Плотные контакты - Tight junction
Плотные контакты | |
---|---|
Схема плотного примыкания | |
подробности | |
Идентификаторы | |
латинский | junctio occludens |
MeSH | D019108 |
TH | H1.00.01.1.02007 |
FMA | 67397 |
Анатомическая терминология |
Узкие стыки, также известен как закупоривающие соединения или zonulae occludentes (единственное число, zonula occludens) являются мультибелковыми соединительные комплексы чья основная функция заключается в предотвращении утечки транспортируемых растворенных веществ и воды и герметизации парацеллюлярный путь. Плотные соединения могут также служить в качестве путей утечки, образуя селективные каналы для небольших катионов, анионов или воды. Плотные соединения присутствуют в основном у позвоночных (за исключением Оболочки[1]). Соответствующие соединения, которые встречаются у беспозвоночных: перегородки.
Структура
Плотные соединения состоят из разветвленной сети запечатывающих нитей, каждая из которых действует независимо от других. Следовательно, эффективность соединения в предотвращении прохождения ионов возрастает экспоненциально с увеличением количества цепей. Каждая цепочка образована из ряда трансмембранных белков, встроенных в обе плазматические мембраны, с внеклеточными доменами, непосредственно соединяющими друг друга. Есть по крайней мере 40 различных белков, составляющих плотные контакты.[2] Эти белки состоят как из трансмембранных, так и из цитоплазматических белков. Три основных трансмембранных белка: окклюдин, клаудины, и молекула стыковой адгезии (ВАРЕНЬЕ ) белки. Они связываются с различными белками периферической мембраны, такими как ZO-1, расположенными на внутриклеточной стороне плазматической мембраны, которые прикрепляют нити к актин компонент цитоскелет.[3] Таким образом, плотные контакты соединяют цитоскелеты соседних клеток.
Трансмембранные белки:
- Окклюдин был первым идентифицированным интегральным мембранным белком. Он имеет молекулярную массу ~ 60 кДа. Он состоит из четырех трансмембранных доменов, причем как N-конец, так и C-конец белка являются внутриклеточными. Он образует две внеклеточные петли и одну внутриклеточную петлю. Эти петли помогают регулировать межклеточную проницаемость.[4] Окклюдин также играет ключевую роль в клеточной структуре и барьерной функции.[5]
- Claudins были открыты после окклюдина и представляют собой семейство из 24 различных белков млекопитающих.[6] Они имеют молекулярную массу ~ 20 кДа. Они имеют структуру, аналогичную структуре окклюдина, в том, что они имеют четыре трансмембранных домена и аналогичную петлевую структуру. Считается, что они являются основой плотных контактов и играют важную роль в способности плотных контактов герметизировать околеклеточное пространство.[7] Различные клаудины обнаруживаются в разных частях тела человека.
- Соединение молекул адгезии (ВАРЕНЬЕ ) являются частью суперсемейства иммуноглобулинов. Они имеют молекулярную массу ~ 40 кДа. Их структура отличается от структуры других интегральных мембранных белков тем, что они имеют только один трансмембранный белок вместо четырех. Он помогает регулировать функцию параклеточного пути плотных контактов, а также помогает поддерживать полярность клеток.[8]
Функции
Они выполняют жизненно важные функции:[9]
- Они скрепляют клетки.
- Барьерная функция, которая может быть далее подразделена на защитные барьеры и функциональные барьеры, служащие таким целям, как транспортировка материалов и поддержание осмотического баланса:
- Плотные соединения помогают поддерживать полярность клеток, предотвращая латеральную диффузию интегральных мембранных белков между клетками. апикальный и боковой / базальный поверхностей, позволяя выполнять специализированные функции каждой поверхности (например, опосредованные рецептором эндоцитоз на апикальной поверхности и экзоцитоз на базолатеральной поверхности) необходимо сохранить. Это направлено на сохранение межклеточного транспорта.
- Плотные соединения препятствуют прохождению молекул и ионов через пространство между плазматическими мембранами соседних клеток, поэтому материалы должны фактически проникать в клетки (путем распространение или активный транспорт ), чтобы пройти через ткань. Исследование с использованием методов замораживания-разрушения в электронной микроскопии идеально подходит для выявления латеральной протяженности плотных контактов в клеточных мембранах и было полезно для демонстрации того, как образуются плотные контакты.[10] Ограниченный внутриклеточный путь, обеспечиваемый барьерной системой плотного соединения, позволяет точно контролировать, какие вещества могут проходить через конкретную ткань. (Плотные соединения играют эту роль в поддержании гематоэнцефалический барьер.) В настоящее время все еще неясно, является ли контроль активным или пассивным и как эти пути формируются. В одном исследовании параклеточного транспорта через плотное соединение в проксимальных канальцах почек предлагается модель двойного пути: большие разрывы щелей, образованные нечастыми нарушениями целостности комплекса TJ и многочисленными маленькими круглыми порами.[11]
В физиологии человека выделяют два основных типа эпителий с использованием различных типов барьерного механизма. Эпидермальные структуры, такие как кожа, образуют барьер из многих слоев ороговевших плоскоклеточных клеток. С другой стороны, внутренний эпителий чаще полагается на плотные контакты для выполнения своей барьерной функции. Этот вид барьера в основном состоит из одного или двух слоев клеток. Долгое время оставалось неясным, играют ли плотные межклеточные соединения какую-либо роль в барьерной функции кожи и подобного внешнего эпителия, но недавние исследования показывают, что это действительно так.[12]
Классификация
Эпителии классифицируются как «плотные» или «дырявые» в зависимости от способности плотных соединений предотвращать попадание воды и растворенное вещество движение:[13]
- Плотный эпителий имеют плотные соединения, которые предотвращают большинство движений между клетками. Примеры плотного эпителия включают дистальный извитый каналец, то сборный канал из нефрон в почка, а желчь протоки, разветвляющиеся через печень ткань. Другими примерами являются гематоэнцефалический барьер и гематоэнцефалический барьер спинномозговой жидкости
- Дырявый эпителий не имеют этих плотных стыков или имеют менее сложные плотные стыки. Например, плотное соединение в проксимальном канальце почки, очень дырявый эпителий, имеет только два-три соединительных тяжа, и эти тяжи нечасто обнаруживают разрывы больших щелей.
