Στενή σύνδεση

Σφιχτές διασταυρώσεις είναι δίκτυα πρωτεϊνών. Αγκαλιάζουν τον ενδοθηλιακό ιστό του εντέρου, της ουροδόχου κύστης και του εγκεφάλου και, εκτός από τις λειτουργίες σταθεροποίησης, αναλαμβάνουν επίσης λειτουργίες φραγμού. Οι διαταραχές αυτών των λειτουργιών φραγμού έχουν αρνητική επίδραση στα διάφορα περιβάλλοντα του σώματος.

Τι είναι μια σφιχτή διασταύρωση;

Κάθε κυτταρική μεμβράνη περιέχει διαφορετικές πρωτεΐνες. Οι μεμονωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες σχηματίζουν ένα περισσότερο ή λιγότερο πυκνό δίκτυο. Σε αυτό το πλαίσιο, μια "στενή σύνδεση", στα λατινικά που ονομάζεται "Zonula occludens" και στα αγγλικά "Tight Junction", είναι ένα είδος τερματικής λωρίδας που περιέχει πρωτεΐνες, που αγκαλιάζει τα επιθηλιακά κύτταρα των σπονδυλωτών, για παράδειγμα, και συνδέεται στενά με γειτονικούς κυτταρικούς συνδέσμους.

Οι στενές συνδέσεις σφραγίζουν τα κενά μεταξύ των κελιών. Αντιστοιχούν σε εμπόδιο στη διάχυση. Η διάχυση είναι μια οδός μεταφοράς ουσιών στο σώμα των ζωντανών όντων που απορροφά μεμονωμένα μόρια στα κύτταρα. Με τη μορφή ενός φράγματος διάχυσης, οι σφιχτοί κόμβοι ελέγχουν τη ροή των μορίων στο επιθήλιο. Αποτρέπουν επίσης τη διάχυση των συστατικών της μεμβράνης από την κορυφή προς την πλευρική περιοχή και αντίστροφα. Μέσω της τελευταίας λειτουργίας, διατηρούν την πολικότητα των επιθηλιακών κυττάρων.

Σφιχτές διασταυρώσεις περιβάλλουν το νεφρό, την ουροδόχο κύστη και το εντερικό επιθήλιο. Επιπλέον, αποτελούν λειτουργικό συστατικό του λεγόμενου αιματοεγκεφαλικού φραγμού και διασφαλίζουν ότι ουσίες από το αίμα δεν μπορούν να διαχέονται στον ιστό του εγκεφάλου. Οι τελικές κορυφές από πρωτεΐνες μεμβράνης μπορούν να περιέχουν διάφορες πρωτεΐνες. Πιθανώς δεν είναι όλοι γνωστοί ακόμη.

Ανατομία & δομή

Οι σημαντικότερες πρωτεΐνες μεμβράνης σε στενές διασταυρώσεις είναι οι claudins και η okludin. Τα Claudins έχουν τεκμηριωθεί σε περισσότερα από 20 διαφορετικά σπονδυλωτά. Όλες οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες μεμβράνης έχουν διάταξη παρόμοια με το δίκτυο και συνδέουν τις μεμβράνες πολλών κυττάρων σε επαφή με το κεφάλι. Οι υδατώδεις πόροι αποτελούν την ανατομία.

Η σύνθεση των μεμβρανικών πρωτεϊνών που περιέχονται διαφέρει από επιθήλιο σε επιθήλιο και εξαρτάται από τις λειτουργικές απαιτήσεις των στενών συνδέσεων. Για παράδειγμα, η claudin 16 στο νεφρικό επιθήλιο εμπλέκεται στην πρόσληψη ιόντων Mg2 + από τα νεφρά στο αίμα. Σφιχτές διασταυρώσεις σχηματίζουν δίκτυα διαφορετικής στεγανότητας ανάλογα με την εργασία και το επιθήλιο. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης κάθονται χαλαρά στο έντερο. Το φράγμα αίματος-εγκεφάλου σχηματίζει ένα σχετικά σφιχτό φράγμα.

Η στεγανότητα του δικτύου σχετίζεται με τη διαπερατότητα. Το πρωτεϊνικό δίκτυο αποτελείται από στενά σκέλη. Συγκεκριμένα, οι εξωκυτταρικές περιοχές των μεμονωμένων πρωτεϊνών συνδυάζονται για να σχηματίσουν κυτταρική σύνδεση. Οι ενδοκυτταρικές περιοχές συνδέονται με τον κυτταροσκελετό των κυττάρων. Οι σφιχτές διασταυρώσεις περιβάλλουν την περιφέρεια των κυττάρων ενός επιθηλίου σαν μια ζώνη και έτσι φωλιάζουν πάνω στη δομή των επιθηλιακών κυττάρων.

Λειτουργία & εργασίες

Οι σφιχτοί κόμβοι είναι κυρίως ένα εμπόδιο διάχυσης. Αυτή η συνάρτηση μπορεί να συγκρατήσει τα μόρια εντελώς από τον ενδοκυτταρικό χώρο ή να συσχετιστεί με μια επιλεκτική διαπερατότητα (ημιπερατότητα) για μόρια ενός συγκεκριμένου μεγέθους. Το δίκτυο των στενών συνδέσεων, μέσω της λειτουργίας του ως φράγματος διάχυσης, είναι η προϋπόθεση για την transcytosis. Η παρακυτταρική διάχυση μορίων ή ιόντων μέσω του επιθηλιακού χώρου εμποδίζεται από τις στενές συνδέσεις. Ταυτόχρονα, οι ακραίες λωρίδες εμποδίζουν τη ροή των σωματικών υγρών.

Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες των στενών συνδέσεων προστατεύουν επίσης τον οργανισμό από την εισβολή μικροοργανισμών και έτσι σχηματίζουν επίσης ένα φράγμα για τους ζωντανούς εισβολείς. Εκτός από τη λειτουργία φραγής, οι σφιχτοί κόμβοι έχουν επίσης τη λεγόμενη λειτουργία φράχτη. Το πρωτεϊνικό δίκτυο εμποδίζει την κίνηση μεμονωμένων συστατικών της μεμβράνης και έτσι διατηρεί την κυτταρική πολικότητα του επιθηλίου. Το επιθήλιο χωρίζεται σε κορυφές και βασικές περιοχές από τα δίκτυα. Η κορυφαία κυτταρική μεμβράνη του επιθηλίου έχει διαφορετική βιοχημεία από τη βασική πλευρική κυτταρική μεμβράνη. Οι στενοί κόμβοι συμβάλλουν στη διατήρηση αυτών των βιοχημικών διαφορών περιβάλλοντος και έτσι επιτρέπουν μια κατευθυνόμενη μεταφορά ουσιών.

Μηχανικές συναρτήσεις προστίθενται σε αυτές τις λειτουργίες. Για παράδειγμα, οι σφιχτοί κόμβοι χρησιμεύουν επίσης για τη σταθεροποίηση των συγκροτημάτων επιθηλιακών κυττάρων. Συνδέουν τα κύτταρα του κυτταροσκελετού μεταξύ τους και διασφαλίζουν την ιστική στατική του επιθηλίου. Η διαπερατότητα μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων υπόκειται σε προσωρινές αλλαγές. Το επιθήλιο είναι έτσι ικανό να αντιδρά σε αυξημένες παρακυτταρικές απαιτήσεις μεταφοράς. Για το σκοπό αυτό, οι claudins και οι okludins των «στενών συνδέσμων» συνδέονται με τις πρωτεΐνες ενδοκυτταρικής μεμβράνης που συνδέονται με τον κυτταροσκελετό της ακτίνης.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες

Οι σφιχτοί κόμβοι μπορεί να υποστούν αλλαγές στη δομή λόγω μεταλλάξεων και έτσι να χάσουν τις λειτουργίες τους. Η κλαδίνη 16 των πρωτεϊνικών δικτύων στο επιθήλιο των νεφρών δεν υπάρχει στην απαιτούμενη μορφή μετά από μεταλλάξεις στο γονίδιο που κωδικοποιεί πρωτεΐνη. Τέτοιες μεταλλάξεις μπορεί να οδηγήσουν σε απώλεια Mg2 +.

Λόγω της απώλειας της λειτουργίας φραγμού, πολύ λίγα ιόντα Mg2 + απορροφώνται από τα νεφρά στο αίμα και πάρα πολλά εκκρίνονται με τα ούρα. Οι ασθένειες μπορούν επίσης να επηρεάσουν τα "zonula okludens". Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τον εγκέφαλο. Το φράγμα αίματος-εγκεφάλου είναι ένα φυσικό εμπόδιο διάχυσης μεταξύ του αίματος και του εγκεφάλου που διατηρεί το περιβάλλον του εγκεφάλου. Διαταραχές του αιματοεγκεφαλικού φραγμού εμφανίζονται, για παράδειγμα, στο πλαίσιο της σκλήρυνσης κατά πλάκας. Ωστόσο, ασθένειες όπως ο σακχαρώδης διαβήτης μπορούν επίσης να διαταράξουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Το προστατευτικό αποτέλεσμα του φράγματος χάνεται επίσης με διάφορους εγκεφαλικούς τραυματισμούς και εκφυλιστικές ασθένειες.

Σε πολλαπλή σκλήρυνση, είναι η επαναλαμβανόμενη φλεγμονή του εγκεφάλου που έχει επιβλαβείς επιπτώσεις στις στενές συνδέσεις. Τα κύτταρα της ανοσοποιητικής άμυνας του σώματος ξεπερνούν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου ως μέρος της αυτοάνοσης νόσου.Σε ένα ισχαιμικό εγκεφαλικό επεισόδιο, τα συστατικά των στενών συνδέσεων εντός του αιματοεγκεφαλικού φραγμού διασπώνται ακόμη και. Αυτός ο τύπος εγκεφαλικού επεισοδίου σχετίζεται με ένα κενό αίματος στον εγκέφαλο, το οποίο στη συνέχεια ξαναγεμίζεται με αίμα. Τα ενδοθήλια του αιματοεγκεφαλικού φραγμού αλλάζουν σε δύο φάσεις.

Δεδομένου ότι τα οξειδωτικά, τα πρωτεολυτικά ένζυμα και οι κυτοκίνες απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της παθολογικής διαδικασίας, η διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού αλλάζει. Το οίδημα αναπτύσσεται στον εγκέφαλο. Τα ενεργοποιημένα λευκοκύτταρα στη συνέχεια απελευθερώνουν τις λεγόμενες μεταλλοπρωτεάσες μήτρας, οι οποίες διασπώνται τα βασικά στρώματα και τα σύμπλοκα πρωτεϊνών στις στενές συνδέσεις.