Las conexiones de las células presentes en los tejidos y órganos de los organismos multicelulares están formadas por estructuras complejas denominadas contactos intercelulares. Con especial frecuencia se encuentran en el epitelio, las capas tegumentarias límite.
Los científicos creen que la separación primaria de una capa de elementos interconectados por contactos intercelulares aseguró la formación y posterior desarrollo de órganos y tejidos.
Gracias al uso de métodos de microscopía electrónica, fue posible acumular una gran cantidad de información sobre la ultraestructura de estos enlaces. Sin embargo, su composición bioquímica, así como su estructura molecular, no han sido suficientemente estudiadas en la actualidad.
A continuación, considere las características, grupos y tipos de contactos intercelulares.
Información general
La membrana participa muy activamente en la formación de contactos intercelulares. En los organismos multicelulares, debido a la interacción de los elementos, se forman formaciones celulares complejas. su conservaciónse puede proporcionar de varias maneras.
En los tejidos germinales embrionarios, especialmente en las etapas iniciales de desarrollo, las células mantienen conexiones entre sí debido al hecho de que sus superficies tienen la capacidad de adherirse. Tal adhesión (conexión) puede estar relacionada con las propiedades superficiales de los elementos.
Aspecto específico
Los investigadores creen que la interacción del glucocáliz con las lipoproteínas proporciona la formación de contactos intercelulares. Al conectarse, siempre queda un pequeño espacio (su ancho es de aproximadamente 20 nm). Contiene el glucocáliz. Cuando un tejido se trata con una enzima que puede alterar su integridad o dañar la membrana, las células comienzan a separarse unas de otras y a disociarse.
Si se elimina el factor de disociación, las células pueden volver a unirse. Este fenómeno se denomina reagregación. Así puedes separar las células de esponjas de diferentes colores: amarillo y naranja. Durante los experimentos, se encontró que solo aparecen 2 tipos de agregados en la conexión de las células. Algunas son exclusivamente naranjas, mientras que otras son solo celdas amarillas. Las suspensiones mixtas, a su vez, se autoorganizan y restauran la estructura multicelular primaria.
Los investigadores obtuvieron resultados similares en experimentos con suspensiones de células embrionarias de anfibios separadas. En este caso, las células del ectodermo se separan en el espacio selectivamente del mesénquima y del endodermo. Si usamos telas de más tardeetapas de desarrollo de los embriones, diferentes grupos de células que difieren en la especificidad de órganos y tejidos se ensamblarán de forma independiente en el tubo de ensayo, se formarán agregados epiteliales, que se asemejan a los túbulos renales.
Fisiología: tipos de contactos intercelulares
Los científicos distinguen 2 grupos principales de conexiones:
- Sencillo. Pueden formar compuestos que difieren en forma.
- Complicado. Estos incluyen uniones intercelulares estrechas, desmosómicas y en forma de hendidura, así como bandas adhesivas y sinapsis.
Veamos sus breves características.
Corbatas simples
Las uniones intercelulares simples son sitios de interacción entre los complejos celulares supramembranosos del plasmolema. La distancia entre ellos no es más de 15 nm. Los contactos intercelulares proporcionan la adhesión de elementos debido al "reconocimiento" mutuo. El glucocáliz está equipado con complejos receptores especiales. Son estrictamente individuales para cada organismo individual.
La formación de complejos receptores es específica dentro de una población particular de células o ciertos tejidos. Están representados por integrinas y cadherinas, que tienen afinidad por estructuras similares de células vecinas. Cuando interactúan con moléculas relacionadas ubicadas en citomembranas adyacentes, se unen: adhesión.
Contactos intercelulares en histología
Entre las proteínas adhesivas se encuentran:
- Integrinas.
- Inmunoglobulinas.
- Selecciones.
- Cadherinas.
Algunas proteínas adhesivas no pertenecen a ninguna de estas familias.
Características de las familias
Algunas glicoproteínas del aparato de la superficie celular pertenecen al principal complejo de histocompatibilidad de primera clase. Al igual que las integrinas, son estrictamente individuales para un organismo individual y específicas para las formaciones tisulares en las que se encuentran. Algunas sustancias se encuentran sólo en ciertos tejidos. Por ejemplo, las E-cadherinas son específicas del epitelio.
Las integrinas se denominan proteínas integrales y constan de 2 subunidades: alfa y beta. Actualmente se han identificado 10 variantes del primero y 15 tipos del segundo. Las regiones intracelulares se unen a microfilamentos delgados utilizando moléculas de proteínas especiales (tanino o vinculina) o directamente a la actina.
