Ciasne skrzyżowanie

Ciasne skrzyżowania to sieci białkowe. Opasują tkankę śródbłonka jelita, pęcherza i mózgu, a oprócz funkcji stabilizujących pełnią również funkcje barierowe. Zakłócenia tych funkcji barierowych mają negatywny wpływ na różne środowiska organizmu.

Co to jest ciasne skrzyżowanie?

Każda błona komórkowa zawiera inne białka. Poszczególne białka błonowe tworzą mniej lub bardziej gęstą sieć. W tym kontekście „ścisłe połączenie”, po łacinie zwane „Zonula occludens”, a po angielsku „Tight Junction”, jest rodzajem zawierającego białko paska końcowego, który opasuje na przykład komórki nabłonka kręgowców i jest ściśle połączony z sąsiednimi więzadłami komórkowymi.

Ciasne połączenia uszczelniają przestrzenie między komórkami. Stanowią barierę dla dyfuzji. Dyfuzja to ścieżka transportu substancji w organizmie istot żywych, która absorbuje poszczególne cząsteczki do komórek. W postaci bariery dyfuzyjnej ścisłe połączenia kontrolują przepływ cząsteczek do nabłonka. Zapobiegają również dyfuzji składników membrany z części wierzchołkowej do bocznej i odwrotnie. Dzięki tej ostatniej funkcji zachowują biegunowość komórek nabłonka.

Ciasne połączenia opasują nerki, pęcherz moczowy i nabłonek jelitowy. Ponadto są funkcjonalnym składnikiem tzw. Bariery krew-mózg i zapewniają, że substancje z krwi nie mogą przedostawać się do tkanki mózgowej. Końcowe grzbiety wykonane z białek błonowych mogą zawierać różne białka. Prawdopodobnie nie wszystkie z nich są jeszcze znane.

Anatomia i budowa

Najważniejszymi białkami błonowymi w ciasnych połączeniach są klaudyny i okludyna. Claudins zostały udokumentowane u ponad 20 różnych kręgowców. Wszystkie integralne białka błonowe mają układ przypominający sieć i łączą błony kilku komórek w kontakcie głowa-głowa. Wodne pory składają się na anatomię.

Skład zawartych w nim białek błonowych różni się od nabłonka do nabłonka i zależy od wymagań funkcjonalnych połączeń ścisłych. Na przykład, klaudyna 16 w nabłonku nerkowym bierze udział w wychwytywaniu jonów Mg2 + przez nerki do krwi. Ciasne połączenia tworzą sieci o różnej szczelności w zależności od zadania i nabłonka. Białka błonowe są luźno osadzone w jelicie. Bariera krew-mózg tworzy stosunkowo szczelną barierę.

Szczelność sieci koreluje z przepuszczalnością. Sieć białek składa się z wąskich pasm. W szczególności zewnątrzkomórkowe obszary poszczególnych białek łączą się, tworząc połączenie komórkowe. Obszary wewnątrzkomórkowe zależą od cytoszkieletu komórek. Ciasne połączenia otaczają obwód komórki nabłonka jak pas, a tym samym przylegają do struktury komórek nabłonka.

Funkcja i zadania

Ciasne połączenia są przede wszystkim barierą dyfuzyjną. Ta funkcja może całkowicie powstrzymać cząsteczki przed przestrzenią wewnątrzkomórkową lub być związana z selektywną przepuszczalnością (półprzepuszczalnością) dla cząsteczek o określonej wielkości. Sieć ciasnych połączeń, pełniąc funkcję bariery dyfuzyjnej, jest warunkiem koniecznym do transcytozy. Parakomórkowej dyfuzji cząsteczek lub jonów przez przestrzeń nabłonkową zapobiegają ciasne połączenia. Jednocześnie listwy końcowe zapobiegają wypływaniu płynów ustrojowych.

Białka błonowe ciasnych połączeń chronią również organizm przed inwazją mikroorganizmów, a tym samym stanowią barierę dla żywych intruzów. Ścisłe skrzyżowania oprócz funkcji szlabanu pełnią również funkcję ogrodzenia. Sieć białkowa zapobiega przemieszczaniu się poszczególnych składników błony, a tym samym utrzymuje polarność komórek nabłonka. Nabłonek jest podzielony przez sieci na obszary wierzchołkowe i podstawowe. Wierzchołkowa błona komórkowa nabłonka ma inną biochemię niż podstawno-boczna błona komórkowa. Ścisłe połączenia pomagają utrzymać te biochemiczne różnice środowiskowe, a tym samym umożliwiają ukierunkowany transport substancji.

Do tych funkcji dodano funkcje mechaniczne. Na przykład ciasne połączenia służą również do stabilizacji zespołów komórek nabłonka. Łączą ze sobą komórki cytoszkieletu i zapewniają statykę tkankową nabłonka. Przepuszczalność między komórkami nabłonka podlega tymczasowym zmianom. W ten sposób nabłonek jest w stanie reagować na zwiększone wymagania transportu parakomórkowego. W tym celu, klaudyny i okludyny z „połączeń ciasnych” łączą się z białkami błony wewnątrzkomórkowej, które łączą się z cytoszkieletem aktynowym.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Ścisłe połączenia mogą ulegać zmianom w strukturze z powodu mutacji, a tym samym tracić swoje funkcje. Klaudyna 16 z sieci białkowych w nabłonku nerki nie występuje w wymaganej postaci po mutacjach w genie kodującym białko. Takie mutacje mogą spowodować utratę Mg2 +.

Z powodu utraty funkcji bariery, zbyt mało jonów Mg2 + jest wchłanianych z nerek do krwi, a zbyt wiele jest wydalanych z moczem. Choroby mogą również wpływać na „zonula occludens”. Dotyczy to zwłaszcza mózgu. Bariera krew-mózg jest naturalną barierą dyfuzyjną między krwią a mózgiem, która utrzymuje środowisko mózgowe. Na przykład w przebiegu stwardnienia rozsianego dochodzi do zaburzeń bariery krew-mózg. Jednak choroby, takie jak cukrzyca, mogą również naruszać barierę krew-mózg. Ochronne działanie bariery jest również tracone przy różnych urazach mózgu i chorobach zwyrodnieniowych.

W stwardnieniu rozsianym to nawracające zapalenie mózgu ma szkodliwy wpływ na ścisłe połączenia. Komórki własnej obrony immunologicznej organizmu pokonują barierę krew-mózg jako część choroby autoimmunologicznej.W przypadku udaru niedokrwiennego dochodzi nawet do rozbicia elementów ciasnych połączeń w obrębie bariery krew-mózg. Takiemu typowi udaru towarzyszy pustka w mózgu, który jest następnie uzupełniany krwią. Śródbłonka bariery krew-mózg zmienia się w dwóch fazach.

Ponieważ proces patologiczny uwalnia utleniacze, enzymy proteolityczne i cytokiny, zmienia się przepuszczalność bariery krew-mózg. Obrzęk rozwija się w mózgu. Aktywowane leukocyty uwalniają następnie tak zwane metaloproteazy macierzy, które rozkładają blaszkę podstawną i kompleksy białkowe w ciasnych połączeniach.