Koneksi sel yang ada dalam jaringan dan organ organisme multiseluler dibentuk oleh struktur kompleks yang disebut kontak antarsel. Terutama sering ditemukan di epitel, batas lapisan integumen.
Para ilmuwan percaya bahwa pemisahan utama dari lapisan elemen yang saling berhubungan melalui kontak antarsel memastikan pembentukan dan perkembangan selanjutnya dari organ dan jaringan.
Berkat penggunaan metode mikroskop elektron, dimungkinkan untuk mengumpulkan sejumlah besar informasi tentang ultrastruktur ikatan ini. Namun, komposisi biokimianya, serta struktur molekulnya, belum cukup dipelajari saat ini.
Selanjutnya, perhatikan fitur, grup, dan jenis kontak antar sel.
Informasi umum
Membran sangat aktif terlibat dalam pembentukan kontak antar sel. Dalam organisme multiseluler, karena interaksi unsur-unsur, formasi seluler yang kompleks terbentuk. Pelestarian merekadapat diberikan dalam berbagai cara.
Pada jaringan germinal embrionik, terutama pada tahap awal perkembangan, sel mempertahankan hubungan satu sama lain karena fakta bahwa permukaannya memiliki kemampuan untuk saling menempel. Adhesi (sambungan) seperti itu mungkin terkait dengan sifat permukaan elemen.
Penampilan khusus
Para peneliti percaya bahwa pembentukan kontak antar sel disediakan oleh interaksi glikokaliks dengan lipoprotein. Saat menghubungkan, celah kecil selalu ada (lebarnya sekitar 20 nm). Ini berisi glikokaliks. Ketika jaringan diperlakukan dengan enzim yang dapat mengganggu integritasnya atau merusak membran, sel-sel mulai terpisah satu sama lain dan berdisosiasi.
Jika faktor disosiasi dihilangkan, sel-sel dapat berkumpul kembali. Fenomena ini disebut reagregasi. Jadi Anda dapat memisahkan sel-sel spons dengan warna berbeda: kuning dan oranye. Selama percobaan, ditemukan bahwa hanya 2 jenis agregat yang muncul dalam koneksi sel. Beberapa secara eksklusif oranye, sementara yang lain hanya sel kuning. Suspensi campuran, pada gilirannya, mengatur sendiri dan mengembalikan struktur multiseluler utama.
Hasil serupa diperoleh para peneliti dalam eksperimen dengan suspensi sel embrionik amfibi yang terpisah. Dalam hal ini, sel-sel ektoderm terpisah dalam ruang secara selektif dari mesenkim dan endoderm. Jika kita menggunakan kain nantitahap perkembangan embrio, kelompok sel yang berbeda berbeda dalam spesifisitas organ dan jaringan akan berkumpul secara independen dalam tabung reaksi, agregat epitel akan terbentuk, menyerupai tubulus ginjal.
Fisiologi: jenis kontak antarsel
Ilmuwan membedakan 2 kelompok utama koneksi:
- Sederhana. Mereka dapat membentuk senyawa yang bentuknya berbeda.
- Rumit. Ini termasuk seperti celah, desmosomal, sambungan antar sel yang rapat, serta pita perekat dan sinapsis.
Mari kita lihat ciri-ciri singkat mereka.
Dasi sederhana
Sambungan antar sel sederhana adalah tempat interaksi antara kompleks seluler supramembran dari plasmolemma. Jarak antara mereka tidak lebih dari 15 nm. Kontak antar sel memberikan adhesi elemen karena "pengenalan" timbal balik. Glikokaliks dilengkapi dengan kompleks reseptor khusus. Mereka sangat individual untuk setiap organisme individu.
Pembentukan kompleks reseptor bersifat spesifik dalam populasi sel atau jaringan tertentu. Mereka diwakili oleh integrin dan cadherin, yang memiliki afinitas untuk struktur serupa dari sel tetangga. Saat berinteraksi dengan molekul terkait yang terletak di sitomembran yang berdekatan, mereka saling menempel - adhesi.
Kontak antarsel dalam histologi
Di antara protein perekat adalah:
- Integrin.
- Imunoglobulin.
- Pilihan.
- Cadherin.
Beberapa protein perekat tidak termasuk dalam keluarga ini.
Karakteristik keluarga
Beberapa glikoprotein dari peralatan permukaan sel termasuk dalam kompleks histokompatibilitas utama kelas 1. Seperti integrin, mereka sangat individual untuk organisme individu dan spesifik untuk formasi jaringan di mana mereka berada. Beberapa zat hanya ditemukan di jaringan tertentu. Misalnya, E-cadherin khusus untuk epitel.
Integrin disebut protein integral, yang terdiri dari 2 subunit - alfa dan beta. Saat ini, 10 varian pertama dan 15 jenis kedua telah diidentifikasi. Daerah intraseluler mengikat mikrofilamen tipis menggunakan molekul protein khusus (tanin atau vinculin) atau langsung ke aktin.
