تتشكل اتصالات الخلايا الموجودة في أنسجة وأعضاء الكائنات متعددة الخلايا بواسطة هياكل معقدة تسمى الاتصالات بين الخلايا. غالبًا ما توجد في الظهارة ، طبقات غلاف الحدود.
يعتقد العلماء أن الفصل الأساسي لطبقة من العناصر المترابطة ببعضها البعض بواسطة جهات الاتصال بين الخلايا كفل تكوين الأعضاء والأنسجة وتطورها لاحقًا.
بفضل استخدام طرق المجهر الإلكتروني ، كان من الممكن تجميع كمية كبيرة من المعلومات حول البنية التحتية لهذه الروابط. ومع ذلك ، فإن تركيبها الكيميائي الحيوي ، وكذلك تركيبها الجزيئي ، لم يتم دراستها بشكل كافٍ اليوم.
بعد ذلك ، ضع في اعتبارك الميزات والمجموعات وأنواع جهات الاتصال بين الخلايا.
معلومات عامة
يشارك الغشاء بنشاط كبير في تكوين الاتصالات بين الخلايا. في الكائنات متعددة الخلايا ، بسبب تفاعل العناصر ، تتشكل التكوينات الخلوية المعقدة. الحفاظ عليهابعدة طرق.
في الأنسجة الجنينية ، وخاصة في المراحل الأولى من التطور ، تحافظ الخلايا على الروابط مع بعضها البعض نظرًا لحقيقة أن أسطحها لديها القدرة على الالتصاق ببعضها البعض. قد يكون هذا الالتصاق (الاتصال) مرتبطًا بخصائص سطح العناصر.
مظهر محدد
يعتقد الباحثون أن تكوين الاتصالات بين الخلايا يتم توفيره من خلال تفاعل الكاليكس مع البروتينات الدهنية. عند الاتصال ، تبقى فجوة صغيرة دائمًا (يبلغ عرضها حوالي 20 نانومتر). أنه يحتوي على glycocalyx. عندما يتم معالجة نسيج بإنزيم يمكن أن يعطل سلامته أو يتلف الغشاء ، تبدأ الخلايا في الانفصال عن بعضها البعض والانفصال.
إذا تمت إزالة عامل الفصل ، يمكن أن تتجمع الخلايا مرة أخرى. هذه الظاهرة تسمى التجميع. حتى تتمكن من فصل خلايا الإسفنج بألوان مختلفة: الأصفر والبرتقالي. أثناء التجارب ، وجد أن نوعين فقط من المجاميع يظهران في اتصال الخلايا. بعضها برتقالي بشكل حصري ، في حين أن البعض الآخر عبارة عن خلايا صفراء فقط. المعلقات المختلطة ، بدورها ، تقوم بالتنظيم الذاتي واستعادة البنية الأساسية متعددة الخلايا.
تم الحصول على نتائج مماثلة من قبل الباحثين في تجارب مع معلقات خلايا جنينية برمائية منفصلة. في هذه الحالة ، تنفصل خلايا الأديم الظاهر في الفضاء بشكل انتقائي عن اللحمة المتوسطة والأديم الباطن. إذا استخدمنا الأقمشة في وقت لاحقمراحل تطور الأجنة ، مجموعات الخلايا المختلفة التي تختلف في خصوصية الأعضاء والأنسجة سوف تتجمع بشكل مستقل في أنبوب الاختبار ، وسوف تتشكل مجاميع طلائية تشبه الأنابيب الكلوية.
علم وظائف الأعضاء: أنواع الاتصالات بين الخلايا
يميز العلماء مجموعتين رئيسيتين من الاتصالات:
- بسيط. يمكنهم تكوين مركبات تختلف في الشكل.
- معقد. وتشمل هذه الوصلات الشبيهة بالشق ، والديسموسوم ، والتقاطعات الضيقة بين الخلايا ، وكذلك الأشرطة اللاصقة والمشابك.
دعونا نلقي نظرة على خصائصها المختصرة.
علاقات بسيطة
الوصلات البسيطة بين الخلايا هي مواقع للتفاعل بين المجمعات الخلوية فوق الغشاء للبلازما. المسافة بينهما لا تزيد عن 15 نانومتر. توفر الاتصالات بين الخلايا التصاق العناصر بسبب "الاعتراف" المتبادل. تم تجهيز glycocalyx بمجمعات مستقبلات خاصة. هم أفراد فقط لكل كائن على حدة.
