Sejt-sejt és sejt-ECM kapcsolatok

Sejt-sejt és sejt-ECM kapcsolatok

• Az állati szervezetekben a sejtek specifikusan összekapcsolódnak, szöveteket alkotva.
• A sejtek túléléséhez elengedhetetlenek ezek a kapcsolatok.
• A szövetes szerveződés alapja a sejtek egymáshoz és a sejten kívüli mátrixhoz való kapcsolódása.
  • Sejtek közötti kapcsolatokat sejtkapcsoló struktúrák biztosíthatnak, melyek speciális képletek a sejtmembránban.
  • Lehetnek strukturálisan jellegtelenek is.
  • A kapcsolatot sejtadhéziós molekulák (CAM) alakítják ki.

Sejtkapcsoló struktúrák jellemzése

• Szerkezetileg a sejtmembránban helyezkednek el, és sejtek vagy a sejten kívüli mátrixhoz (ECM)kapcsolódhatnak.
• Időlegesek vagy tartósak lehetnek.
• Függhetnek ionoktól, mint például a kalcium (Ca2+) vagy magnézium (Mg2+).
• A kapcsolatban a sejtváz elemek is részt vesznek.
• Funkció szerint lehetnek:
  • Lezáró, szigetelő
  • Kihorgonyzó, rögzítő
  • Kommunikáló

Sejt-ECM kapcsoló struktúrák

• Szoros illeszkedés (zonula occludens):
  • Adhéziós molekulák: Integrinek.
  • Sejtváz elem: Aktin filamentumok.
  • Morfológiája: "Plakk" a plazmamembrán citoplazmatikus oldalán.
• Adherens kapcsolat (zonula adherens):
  • Adhéziós molekulák: Klasszikus cadherinek (Ca2+ -függő).
  • Sejtváz elem: Aktin filamentumok.
  • Morfológiája: "Plakk" a plazmamembrán citoplazmatikus oldalán.
• Dezmoszóma (macula adherens):
  • Adhéziós molekulák: Dezmoglein, dezmocollin (nem klasszikus cadherinek; Ca2+ -függő).
  • Sejtváz elem: Intermedier filamentumok.
  • Morfológiája: "Plakk" a plazmamembrán citoplazmatikus oldalán.
• Réskapcsolat (gap junction, nexus):
  • Adhéziós molekulák: Connexin fehérjék.
  • Sejtváz elem: Nincs.
  • Morfológiája: Csatornák a plazmamembránban.
• Hemidezmoszóma (féldezmoszóma):
  • Adhéziós molekulák: Integrinek (α6β4).
  • Sejtváz elem: Intermedier filamentumok.
  • Morfológiája: "Plakk" a plazmamembrán citoplazmatikus oldalán.
• Fokális kontaktus:
  • Adhéziós molekulák: Integrinek.
  • Sejtváz elem: Aktin filamentumok.
  • Morfológiája: "Plakk" a plazmamembrán citoplazmatikus oldalán.

Hemidezmoszómák (féldezmoszómák)

• A sejtek a bazális lamináva rögzítik, főleg a hámsejtek és az endothélsejtek.
• Külső megjelenésük foltszerű, a sejtek bazális oldalán helyezkednek el.
• Hasonlóak a dezmoszómákhoz (sejt-sejt kapcsolat), de molekuláris összetételük eltérő.
• Tartós, rögzítő kapcsolatot biztosítanak.

Hemidezmoszómák felépítése

• Adhéziós molekulák:
  • Integrinek: α6β4 (laminin receptor) és BP180 (kollagén XVII).
• Kapcsoló molekulák:
  • Dystonin, plektin.
• Sejtváz elemek:
  • Intermedier filamentumok: keratin
• Extracelluláris mátrix elemek:
  • Laminin (lamina basalis)
  • Kollagén IV (lamina densa)

Hemidezmoszómák előfordulása

• Bőrben: Az epidermisz bazális sejtréteget rögzíti a lamina basalishoz.
• Nyálkahártyákban.
• Mutációs léziója:
  • Epidermolysis bullosa kb.tipusa.

Adherens kapcsolat (adherent junction; zonula adherens)

• Két szomszédos sejtet köt össze, övszerű struktúra.
• Tartós, rögzítő kapcsolatot biztosítanak.
• Homofil, Ca2+ -függő kapcsolat.

