Kết nối của các tế bào có trong mô và cơ quan của sinh vật đa bào được hình thành bởi các cấu trúc phức tạp được gọi là các điểm tiếp xúc giữa các tế bào. Đặc biệt, chúng thường được tìm thấy trong biểu mô, các lớp liên kết ranh giới.
Các nhà khoa học tin rằng sự phân tách cơ bản của một lớp nguyên tố được kết nối với nhau bằng các điểm tiếp xúc giữa các tế bào đã đảm bảo sự hình thành và phát triển sau đó của các cơ quan và mô.
Nhờ sử dụng phương pháp hiển vi điện tử, người ta có thể tích lũy một lượng lớn thông tin về cấu trúc siêu của các liên kết này. Tuy nhiên, ngày nay, thành phần sinh hóa cũng như cấu trúc phân tử của chúng vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
Tiếp theo, hãy xem xét các tính năng, nhóm và loại liên lạc giữa các tế bào.
Thông tin chung
Màng tham gia rất tích cực vào việc hình thành các điểm tiếp xúc giữa các tế bào. Ở các sinh vật đa bào, do sự tương tác của các nguyên tố mà hình thành các dạng tế bào phức tạp. Bảo quản của họcó thể được cung cấp theo nhiều cách khác nhau.
Trong các mô phôi, mầm, đặc biệt là ở giai đoạn phát triển ban đầu, các tế bào duy trì kết nối với nhau do bề mặt của chúng có khả năng kết dính với nhau. Sự kết dính (kết nối) như vậy có thể liên quan đến đặc tính bề mặt của các phần tử.
Diện mạo cụ thể
Các nhà nghiên cứu tin rằng sự hình thành các điểm tiếp xúc giữa các tế bào được cung cấp bởi sự tương tác của glycocalyx với lipoprotein. Khi kết nối, một khe hở nhỏ luôn còn lại (chiều rộng của nó khoảng 20 nm). Nó chứa glycocalyx. Khi một mô được xử lý bằng một loại enzyme có thể phá vỡ tính toàn vẹn của nó hoặc làm hỏng màng, các tế bào bắt đầu tách khỏi nhau và phân ly.
Nếu yếu tố phân ly bị loại bỏ, các tế bào có thể lại gần nhau. Hiện tượng này được gọi là sự phân lập lại. Vì vậy, bạn có thể tách các ô của bọt biển có màu sắc khác nhau: vàng và cam. Trong quá trình thí nghiệm, người ta thấy rằng chỉ có 2 loại tập hợp xuất hiện trong mối liên kết của các tế bào. Một số chỉ có màu cam, trong khi những ô khác chỉ có các ô màu vàng. Đến lượt mình, huyền phù hỗn hợp tự tổ chức và phục hồi cấu trúc đa bào sơ cấp.
Các kết quả tương tự cũng được các nhà nghiên cứu thu được trong các thí nghiệm với huyền phù của các tế bào phôi lưỡng cư đã tách rời. Trong trường hợp này, các tế bào của ngoại bì tách biệt trong không gian một cách chọn lọc khỏi trung bì và nội bì. Nếu chúng ta sử dụng các loại vải sau nàycác giai đoạn phát triển của phôi, các nhóm tế bào khác nhau khác nhau về tính đặc hiệu của cơ quan và mô sẽ tập hợp độc lập trong ống nghiệm, các tập hợp biểu mô sẽ hình thành, giống như ống thận.
Sinh lý học: các loại liên lạc giữa các tế bào
Các nhà khoa học phân biệt 2 nhóm kết nối chính:
- Đơn giản. Chúng có thể tạo thành các hợp chất khác nhau về hình dạng.
- Phức tạp. Chúng bao gồm các điểm nối giữa các tế bào giống như khe, desmosomal, cũng như các dải kết dính và khớp thần kinh.
Hãy xem đặc điểm ngắn gọn của chúng.
Cà vạt đơn giản
Các điểm nối gian bào đơn giản là vị trí tương tác giữa các phức hợp tế bào siêu màng của plasmolemma. Khoảng cách giữa chúng không quá 15 nm. Tiếp xúc giữa các tế bào cung cấp sự kết dính của các phần tử do sự "nhận biết" lẫn nhau. Các glycocalyx được trang bị các phức hợp thụ thể đặc biệt. Chúng hoàn toàn riêng biệt đối với từng sinh vật riêng biệt.