يكون تكوين مجمعات المستقبلات محددًا ضمن مجموعة معينة من الخلايا أو أنسجة معينة. يتم تمثيلهم بواسطة الإنتغرينات والكاديرينات ، والتي لها صلة بالتراكيب المماثلة للخلايا المجاورة. عند التفاعل مع الجزيئات ذات الصلة الموجودة على الأغشية الخلوية المجاورة ، فإنها تلتصق ببعضها البعض - التصاق.
جهات الاتصال بين الخلايا في الأنسجة
من بين البروتينات اللاصقة:
- Integrins.
- الغلوبولين المناعي.
- محددات.
- كاديرينز.
بعض البروتينات اللاصقة لا تنتمي إلى أي من هذه العائلات.
خصائص العائلات
تنتمي بعض البروتينات السكرية لجهاز سطح الخلية إلى مجمع التوافق النسيجي الرئيسي من الدرجة الأولى. مثل الإنتجرينات ، فهي فردية تمامًا بالنسبة لكائن حي ومخصصة لتكوينات الأنسجة التي توجد بها. توجد بعض المواد في أنسجة معينة فقط. على سبيل المثال ، الكاديرينات الإلكترونية خاصة بالظهارة.
تسمى Integrins بروتينات متكاملة ، والتي تتكون من وحدتين فرعيتين - alpha و beta. حاليًا ، تم تحديد 10 متغيرات من النوع الأول و 15 نوعًا من النوع الثاني. ترتبط المناطق داخل الخلايا بخيوط دقيقة رقيقة باستخدام جزيئات بروتينية خاصة (التانين أو الفينكولين) أو مباشرة إلى الأكتين.
المحددات هي بروتينات أحادية. يتعرفون على مركبات كربوهيدراتية معينة ويلتصقون بها على سطح الخلية. حاليًا ، الأكثر دراسة هي L و P و E-selectins.
البروتينات اللاصقة الشبيهة بالجلوبيولين المناعي تشبه هيكليًا الأجسام المضادة الكلاسيكية. بعضها عبارة عن مستقبلات للتفاعلات المناعية ، والبعض الآخر مخصص فقط لتنفيذ الوظائف اللاصقة.
تحدث الاتصالات بين الخلايا للكادرينات فقط في وجود أيونات الكالسيوم. يشاركون في تكوين الروابط الدائمة: P و E-cadherins في الأنسجة الظهارية ، و N-cadherins- عضلي و عصبي.
الوجهة
يجب أن يقال أن جهات الاتصال بين الخلايا ليست مخصصة فقط للالتصاق البسيط للعناصر. إنها ضرورية لضمان الأداء الطبيعي لهياكل الأنسجة والخلايا التي تشارك في تكوينها. جهات الاتصال البسيطة تتحكم في نضج الخلايا وحركتها ، وتمنع تضخم (زيادة مفرطة في عدد العناصر الهيكلية).
مجموعة متنوعة من المركبات
في سياق البحث ، تم إنشاء أنواع مختلفة من الاتصالات بين الخلايا في الشكل. يمكن أن تكون ، على سبيل المثال ، في شكل "بلاط". تتشكل هذه الوصلات في الطبقة القرنية للطبقة المتقرنة الطبقية ، في البطانة الشريانية. هناك أيضًا أنواع مسننة وشكل الأصابع. في الأول ، يغرق بروز أحد العناصر في الجزء المقعر من العنصر الآخر. هذا يزيد بشكل كبير من القوة الميكانيكية للمفصل.
اتصالات معقدة
هذه الأنواع من الاتصالات بين الخلايا متخصصة لتنفيذ وظيفة معينة. يتم تمثيل هذه المركبات بواسطة أقسام متخصصة صغيرة مقترنة من أغشية البلازما لخلتين متجاورتين.
هناك الأنواع التالية من جهات الاتصال بين الخلايا:
- قفل.
- خطاف.
- التواصل
ديسموسوم
إنها تكوينات جزيئية معقدة ، يتم من خلالها ضمان اتصال قوي للعناصر المجاورة. مع الفحص المجهري الإلكتروني ، يمكن رؤية هذا النوع من التلامس جيدًا ، لأنه يتميز بكثافة إلكترون عالية.المنطقة المحلية تبدو وكأنها قرص. قطرها حوالي 0.5 ميكرومتر. تقع أغشية العناصر المجاورة فيه على مسافة 30 إلى 40 نانومتر.