Selektin adalah protein monomer. Mereka mengenali kompleks karbohidrat tertentu dan menempelkannya pada permukaan sel. Saat ini, yang paling banyak dipelajari adalah L, P dan E-selektin.
Protein perekat seperti imunoglobulin secara struktural mirip dengan antibodi klasik. Beberapa dari mereka adalah reseptor untuk reaksi imunologi, yang lain dimaksudkan hanya untuk implementasi fungsi perekat.
Kontak antar sel cadherin hanya terjadi dengan adanya ion kalsium. Mereka terlibat dalam pembentukan ikatan permanen: P dan E-cadherin di jaringan epitel, dan N-cadherin– berotot dan gugup.
Tujuan
Harus dikatakan bahwa kontak antar sel dimaksudkan tidak hanya untuk adhesi elemen yang sederhana. Mereka diperlukan untuk memastikan fungsi normal struktur dan sel jaringan, dalam pembentukannya. Kontak sederhana mengontrol pematangan dan pergerakan sel, mencegah hiperplasia (peningkatan jumlah elemen struktural yang berlebihan).
Berbagai senyawa
Dalam perjalanan penelitian, berbagai jenis kontak antar sel telah dibuat. Mereka bisa, misalnya, dalam bentuk "ubin". Koneksi semacam itu terbentuk di stratum korneum dari epitel berlapis keratin, di endotelium arteri. Ada juga jenis yang bergerigi dan berbentuk jari. Yang pertama, tonjolan satu elemen tenggelam ke bagian cekung dari yang lain. Ini secara signifikan meningkatkan kekuatan mekanik sambungan.
Koneksi kompleks
Jenis kontak antarsel ini dikhususkan untuk implementasi fungsi tertentu. Senyawa tersebut diwakili oleh bagian khusus berpasangan kecil dari membran plasma dari 2 sel tetangga.
Ada beberapa jenis kontak antar sel berikut:
- Mengunci.
- Kait.
- Komunikasi.
Desmosom
Mereka adalah formasi makromolekul yang kompleks, di mana koneksi yang kuat dari elemen tetangga dipastikan. Dengan mikroskop elektron, jenis kontak ini terlihat sangat jelas, karena dibedakan dengan kerapatan elektron yang tinggi. Area lokal terlihat seperti disk. Diameternya sekitar 0,5 m. Membran elemen tetangga di dalamnya terletak pada jarak 30 hingga 40 nm.
Anda juga dapat mempertimbangkan area dengan kerapatan elektron tinggi pada permukaan membran dalam dari kedua sel yang berinteraksi. Filamen perantara melekat padanya. Dalam jaringan epitel, elemen-elemen ini diwakili oleh tonofilamen, yang membentuk kelompok - tonofibril. Tonofilamen mengandung sitokeratin. Zona padat elektron juga ditemukan di antara membran, yang sesuai dengan adhesi kompleks protein elemen seluler tetangga.
Sebagai aturan, desmosom ditemukan di jaringan epitel, tetapi mereka juga dapat dideteksi di struktur lain. Dalam hal ini, filamen perantara mengandung zat yang menjadi karakteristik jaringan ini. Misalnya, ada vimentin di struktur ikat, desmin di otot, dll.
Bagian dalam desmosom pada tingkat makromolekul diwakili oleh desmoplakin - protein pendukung. Filamen perantara terhubung dengannya. Desmoplakin, pada gilirannya, terkait dengan desmoglein oleh placoglobins. Senyawa rangkap tiga ini melewati lapisan lipid. Desmoglein mengikat protein di sel tetangga.
Namun, opsi lain juga dimungkinkan. Perlekatan desmoplakin dilakukan pada protein integral yang terletak di membran - desmokolin. Ini, pada gilirannya, mengikat protein serupa di sitomembran yang berdekatan.
Girdle desmosom
Hal ini juga disajikan sebagai koneksi mekanis. Namun, ciri khasnya adalah bentuknya. Desmosom sabuk terlihat seperti pita. Seperti tepi, pita pegangan membungkus cytolemma dan membran sel yang berdekatan.
Kontak ini ditandai dengan kerapatan elektron yang tinggi baik di daerah membran maupun di daerah tempat zat antar sel berada.
Vinculin hadir di sabuk kopling, protein pendukung yang bertindak sebagai tempat perlekatan mikrofilamen ke bagian dalam sitomembran.
Pita perekat dapat ditemukan di bagian apikal epitel lapisan tunggal. Hal ini sering berdekatan dengan kontak ketat. Ciri khas senyawa ini adalah strukturnya mencakup mikrofilamen aktin. Mereka sejajar dengan permukaan membran. Karena kemampuannya untuk berkontraksi dengan adanya minimyosin dan ketidakstabilan, seluruh lapisan sel epitel, serta mikrorelief permukaan organ yang dilapisinya, dapat mengubah bentuknya.