Sự hình thành các phức hợp thụ thể là đặc hiệu trong một quần thể tế bào cụ thể hoặc một số mô nhất định. Chúng được đại diện bởi các tích phân và cadherins, có ái lực với các cấu trúc tương tự của các tế bào lân cận. Khi tương tác với các phân tử có liên quan nằm trên các tế bào tế bào liền kề, chúng kết dính với nhau - kết dính.
Tiếp xúc giữa các tế bào trong mô học
Trong số các protein kết dính là:
- Tích phân.
- Globulin miễn dịch.
- Selectins.
- Cadherins.
Một số protein kết dính không thuộc bất kỳ họ nào trong số này.
Đặc điểm của các gia đình
Một số glycoprotein của bộ máy bề mặt tế bào thuộc về phức hợp tương hợp mô chính của lớp 1. Giống như các tích phân, chúng hoàn toàn riêng lẻ đối với một sinh vật riêng lẻ và cụ thể cho các hình thành mô mà chúng nằm trong đó. Một số chất chỉ được tìm thấy trong một số mô nhất định. Ví dụ: E-cadherins là đặc trưng cho biểu mô.
Integrins được gọi là protein tích phân, bao gồm 2 đơn vị con - alpha và beta. Hiện tại, 10 biến thể của loại thứ nhất và 15 loại của loại thứ hai đã được xác định. Các vùng nội bào liên kết với các vi sợi mỏng bằng cách sử dụng các phân tử protein đặc biệt (tanin hoặc vinculin) hoặc trực tiếp với actin.
Selectin là các protein đơn phân. Chúng nhận ra một số phức hợp carbohydrate nhất định và gắn vào chúng trên bề mặt tế bào. Hiện tại, được nghiên cứu nhiều nhất là L, P và E-selectin.
Các protein kết dính giống như globulin miễn dịch có cấu trúc tương tự như các kháng thể cổ điển. Một số trong số chúng là thụ thể cho các phản ứng miễn dịch học, một số khác chỉ nhằm mục đích thực hiện các chức năng kết dính.
Tiếp xúc giữa các tế bào của cadherins chỉ xảy ra khi có mặt các ion canxi. Chúng tham gia vào việc hình thành các liên kết vĩnh viễn: P và E-cadherins trong các mô biểu mô và N-cadherins- trong tình trạng cơ bắp và căng thẳng.
Điểm đến
Cần phải nói rằng các điểm tiếp xúc giữa các tế bào không chỉ nhằm mục đích kết dính các phần tử đơn thuần. Chúng cần thiết để đảm bảo hoạt động bình thường của các cấu trúc mô và tế bào, trong quá trình hình thành chúng có liên quan. Các tiếp điểm đơn giản kiểm soát sự trưởng thành và chuyển động của các tế bào, ngăn ngừa tăng sản (tăng quá mức số lượng các thành phần cấu trúc).
Hợp chất đa dạng
Trong quá trình nghiên cứu, các dạng tiếp xúc gian bào khác nhau về hình dạng đã được thành lập. Ví dụ, chúng có thể ở dạng "gạch". Các kết nối như vậy được hình thành trong lớp sừng của biểu mô sừng hóa phân tầng, trong nội mô động mạch. Ngoài ra còn có loại hình răng cưa và hình ngón tay. Trong phần đầu tiên, phần nhô ra của một phần tử này chìm vào phần lõm của phần tử kia. Điều này làm tăng đáng kể độ bền cơ học của khớp.
Kết nối phức tạp
Những loại tiếp điểm gian bào này chuyên dùng để thực hiện một chức năng cụ thể. Các hợp chất như vậy được đại diện bởi các phần nhỏ chuyên biệt được ghép nối của màng sinh chất của 2 tế bào lân cận.
Có các loại liên lạc gian bào sau:
- Khóa.
- Móc.
- Giao tiếp.
Desmosomes
Chúng là những thành tạo đại phân tử phức tạp, qua đó đảm bảo sự kết nối mạnh mẽ của các nguyên tố lân cận. Với kính hiển vi điện tử, loại tiếp xúc này được nhìn thấy rất rõ, vì nó được phân biệt bởi mật độ điện tử cao. Khu vực cục bộ trông giống như một cái đĩa. Đường kính của nó khoảng 0,5 µm. Màng của các nguyên tố lân cận trong nó nằm ở khoảng cách từ 30 đến 40 nm.