يمكنك أيضًا مراعاة المناطق ذات الكثافة الإلكترونية العالية على أسطح الغشاء الداخلي للخلايا المتفاعلة. يتم إرفاق خيوط وسيطة بهم. في النسيج الظهاري ، يتم تمثيل هذه العناصر بواسطة خيوط نسيجية ، والتي تشكل مجموعات - ليفية طن. تحتوي الخيوط التونسية على السيتوكيراتين. توجد أيضًا منطقة كثيفة الإلكترون بين الأغشية ، والتي تتوافق مع التصاق المجمعات البروتينية للعناصر الخلوية المجاورة.
كقاعدة عامة ، توجد الديسموسومات في الأنسجة الظهارية ، ولكن يمكن اكتشافها في الهياكل الأخرى أيضًا. في هذه الحالة ، تحتوي الخيوط الوسيطة على مواد مميزة لهذا النسيج. على سبيل المثال ، هناك vimentins في الهياكل الضامة ، و desmins في العضلات ، وما إلى ذلك.
يتم تمثيل الجزء الداخلي من الديسموسوم على مستوى الجزيئات الكبيرة بواسطة ديسموبلاكين - البروتينات الداعمة. ترتبط الخيوط الوسيطة بهم. ترتبط Desmoplakins ، بدورها ، بـ desmogleins بواسطة placoglobins. يمر هذا المركب الثلاثي عبر طبقة الدهون. يرتبط Desmogleins بالبروتينات في الخلية المجاورة.
ومع ذلك ، هناك خيار آخر ممكن أيضًا. يتم ربط الديسموبلاكين ببروتينات متكاملة موجودة في الغشاء - ديسموكولين. هذه ، بدورها ، ترتبط ببروتينات مماثلة في الغشاء الخلوي المجاور.
حزام ديسموسوم
يتم تقديمه أيضًا كاتصال ميكانيكي. ومع ذلك ، فإن السمة المميزة لها هي الشكل. الحزام ديسموسوم يشبه الشريط. مثل الحافة ، يلتف شريط القبضة حول الغشاء الخلوي وأغشية الخلايا المجاورة.
هذا التلامس يتميز بكثافة إلكترون عالية في منطقة الأغشية وفي المنطقة التي توجد بها المادة بين الخلايا.
الفينكولين موجود في حزام القابض ، وهو بروتين داعم يعمل كموقع ربط للألياف الدقيقة داخل الغشاء الخلوي.
يمكن العثور على شريط لاصق في الجزء القمي من الطبقة الظهارية أحادية الطبقة. غالبًا ما يكون مجاورًا للاتصال الوثيق. السمة المميزة لهذا المركب هي أن هيكله يتضمن خيوط دقيقة أكتين. إنها موازية لسطح الغشاء. نظرًا لقدرتها على الانقباض في وجود minimyosins وعدم الاستقرار ، يمكن لطبقة كاملة من الخلايا الظهارية ، بالإضافة إلى التصريف الدقيق لسطح العضو الذي تبطنه ، تغيير شكلها.
اتصال فجوة
يطلق عليه أيضًا الرابطة. كقاعدة عامة ، ترتبط الخلايا البطانية بهذه الطريقة. تكون التقاطعات بين الخلايا من النوع الشبيه بالفتحة على شكل قرص. طوله 0.5-3 ميكرون
في موقع الاتصال ، تقع الأغشية المجاورة على مسافة 2-4 نانومتر عن بعضها البعض. البروتينات المتكاملة ، connectins ، موجودة على سطح كلا العنصرين المتصلين. هم ، بدورهم ، مدمجون في connexons - مجمعات بروتينية تتكون من 6 جزيئات.
مجمعات Connexon متجاورة مع بعضها البعض. يوجد في الجزء المركزي من كل مسام. يمكن للعناصر التي لا يتجاوز وزنها الجزيئي 2000 أن تمر عبرها بحرية ، وتتصل المسام الموجودة في الخلايا المجاورة ببعضها البعض بإحكام. نتيجة لذلك ، تنتقل جزيئات الأيونات غير العضوية والماء والمونومرات والمواد النشطة بيولوجيًا منخفضة الجزيئات فقط إلى الخلية المجاورة ، ولا تخترق المادة بين الخلايا.