Las selectinas son proteínas monoméricas. Reconocen ciertos complejos de carbohidratos y se adhieren a ellos en la superficie celular. Actualmente, las más estudiadas son las selectinas L, P y E.
Las proteínas adhesivas similares a las inmunoglobulinas son estructuralmente similares a los anticuerpos clásicos. Algunos de ellos son receptores para reacciones inmunológicas, otros están destinados solo a la implementación de funciones adhesivas.
Los contactos intercelulares de las cadherinas ocurren solo en presencia de iones de calcio. Intervienen en la formación de enlaces permanentes: cadherinas P y E en tejidos epiteliales, y cadherinas N– en musculoso y nervioso.
Destino
Cabe decir que los contactos intercelulares están destinados no solo a la simple adhesión de elementos. Son necesarios para garantizar el funcionamiento normal de las estructuras tisulares y las células, en cuya formación participan. Los contactos simples controlan la maduración y el movimiento de las células, previenen la hiperplasia (aumento excesivo en el número de elementos estructurales).
Variedad de compuestos
En el curso de la investigación, se han establecido diferentes tipos de contactos intercelulares en forma. Pueden ser, por ejemplo, en forma de "baldosas". Tales conexiones se forman en el estrato córneo del epitelio queratinizado estratificado, en el endotelio arterial. También hay tipos dentados y en forma de dedo. En el primero, el saliente de un elemento se hunde en la parte cóncava del otro. Esto aumenta significativamente la resistencia mecánica de la junta.
Conexiones complejas
Este tipo de contactos intercelulares están especializados para la implementación de una función particular. Dichos compuestos están representados por pequeñas secciones especializadas emparejadas de las membranas plasmáticas de 2 células vecinas.
Existen los siguientes tipos de contactos intercelulares:
- Bloqueo.
- Ganchos.
- Comunicación.
Desmosomas
Son formaciones macromoleculares complejas, a través de las cuales se asegura una fuerte conexión de elementos vecinos. Con microscopía electrónica, este tipo de contacto se ve muy bien, ya que se distingue por una alta densidad electrónica. El área local parece un disco. Su diámetro es de aproximadamente 0,5 µm. Las membranas de los elementos vecinos se encuentran a una distancia de 30 a 40 nm.
También puede considerar áreas de alta densidad de electrones en las superficies de la membrana interna de ambas células que interactúan. A ellos se unen filamentos intermedios. En el tejido epitelial, estos elementos están representados por tonofilamentos, que forman grupos: tonofibrillas. Los tonofilamentos contienen citoqueratinas. También se encuentra una zona densa en electrones entre las membranas, que corresponde a la adhesión de complejos proteicos de elementos celulares vecinos.
Por regla general, los desmosomas se encuentran en el tejido epitelial, pero también se pueden detectar en otras estructuras. En este caso, los filamentos intermedios contienen sustancias características de este tejido. Por ejemplo, hay vimentinas en las estructuras conectivas, desminas en los músculos, etc.
La parte interna del desmosoma a nivel macromolecular está representada por desmoplaquinas, proteínas de apoyo. Los filamentos intermedios están conectados a ellos. Las desmoplaquinas, a su vez, están unidas a las desmogleínas por las placoglobinas. Este triple compuesto atraviesa la capa lipídica. Las desmogleínas se unen a las proteínas de la célula vecina.
Sin embargo, también es posible otra opción. La unión de las desmoplaquinas se lleva a cabo con proteínas integrales ubicadas en la membrana: las desmocolinas. Estos, a su vez, se unen a proteínas similares en la citomembrana adyacente.
Desmosoma de faja
También se presenta como conexión mecánica. Sin embargo, su característica distintiva es la forma. El desmosoma del cinturón parece una cinta. Como un borde, la banda de sujeción envuelve el citolema y las membranas celulares adyacentes.
Este contacto se caracteriza por una alta densidad de electrones tanto en la región de las membranas como en el área donde se encuentra la sustancia intercelular.
La vinculina está presente en el cinturón de embrague, una proteína de soporte que actúa como sitio de unión de los microfilamentos al interior de la citomembrana.
La cinta adhesiva se puede encontrar en la sección apical del epitelio de una sola capa. A menudo es adyacente al contacto estrecho. Una característica distintiva de este compuesto es que su estructura incluye microfilamentos de actina. Son paralelos a la superficie de la membrana. Debido a su capacidad para contraerse en presencia de minimiosinas e inestabilidad, toda una capa de células epiteliales, así como el microrrelieve de la superficie del órgano que recubren, pueden cambiar de forma.
