Połączenia międzykomórkowe

Ewolucyjne przejście od organizmu jednokomórkowego do organizmu wielokomórkowego wymusiło rozwój mechanizmów, które umożliwiły przyleganie do siebie komórek oraz komunikację pomiędzy nimi. W organizmach zwierzęcych kontakt między komórkami możliwy jest zarówno dzięki połączeniom utworzonym przez pojedyncze cząsteczki białek, jak i obecności większych struktur, określanych mianem połączeń międzykomórkowych.

Połączenia międzykomórkowe u roślin

U roślin w niektórych miejscach ściany komórkowej pierwotnej pomiędzy mikrofibrylami przechodzą fragmenty cytoplazmy wyścielone plazmolemmą, czyli tzw. plazmodesmy. Przez plazmodesmę przechodzi siateczka śródplazmatyczna gładka dwóch sąsiadujących ze sobą komórek. Dzięki temu w roślinie występuje ciągłość błon wewnątrzkomórkowych przenikających całe jej ciało. Średnica plazmodesm może się zmieniać, co umożliwia kontrolowany przepływ substancji, np. białek i RNA między sąsiadującymi komórkami.

W przypadku komórek mających grube ściany wtórne plazmodesmy przenikają przez jamki – niewielkie fragmenty ściany pierwotnej niezajęte przez ścianę wtórną.  W zależności od kształtu kanału w ścianie komórkowej wyróżnia się jamki proste i lejkowate.

Połączenia międzykomórkowe w tkankach zwierzęcych

U zwierząt kontakt między komórkami zapewniają pojedyncze białka błonowe lub wyspecjalizowane struktury zwane połączeniami międzykomórkowymi. Twory te występują w błonach komórkowych sąsiadujących ze sobą komórek. W organizmach zwierzęcych wyróżnia się trzy podstawowe typy połączeń międzykomórkowych: połączenia zamykające, desmosomy oraz połączenia szczelinowe.

Chociaż większość wymienionych połączeń występuje między komórkami wielu tkanek, najwyższy stopień rozwoju osiągnęły one w tkance nabłonkowej.

Połączenia zamykające

Połączenia zamykające

Połączenia zamykające są obecne na bocznych powierzchniach komórek, w pobliżu ich szczytu, i występują w miejscach, w których zachodzi intensywny proces wchłaniania związków drobnocząsteczkowych. Typowym miejscem występowania tego typu połączeń jest nabłonek jelitowy, w którym połączenia te zapobiegają przenikaniu substancji pokarmowych i płynów ze światła jelita do przestrzeni międzykomórkowej.

R1DMUFFTANZ5B

Grafika przedstawia budowę połączenia zamykającego. Błony komórkowe komórki A oraz B połączone są ze sobą poprzez połączenia zamykające, znajdujące się w równomiernej odległości od siebie. Mają one formę dwóch stopionych ze sobą na jednym boku kół. Pomiędzy połączeniami znajduje się przestrzeń zewnątrzkomórkowa. W strukturze błony można zauważyć grupę białek połączeń zamykających tworzących logiczny wzór, linie ułożone równolegle do górnej i dolnej krawędzi oraz po środku błony białka ułożone są w trójkąty.

Desmosomy

Desmosomy

Desmosomy występują pomiędzy komórkami, które podlegają dużym naprężeniom (np. komórki naskórka i mięśnia sercowego). Ten typ połączeń zapewnia ścisłą, mechaniczną łączność między dwoma komórkami i wykazuje niezwykłą odporność na rozerwanie.

Połączenia szczelinowe (typu nexus)

Połączenia szczelinowe (typu nexus)

Połączenia szczelinowe umożliwiają wzajemną komunikację między komórkami i są najliczniejszym typem połączeń, występującym niemalże we wszystkich typach tkanek zwierzęcych. W połączeniach szczelinowych, w obrębie błon komórkowych sąsiadujących komórek, występują struktury zwane koneksonamikoneksonkoneksonami. Każdy konekson zbudowany jest z sześciu podjednostek, utworzonych przez białko o nazwie koneksyna. Koneksony dwóch sąsiadujących komórek łączą się ze sobą, tworząc kanał. Połączenia szczelinowe umożliwiają wymianę związków drobnocząsteczkowych oraz jonów pomiędzy tworzącymi połączenie komórkami.

RFRF4DPN5T799

Grafika przedstawia budowę połączenia szczelinowego. W błonie komórkowej komórki pierwszej i drugiej znajdują się koneksony, posiadające kanały połączenia szczelinowego. Koneksony zbudowane są z 6 białek ułożonych w kształcie kwiatka. W miejscu połączenia przy pomocy koneksonu błony są do siebie zbliżone. Pomiędzy dwoma błonami znajduje się przestrzeń zewnątrzkomórkowa. Zamknięty konekson zasłania światło kanału połączenia szczelinowego, natomiast gdy jest on otwarty kanał nie jest przesłonięty.

Więcej na temat połączeniach międzykomórkowych w tkankach zwierzęcych dowiesz się z materiałów zamieszczonych w module „Wejdź na wyższy poziom” w Bibliotece wątku.

Podsumowanie

• Połączenia międzykomórkowe zapewniają przyleganie oraz komunikację między komórkami.

• Plazmodesmy występują w tkankach roślinnych, gdzie stanowią szlaki  kontrolowanej wymiany substancji między sąsiadującymi komórkami.

• W tkankach zwierzęcych występują trzy rodzaje połączeń międzykomórkowych: połączenia zamykające, desmosomy i połączenia szczelinowe.

• Połączenia zamykające uszczelniają przestrzeń między komórkami, występują w tkankach, w których zachodzi intensywny proces wchłaniania związków drobnocząsteczkowych chroniąc przed ich wyciekiem.

• Desmosomy są połączeniami wzmacniającymi, zwiększającymi wytrzymałość tkanek na rozerwanie.

• Połączenia szczelinowe pośredniczą w transporcie substancji między sąsiadującymi komórkami.

Ćwiczenia podsumowujące