Bạn cũng có thể xem xét các khu vực có mật độ điện tử cao trên bề mặt màng trong của cả hai tế bào tương tác. Các sợi trung gian được gắn vào chúng. Trong mô biểu mô, các yếu tố này được đại diện bởi các tonofilaments, tạo thành các cụm - tonofibrils. Các tonofilaments chứa cytokeratins. Một vùng dày đặc điện tử cũng được tìm thấy giữa các màng, tương ứng với sự kết dính của các phức hợp protein của các phần tử tế bào lân cận.
Theo quy luật, desmosomes được tìm thấy trong mô biểu mô, nhưng chúng cũng có thể được phát hiện trong các cấu trúc khác. Trong trường hợp này, các sợi trung gian chứa các chất đặc trưng của mô này. Ví dụ: có vimentin trong các cấu trúc liên kết, các desmins trong cơ, v.v.
Phần bên trong của desmosome ở cấp độ đại phân tử được đại diện bởi các protein hỗ trợ desmoplakins. Các sợi trung gian được kết nối với chúng. Đến lượt nó, các desmoplakin được liên kết với desmoglein bởi các vi sinh vật. Hợp chất ba này đi qua lớp lipid. Desmoglein liên kết với các protein trong tế bào lân cận.
Tuy nhiên, một lựa chọn khác cũng có thể thực hiện được. Việc gắn desmoplakin được thực hiện vào các protein không thể tách rời nằm trong màng - desmocolin. Đến lượt nó, chúng liên kết với các protein tương tự trong màng tế bào lân cận.
Girdle desmosome
Nó cũng được trình bày như một kết nối cơ học. Tuy nhiên, đặc điểm nổi bật của nó là hình thức. Chiếc thắt lưng desmosome trông giống như một dải ruy băng. Giống như một cái vành, dải kẹp bao bọc xung quanh màng tế bào và các màng tế bào lân cận.
Sự tiếp xúc này được đặc trưng bởi mật độ điện tử cao cả trong vùng màng và vùng chứa chất gian bào.
Vinculin có trong đai ly hợp, một protein hỗ trợ hoạt động như một vị trí gắn các vi sợi vào bên trong màng tế bào.
Băng dính có thể được tìm thấy ở phần đỉnh của biểu mô một lớp. Nó thường tiếp giáp với tiếp xúc chặt chẽ. Một tính năng đặc biệt của hợp chất này là cấu trúc của nó bao gồm các vi sợi actin. Chúng song song với bề mặt màng. Do khả năng co lại khi có các minimyosin và tính không ổn định, toàn bộ lớp tế bào biểu mô, cũng như vi mô trên bề mặt của cơ quan mà chúng lót, có thể thay đổi hình dạng của chúng.
Gap contact
Nó còn được gọi là mối liên hệ. Theo quy luật, các tế bào nội mô được kết nối theo cách này. Các điểm nối gian bào kiểu khe giống hình đĩa. Chiều dài của nó là 0,5-3 micron.
Tại vị trí kết nối, các màng liền kề cách nhau 2-4 nm. Các protein tích hợp, các liên kết, có trên bề mặt của cả hai phần tử tiếp xúc. Đến lượt chúng, chúng được tích hợp thành các liên kết - phức hợp protein bao gồm 6 phân tử.
Các khu phức hợp
Connexon nằm liền kề nhau. Ở phần trung tâm của mỗi lỗ có một lỗ chân lông. Các nguyên tố có khối lượng phân tử không vượt quá 2 nghìn có thể tự do đi qua nó. Các lỗ xốp ở các tế bào lân cận gắn chặt với nhau. Do đó, các phân tử ion vô cơ, nước, monome, các chất hoạt động sinh học phân tử thấp chỉ di chuyển đến tế bào lân cận, và chúng không xâm nhập vào chất gian bào.
Tính năng của Nexus
Do các tiếp điểm giống như khe cắm, kích thích được truyền sang các phần tử lân cận. Ví dụ, đây là cách các xung truyền qua các tế bào thần kinh, tế bào cơ trơn, tế bào cơ tim, v.v. Trong cấu trúc mô thần kinh, các điểm nối khoảng trống được gọi là khớp thần kinh điện.
