneo do epitélio estratificado queratinizado, no endotélio arterial. Existem também tipos serrilhados e em forma de dedo. No primeiro, a saliência de um elemento afunda na parte côncava do outro. Isso aumenta significativamente a resistência mecânica da junta.
Conexões complexas
Esses tipos de contatos intercelulares são especializados para a implementação de uma função específica. Tais compostos são representados por pequenas seções especializadas pareadas das membranas plasmáticas de 2 células vizinhas.
Existem os seguintes tipos de contatos intercelulares:
- Bloqueio.
- Anzóis.
- Comunicação.
Desmossomos
São formações macromoleculares complexas, através das quais é assegurada uma forte ligação de elementos vizinhos. Com a microscopia eletrônica, esse tipo de contato é muito bem visto, pois se distingue por uma alta densidade eletrônica. A área local parece um disco. Seu diâmetro é de cerca de 0,5 µm. As membranas dos elementos vizinhos estão localizadas a uma distância de 30 a 40 nm.
Você também pode considerar áreas de alta densidade eletrônica nas superfícies da membrana interna de ambas as células em interação. Filamentos intermediários estão ligados a eles. No tecido epitelial, esses elementos são representados por tonofilamentos, que formam aglomerados - tonofibrilas. Os tonofilamentos contêm citoqueratinas. Uma zona eletrodensa também é encontrada entre as membranas, o que corresponde à adesão de complexos proteicos de elementos celulares vizinhos.
Em regra, os desmossomos são encontrados no tecido epitelial, mas também podem ser detectados em outras estruturas. Nesse caso, os filamentos intermediários contêm substâncias características desse tecido. Por exemplo, existem vimentinas nas estruturas conectivas, desminas nos músculos, etc.
A parte interna do desmossoma no nível macromolecular é representada por desmoplacinas - proteínas de suporte. Filamentos intermediários são conectados a eles. As desmoplacinas, por sua vez, estão ligadas às desmogleínas pelas placoglobinas. Este composto triplo passa através da camada lipídica. As desmogleínas se ligam a proteínas na célula vizinha.
No entanto, outra opção também é possível. A fixação de desmoplacinas é realizada a proteínas integrais localizadas na membrana - desmocolinas. Estes, por sua vez, se ligam a proteínas semelhantes na citomembrana adjacente.
Desmossomo de cintura
Também é apresentado como uma conexão mecânica. No entanto, sua característica distintiva é a forma. O desmossoma do cinto parece uma fita. Como uma borda, a faixa de aderência envolve o citolema e as membranas celulares adjacentes.
Esse contato é caracterizado pela alta densidade eletrônica tanto na região das membranas quanto na área onde a substância intercelular está localizada.
A vinculina está presente na correia da embreagem, uma proteína de suporte que atua como local de fixação de microfilamentos no interior da citomembrana.
A fita adesiva pode ser encontrada na seção apical do epitélio de camada única. Muitas vezes é adjacente ao contato apertado. Uma característica distintiva deste composto é que sua estrutura inclui microfilamentos de actina. Eles são paralelos à superfície da membrana. Devido à sua capacidade de contração na presença de minimiosinas e instabilidade, toda uma camada de células epiteliais, bem como o microrrelevo da superfície do órgão que elas revestem, podem mudar de forma.
Gap contact
Também é chamado de nexo. Como regra, os endoteliócitos são conectados dessa maneira. As junções intercelulares do tipo ranhura são em forma de disco. Seu comprimento é de 0,5-3 mícrons.
No local de conexão, as membranas adjacentes estão a uma distância de 2-4 nm uma da outra. Proteínas integrais, conectinas, estão presentes na superfície de ambos os elementos de contato. Eles, por sua vez, são integrados em conexons - complexos proteicos constituídos por 6 moléculas.