ميزات Nexus
بسبب جهات الاتصال التي تشبه الفتحة ، ينتقل الإثارة إلى العناصر المجاورة. على سبيل المثال ، هذه هي الطريقة التي تنتقل بها النبضات بين الخلايا العصبية ، والخلايا العضلية الملساء ، وخلايا عضلة القلب ، وما إلى ذلك. وبسبب الروابط ، يتم ضمان وحدة التفاعلات الحيوية للخلايا في الأنسجة. في هياكل الأنسجة العصبية ، تسمى وصلات الفجوة المشابك الكهربائية.
مهام الروابط هي تشكيل التحكم الخلالي بين الخلايا على النشاط الحيوي للخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي جهات الاتصال هذه عدة وظائف محددة. على سبيل المثال ، بدونها لن تكون هناك وحدة تقلص خلايا عضلة القلب ، تفاعلات متزامنة لخلايا العضلات الملساء ، إلخ.
اتصال ضيق
يطلق عليه أيضًا منطقة القفل. يتم تقديمه كموقع اندماج طبقات الغشاء السطحي للخلايا المجاورة. تشكل هذه المناطق شبكة مستمرة ، "متشابكة" بواسطة جزيئات البروتين المتكاملة لأغشية العناصر الخلوية المجاورة. تشكل هذه البروتينات بنية تشبه الشبكة. يحيط محيط الخلية في شكل حزام. في هذه الحالة ، يربط الهيكل الأسطح المجاورة.
في كثير من الأحيان إلى اتصال وثيقالمجاورة ديسموسومات النطاقات. هذه المنطقة غير منفذة للأيونات والجزيئات. وبالتالي ، فإنه يغلق الفجوات بين الخلايا ، وفي الواقع ، البيئة الداخلية للكائن الحي بأكمله من العوامل الخارجية.
معنى حظر المناطق
ملامسة محكمة تمنع انتشار المركبات. على سبيل المثال ، محتويات تجويف المعدة محمية من البيئة الداخلية لجدرانها ، ولا يمكن لمجمعات البروتين أن تنتقل من السطح الظهاري الحر إلى الفضاء بين الخلايا ، إلخ. تساهم منطقة الحجب أيضًا في استقطاب الخلايا.
التقاطعات الضيقة هي أساس الحواجز المختلفة الموجودة في الجسم. في حالة وجود مناطق حظر ، يتم نقل المواد إلى البيئات المجاورة حصريًا من خلال الخلية.
المشابك
هي مركبات متخصصة تقع في الخلايا العصبية (الهياكل العصبية). بسببهم ، تنتقل المعلومات من خلية إلى أخرى.
تم العثور على اتصال متشابك في مناطق متخصصة وبين خليتين عصبيتين ، وبين خلية عصبية وعنصر آخر مدرج في المستجيب أو المستقبل. على سبيل المثال ، يتم عزل المشابك العصبية العصبية والعضلية.
تنقسم جهات الاتصال هذه إلى كهربائية وكيميائية. السابق يشبه فجوة السندات.
التصاق المادة بين الخلايا
الخلايا متصلة بواسطة مستقبلات خلوية بالبروتينات اللاصقة. على سبيل المثال ، توفر مستقبلات الفبرونيكتين واللامينين في الخلايا الظهارية الالتصاق بهاالبروتينات السكرية. اللامينين والفيبرونيكتين عبارة عن ركائز لاصقة مع عنصر ليفي من أغشية القاع (النوع الرابع من ألياف الكولاجين).
Hemidesmosome
من جانب الخلية ، يشبه تركيبها الكيميائي وهيكلها التركيب الكيميائي الحيوي. تمتد خيوط التثبيت الخاصة من الخلية إلى المادة بين الخلايا. بسببهم ، يتم دمج الغشاء مع إطار ليفي وترسيخ ألياف من النوع السابع من ألياف الكولاجين.
نقطة اتصال
يطلق عليه أيضًا البؤري. يتم تضمين نقطة الاتصال في مجموعة وصلات التوصيل. يعتبر أكثر خصائص الخلايا الليفية. في هذه الحالة ، لا تلتزم الخلية بالعناصر الخلوية المجاورة ، بل تلتصق بالبنى بين الخلايا. تتفاعل بروتينات المستقبل مع الجزيئات اللاصقة. وتشمل هذه chondronectin ، و fibronectin ، وما إلى ذلك. فهي تربط أغشية الخلايا بالألياف خارج الخلية.
يتم تكوين نقطة اتصال بواسطة خيوط أكتين دقيقة. يتم تثبيتها داخل السيتوليما بمساعدة بروتينات متكاملة.