Nhiệm vụ của nexuses là hình thành sự kiểm soát giữa các kẽ tế bào đối với hoạt tính sinh học của tế bào. Ngoài ra, các liên hệ như vậy thực hiện một số chức năng cụ thể. Ví dụ, nếu không có chúng sẽ không có sự thống nhất của sự co bóp của các tế bào cơ tim, phản ứng đồng bộ của các tế bào cơ trơn, v.v.
Liên hệ chặt chẽ
Nó còn được gọi là vùng khóa. Nó được trình bày như một vị trí hợp nhất của các lớp màng bề mặt của các tế bào lân cận. Các vùng này tạo thành một mạng lưới liên tục, được "liên kết chéo" bởi các phân tử protein không thể tách rời của màng các phần tử tế bào lân cận. Các protein này tạo thành một cấu trúc giống như lưới. Nó bao quanh chu vi của tế bào dưới dạng một vành đai. Trong trường hợp này, cấu trúc kết nối các bề mặt liền kề.
Thường xuyên liên hệ chặt chẽcác desmosomes dải liền kề. Khu vực này không thấm nước đối với các ion và phân tử. Do đó, nó khóa các khoảng trống giữa các tế bào và trên thực tế, là môi trường bên trong của toàn bộ sinh vật khỏi các yếu tố bên ngoài.
Ý nghĩa của các vùng chặn
Tiếp xúc chặt chẽ ngăn cản sự khuếch tán của các hợp chất. Ví dụ, thành phần của khoang dạ dày được bảo vệ khỏi môi trường bên trong thành của nó, các phức hợp protein không thể di chuyển từ bề mặt biểu mô tự do sang khoảng gian bào, v.v. Vùng chặn cũng góp phần vào sự phân cực của tế bào.
Các điểm nối chặt chẽ là cơ sở của các rào cản khác nhau hiện có trong cơ thể. Khi có các vùng chặn, việc chuyển các chất sang các môi trường lân cận được thực hiện độc quyền qua tế bào.
Synapses
Chúng là những hợp chất chuyên biệt nằm trong tế bào thần kinh (cấu trúc thần kinh). Do chúng, thông tin được truyền từ ô này sang ô khác.
Kết nối synap được tìm thấy trong các khu vực chuyên biệt và giữa hai tế bào thần kinh và giữa một tế bào thần kinh với một phần tử khác có trong cơ cấu tác động hoặc cơ quan thụ cảm. Ví dụ: các khớp thần kinh biểu mô, thần kinh cơ được phân lập.
Những điểm tiếp xúc này được chia thành điện và hóa chất. Trái phiếu trước đây tương tự như trái phiếu khoảng cách.
Kết dính chất gian bào
Tế bào được gắn bởi các thụ thể của tế bào vào các protein kết dính. Ví dụ, các thụ thể cho fibronectin và laminin trong các tế bào biểu mô cung cấp sự kết dính cho cácglycoprotein. Laminin và fibronectin là chất nền kết dính với phần tử sợi của màng đáy (sợi collagen loại IV).
Hemidesmosome
Nhìn từ bên cạnh của tế bào, thành phần và cấu trúc sinh hóa của nó tương tự như một dismosome. Các sợi neo đặc biệt kéo dài từ tế bào vào chất gian bào. Do chúng, màng được kết hợp với một khung sợi và neo giữ các sợi của sợi collagen loại VII.
Điểm liên hệ
Nó còn được gọi là tiêu cự. Tiếp điểm điểm được bao gồm trong nhóm các kết nối ghép nối. Nó được coi là đặc trưng nhất của nguyên bào sợi. Trong trường hợp này, tế bào không bám vào các phần tử tế bào lân cận, mà là các cấu trúc gian bào. Các protein thụ thể tương tác với các phân tử chất kết dính. Chúng bao gồm chondronectin, fibronectin, v.v. Chúng liên kết màng tế bào với các sợi ngoại bào.
Sự hình thành điểm tiếp xúc được thực hiện bởi các vi sợi actin. Chúng được cố định bên trong cytolemma với sự trợ giúp của các protein không thể tách rời.