Gap kontak
Itu juga disebut perhubungan. Sebagai aturan, endoteliosit terhubung dengan cara ini. Sambungan antar sel dari tipe seperti slot berbentuk cakram. Panjangnya 0,5-3 mikron.
Di situs koneksi, membran yang berdekatan berada pada jarak 2-4 nm dari satu sama lain. Protein integral, connectin, hadir di permukaan kedua elemen yang berkontak. Mereka, pada gilirannya, diintegrasikan ke dalam hubungan - kompleks protein yang terdiri dari 6 molekul.
Kompleks connexon berdekatan satu sama lain. Di bagian tengah masing-masing ada pori-pori. Elemen yang berat molekulnya tidak melebihi 2 ribu dapat dengan bebas melewatinya, pori-pori di sel tetangga saling menempel erat. Karena itu, molekul ion anorganik, air, monomer, zat aktif biologis molekul rendah hanya bergerak ke sel tetangga, dan mereka tidak menembus zat antar sel.
fitur Nexus
Karena kontak seperti slot, eksitasi ditransmisikan ke elemen tetangga. Misalnya, ini adalah bagaimana impuls melewati antara neuron, miosit halus, kardiomiosit, dll. Karena perhubungan, kesatuan bioreaksi sel dalam jaringan dipastikan. Dalam struktur jaringan saraf, gap junction disebut sinapsis listrik.
Tugas nexus adalah membentuk kontrol interstisial antar sel atas bioaktivitas sel. Selain itu, kontak semacam itu melakukan beberapa fungsi khusus. Misalnya, tanpa mereka tidak akan ada kesatuan kontraksi kardiomiosit jantung, reaksi sinkron sel otot polos, dll.
Kontak erat
Ini juga disebut zona penguncian. Ini disajikan sebagai tempat peleburan lapisan membran permukaan sel tetangga. Zona ini membentuk jaringan kontinu, yang "terikat silang" oleh molekul protein integral dari membran elemen seluler yang berdekatan. Protein ini membentuk struktur seperti jala. Itu mengelilingi perimeter sel dalam bentuk sabuk. Dalam hal ini, struktur menghubungkan permukaan yang berdekatan.
Sering melakukan kontak eratdesmosom berpita yang bersebelahan. Daerah ini tidak permeabel terhadap ion dan molekul. Akibatnya, ia mengunci celah antar sel dan, pada kenyataannya, lingkungan internal seluruh organisme dari faktor eksternal.
Arti zona pemblokiran
Kontak erat mencegah difusi senyawa. Misalnya, isi rongga lambung dilindungi dari lingkungan internal dindingnya, kompleks protein tidak dapat berpindah dari permukaan epitel bebas ke ruang antar sel, dll. Zona pemblokiran juga berkontribusi pada polarisasi sel.
Persimpangan ketat adalah dasar dari berbagai penghalang yang ada di tubuh. Di hadapan zona pemblokiran, transfer zat ke lingkungan tetangga dilakukan secara eksklusif melalui sel.
Sinapsis
Mereka adalah senyawa khusus yang terletak di neuron (struktur saraf). Karena mereka, informasi ditransmisikan dari satu sel ke sel lainnya.
Koneksi sinaptik ditemukan di area khusus dan antara dua sel saraf, dan antara neuron dan elemen lain yang termasuk dalam efektor atau reseptor. Misalnya, neuro-epitel, sinapsis neuromuskular diisolasi.
Kontak ini dibagi menjadi listrik dan kimia. Yang pertama mirip dengan gap bond.
Adhesi zat antarsel
Sel dilekatkan oleh reseptor cytolemmal ke protein perekat. Misalnya, reseptor untuk fibronektin dan laminin dalam sel epitel memberikan adhesiglikoprotein. Laminin dan fibronektin adalah substrat perekat dengan elemen fibrilar membran basal (serat kolagen tipe IV).
Hemidesmosom
Dari sisi sel, komposisi dan struktur biokimianya mirip dengan dismosom. Filamen jangkar khusus memanjang dari sel ke dalam zat antar sel. Karena mereka, membran digabungkan dengan kerangka fibrilar dan fibril penahan serat kolagen tipe VII.
Kontak titik
Ini juga disebut fokus. Kontak titik termasuk dalam kelompok koneksi kopling. Ini dianggap paling khas dari fibroblas. Dalam hal ini, sel tidak melekat pada elemen seluler tetangga, tetapi pada struktur antar sel. Protein reseptor berinteraksi dengan molekul perekat. Ini termasuk kondronektin, fibronektin, dll. Mereka mengikat membran sel ke serat ekstraseluler.
Pembentukan titik kontak dilakukan oleh mikrofilamen aktin. Mereka dipasang di bagian dalam cytolemma dengan bantuan protein integral.