Adherens kapcsolat felépítése

• Adhéziós molekulák:
  • Klasszikus cadherinek: Ca2+ -függő.
  • E-cadherin – epithél (leggyakoribb)
  • N-cadherin – szívizom
  • VE-cadherin - érendothél
• Kapcsoló molekulák:
  • Cateninek: α, β és p120
  • α-aktinin, vinkulin
• Sejtváz elem:
  • Aktinfilamentumok- övszerűen végigfutó kötegek= "aktin-gyűrű";
  • Az aktinfil-okat α-aktinin köti össze.
  • Miozin-II- molekulák is előfordulhatnak - kontraktilis.

Adherens kapcsolat és a jelátvitel

• A β-catenin szerepet játszik az adherens sejtkapcsolatban és a Wnt-szignalizációs útvonalban is.
• Mutációk és a fokozott expresszió:
  • Rákos megbetegedések (máj, vastagbél, tüdő stb.)
  • Szívbetegségek: pl.dilatatív kadiomiopáthia

Dezmoszóma (Macula adherens)

• Két szomszédos sejtet rögzíti, pontszerű (foltszerű) kapcsoló struktúra.
• Erős mechanikai kapcsolatot biztosítanak.
• Homofil, Ca2+ -függő kapcsolat.
• EM-ben sötét, plakk-szerű struktúra a membrán citoplazmatikus oldalán.

Dezmoszóma felépítése

• Adhéziós molekulák:
  • Dezmoglein
  • Dezmocollin (nem klasszikus cadherinek; Ca2+ függő)
• Kapcsoló molekulák (plakkfehérjék):
  • Dezmoplakin
  • Plakoglobin (γ-katenin)
  • Plakophilin
  • Plectin
• Sejtváz elem:
  • Intermedier filamentumok (IF)

Dezmoszóma előfordulása

• Hámszövet (keratin filamentumokhoz kötődve)
• Kapilláris - endothél (IF: vimentin)
• Szívizom - discus intercalarisok területén (IF: desmin)
• Nyirokrendszer (nyirokcsomó dendritikus sejtjei) (IF: vimentin)
• Agyhártya sejtek között (IF: vimentin)

Dezmoszóma az epidermiszben

• A stratum spinosumban (a szeptumok területén) és a bazális sejtrétegben nagy számban találhatók.
• Az adhéziós molekulák és plakkfehérjék expresszálódása rétegenként eltérő.

Réskapcsolat (gap junction, nexus)

• Két szomszédos sejtet egymáshoz rögzítő csatorna.
• A csatornák a plazmamembránon keresztül futnak, és 2-4 nm átmérőjűek.
• Szelektiv módon áteresztő: 1 kD- ig áteresztő (pl. glikóz, ATP, Ca2+, cAMP).
• A csatornák nyitott és zárt állapotot is felvehetnek.
• Szomszédos sejtek védelmét szolgálják.

Réskapcsolat felépítése

• Adhéziós molekulák:
  • Connexin fehérjék: legalább 21 connexin gén ismert.
  • 1 transzcelluláris csatorna 12 connexinből áll.
• Sejtváz elem:
  • Nincs.

Réskapcsolat funkciója és előfordulása

• A sejtek működési egységgé való összekapcsolása:
  • Szívizomsejtek
  • Siماizomsejtek
  • Hámsejtek (bőr,belső fül érzékhámja)
  • Osteociták
• A sejtek táplálása:
  • Szemlencse sejtjei
  • Idegrostok velőshüvelyének sejtjei
  • Petefészek tüszőiben: petesejt és follikuláris sejtek között
• Elektromos szinapszis - neuronok között.
• A connexin mutációk:
  • Veleszületett szívrendellenességek (Cx43)
  • Genetikai eredetű nagyothallás (pl. Cx26)

Ismerd meg a sejt-sejt és sejt-ECM kapcsolatok fontosságát az állati szervezetekben! A quiz során felfedezheted, hogy miként építik fel a sejtek a szöveteket, és milyen szerepet játszanak a sejtadhéziós molekulák a kapcsolatok kialakításában. Tudd meg, hogy milyen típusú sejtkapcsoló struktúrák léteznek és azok funkciói hogyan befolyásolják a sejtek működését.