Смотрите также
использованная литература
- ^ Банерджи, Свати; Sousa, Aurea D .; Бхат, Манзур А. (2006). «Организация и функции септатных соединений: эволюционная перспектива». Биохимия клетки и биофизика. 46 (1): 65–78. Дои:10.1385 / CBB: 46: 1: 65. ISSN 1085-9195. PMID 16943624. S2CID 3119021.
- ^ Италли, Кристина М. Ван; Андерсон, Джеймс М. (1 августа 2009 г.). «Физиология и функция плотного соединения». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 1 (2): a002584. Дои:10.1101 / cshperspect.a002584. ISSN 1943-0264. ЧВК 2742087. PMID 20066090.
- ^ Андерсон, JM; Ван Италли, CM (август 2009 г.). «Физиология и функция плотного соединения». Холодная весна Харб Perspect Biol. 1 (2): a002584. Дои:10.1101 / cshperspect.a002584. ЧВК 2742087. PMID 20066090.
- ^ Вольбург, Хартвиг; Липпольдт, Андреа; Эбнет, Клаус (2006), «Плотные соединения и барьер между кровью и мозгом», Узкие стыки, Springer, США, стр. 175–195, Дои:10.1007/0-387-36673-3_13, ISBN 9780387332017
- ^ Лю, Вэй-Е; Ван, Чжи-Бинь; Чжан Ли-Чао; Вэй, Синь; Ли, Линг (2012-06-12). «Плотное соединение в гематоэнцефалическом барьере: обзор структуры, регуляции и регулирующих веществ». ЦНС нейробиология и терапия. 18 (8): 609–615. Дои:10.1111 / j.1755-5949.2012.00340.x. ISSN 1755-5930. ЧВК 6493516. PMID 22686334.
- ^ Schneeberger, Eveline E .; Линч, Роберт Д. (июнь 2004 г.). «Узкая развязка: многофункциональный комплекс». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 286 (6): C1213 – C1228. Дои:10.1152 / ajpcell.00558.2003. ISSN 0363-6143. PMID 15151915.
- ^ Mitic, Laura L .; Ван Италли, Кристина М .; Андерсон, Джеймс М. (август 2000 г.). "Молекулярная физиология и патофизиология плотных соединений I. Структура и функция плотных соединений: уроки мутантных животных и белков". Американский журнал физиологии. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени. 279 (2): G250 – G254. Дои:10.1152 / ajpgi.2000.279.2.g250. ISSN 0193-1857. PMID 10915631.
- ^ Луиссин, Анни-Клод; Артус, Седрик; Ледяной, Фабьен; Ганешамурти, Каятири; Couraud, Пьер-Оливье (09.11.2012). «Плотные соединения гематоэнцефалического барьера: физиологическая архитектура и нарушение регуляции, связанное с заболеванием». Жидкости и барьеры ЦНС. 9 (1): 23. Дои:10.1186/2045-8118-9-23. ISSN 2045-8118. ЧВК 3542074. PMID 23140302.
- ^ Кафедра биологии. «Герметичные соединения (и другие сотовые соединения)». Дэвидсон колледж. Получено 2015-01-12.
- ^ Chalcroft, J. P .; Булливант, S (1970). «Интерпретация клеточной мембраны печени и структуры соединения, основанная на наблюдении реплик перелома замораживания с обеих сторон перелома». Журнал клеточной биологии. 47 (1): 49–60. Дои:10.1083 / jcb.47.1.49. ЧВК 2108397. PMID 4935338.
- ^ Guo, P; Вайнштейн, AM; Weinbaum, S (август 2003 г.). «Ультраструктурная модель двойного пути для плотного соединения эпителия проксимальных канальцев крысы». Американский журнал физиологии. Почечная физиология. 285 (2): F241–57. Дои:10.1152 / айпренал.00331.2002. PMID 12670832.
- ^ Киршнер, Нина; Бранднер, JM (июнь 2012 г.). «Барьеры и многое другое: функции белков плотного контакта в коже». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1257: 158–166. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2012.06554.x. PMID 22671602.
- ^ Кафедра биологии. «Герметичные соединения и другие сотовые связи». Дэвидсон колледж. Получено 2013-09-20.
внешние ссылки
- Обзор узкого перекрестка на Zonapse.Net
- Окклюдин в центре внимания на Zonapse.Net
- Плотные + стыки в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
- Гистологическое изображение: 20502 лоа - Система обучения гистологии в Бостонском университете