Brecha de contacto
También se le llama el nexo. Como regla general, los endoteliocitos están conectados de esta manera. Las uniones intercelulares del tipo ranurado tienen forma de disco. Su longitud es de 0,5-3 micras.
En el sitio de conexión, las membranas adyacentes están a una distancia de 2 a 4 nm entre sí. Las proteínas integrales, las conectinas, están presentes en la superficie de ambos elementos en contacto. Ellos, a su vez, están integrados en conexiones, complejos de proteínas que constan de 6 moléculas.
Los complejos de conexión son adyacentes entre sí. En la parte central de cada uno hay un poro. Los elementos cuyo peso molecular no exceda los 2 mil pueden pasar libremente a través de él. Los poros en las células vecinas están estrechamente unidos entre sí. Debido a esto, las moléculas de iones inorgánicos, agua, monómeros, sustancias biológicamente activas de bajo peso molecular se mueven solo hacia la célula vecina y no penetran en la sustancia intercelular.
Características de Nexus
Debido a los contactos tipo ranura, la excitación se transmite a los elementos vecinos. Por ejemplo, así es como pasan los impulsos entre las neuronas, los miocitos lisos, los cardiomiocitos, etc. Debido a los nexos, se asegura la unidad de las biorreacciones celulares en los tejidos. En las estructuras del tejido neural, las uniones comunicantes se denominan sinapsis eléctricas.
Las tareas de los nexos son formar un control intersticial intercelular sobre la bioactividad celular. Además, dichos contactos realizan varias funciones específicas. Por ejemplo, sin ellos no habría unidad de contracción de los cardiomiocitos cardíacos, reacciones sincrónicas de las células del músculo liso, etc.
Contacto estrecho
También se le llama zona de bloqueo. Se presenta como un sitio de fusión de las capas superficiales de la membrana de las células vecinas. Estas zonas forman una red continua, que está "entrecruzada" por las moléculas de proteínas integrales de las membranas de los elementos celulares vecinos. Estas proteínas forman una estructura similar a una malla. Rodea el perímetro de la celda en forma de cinturón. En este caso, la estructura conecta superficies adyacentes.
A menudo demasiado contactodesmosomas en bandas adyacentes. Esta área es impermeable a iones y moléculas. En consecuencia, bloquea los espacios intercelulares y, de hecho, el entorno interno de todo el organismo de factores externos.
Significado de las zonas de bloqueo
El contacto estrecho evita la difusión de compuestos. Por ejemplo, el contenido de la cavidad gástrica está protegido del ambiente interno de sus paredes, los complejos proteicos no pueden moverse desde la superficie epitelial libre al espacio intercelular, etc. La zona de bloqueo también contribuye a la polarización celular.
Las uniones estrechas son la base de las diversas barreras presentes en el cuerpo. En presencia de zonas de bloqueo, la transferencia de sustancias a los ambientes vecinos se realiza exclusivamente a través de la célula.
Sinapsis
Son compuestos especializados ubicados en las neuronas (estructuras nerviosas). Gracias a ellos, la información se transmite de una celda a otra.
Una conexión sináptica se encuentra en áreas especializadas y entre dos células nerviosas, y entre una neurona y otro elemento incluido en el efector o receptor. Por ejemplo, se aíslan las sinapsis neuroepiteliales y neuromusculares.
Estos contactos se dividen en eléctricos y químicos. Los primeros son similares a los gap bonds.
Adhesión de sustancias intercelulares
Las células están unidas por receptores citolemales a proteínas adhesivas. Por ejemplo, los receptores de fibronectina y laminina en las células epiteliales proporcionan adhesión a estosglicoproteínas. La laminina y la fibronectina son sustratos adhesivos con el elemento fibrilar de las membranas basales (fibras de colágeno tipo IV).
Hemidesmosoma
Desde el lado de la célula, su estructura y composición bioquímica es similar a un dismosoma. Los filamentos de anclaje especiales se extienden desde la célula hasta la sustancia intercelular. Debido a ellos, la membrana se combina con un marco fibrilar y fibrillas de anclaje de fibras de colágeno tipo VII.
Punto de contacto
También se le llama focal. El punto de contacto está incluido en el grupo de conexiones de acoplamiento. Se considera más característico de los fibroblastos. En este caso, la célula no se adhiere a elementos celulares vecinos, sino a estructuras intercelulares. Las proteínas receptoras interactúan con las moléculas adhesivas. Estos incluyen condronectina, fibronectina, etc. Unen las membranas celulares a las fibras extracelulares.
La formación de un punto de contacto se lleva a cabo mediante microfilamentos de actina. Se fijan en el interior del citolema con la ayuda de proteínas integrales.