Os complexos
Connexon são adjacentes uns aos outros. Na parte central de cada um há um poro. Elementos cujo peso molecular não excede 2 mil podem passar livremente por ele. Os poros das células vizinhas estão firmemente ligados uns aos outros. Devido a isso, as moléculas de íons inorgânicos, água, monômeros, substâncias biologicamente ativas de baixo peso molecular movem-se apenas para a célula vizinha e não penetram na substância intercelular.
Recursos do Nexus
Devido aos contatos tipo slot, a excitação é transmitida aos elementos vizinhos. Por exemplo, é assim que os impulsos passam entre neurônios, miócitos lisos, cardiomiócitos, etc. Devido aos nexos, a unidade das biorreações celulares nos tecidos é assegurada. Nas estruturas do tecido neural, as junções comunicantes são chamadas de sinapses elétricas.
As tarefas dos nexos são formar o controle intersticial intercelular sobre a bioatividade celular. Além disso, esses contatos desempenham várias funções específicas. Por exemplo, sem eles não haveria unidade de contração dos cardiomiócitos cardíacos, reações síncronas das células musculares lisas, etc.
Contato apertado
Também é chamada de zona de bloqueio. Apresenta-se como um local de fusão das camadas superficiais da membrana das células vizinhas. Essas zonas formam uma rede contínua, que é "reticulada" pelas moléculas de proteínas integrais das membranas dos elementos celulares vizinhos. Essas proteínas formam uma estrutura semelhante a uma malha. Ele envolve o perímetro da célula na forma de um cinto. Neste caso, a estrutura conecta superfícies adjacentes.
Muitas vezes para contato apertadodesmossomos em banda adjacentes. Esta área é impermeável a íons e moléculas. Consequentemente, bloqueia as lacunas intercelulares e, de fato, o ambiente interno de todo o organismo de fatores externos.
Significado das zonas de bloqueio
O contato apertado evita a difusão de compostos. Por exemplo, o conteúdo da cavidade gástrica é protegido do ambiente interno de suas paredes, os complexos proteicos não podem se mover da superfície epitelial livre para o espaço intercelular, etc. A zona de bloqueio também contribui para a polarização celular.
As junções apertadas são a base das diversas barreiras presentes no corpo. Na presença de zonas de bloqueio, a transferência de substâncias para ambientes vizinhos é realizada exclusivamente pela célula.
Sinapses
São compostos especializados localizados em neurônios (estruturas nervosas). Devido a eles, a informação é transmitida de uma célula para outra.
Uma conexão sináptica é encontrada em áreas especializadas e entre duas células nervosas, e entre um neurônio e outro elemento incluído no efetor ou receptor. Por exemplo, as sinapses neuroepiteliais e neuromusculares são isoladas.
Esses contatos são divididos em elétricos e químicos. Os primeiros são semelhantes aos títulos gap.
Adesão de substância intercelular
As células são ligadas por receptores citolemais a proteínas adesivas. Por exemplo, os receptores para fibronectina e laminina em células epiteliais fornecem adesão a essesglicoproteínas. Laminina e fibronectina são substratos adesivos com o elemento fibrilar das membranas basais (fibras de colágeno tipo IV).
Hemidesmossoma
Do lado da célula, sua composição bioquímica e estrutura é semelhante a um dismossoma. Filamentos âncoras especiais se estendem da célula para a substância intercelular. Devido a eles, a membrana é combinada com uma estrutura fibrilar e fibrilas de ancoragem de fibras de colágeno tipo VII.
Ponto de contato
Também é chamado de focal. O contato pontual está incluído no grupo de conexões de acoplamento. É considerado o mais característico dos fibroblastos. Nesse caso, a célula não adere a elementos celulares vizinhos, mas a estruturas intercelulares. As proteínas receptoras interagem com moléculas adesivas. Estes incluem condronectina, fibronectina, etc. Eles ligam as membranas celulares às fibras extracelulares.
A formação de um ponto de contato é realizada por microfilamentos de actina. Eles são fixados no interior do citolema com a ajuda de proteínas integrais.
