Těsná křižovatka -Tight junction

Těsné spojení
Buněčné těsné spojení-cs.svg
Schéma Tight junction
Podrobnosti
Identifikátory
latinský junctio ocludens
Pletivo D019108
TH H1.00.01.1.02007
FMA 67397
Anatomická terminologie

Tight junctions , také známý jako occluding junctions nebo zonulae occludentes (singulární, zonula occludens ), jsou multiproteinové junkční komplexy , jejichž kanonickou funkcí je zabránit úniku rozpuštěných látek a vody a těsnění mezi epiteliálními buňkami . Těsná spojení mohou také sloužit jako netěsné cesty vytvořením selektivních kanálů pro malé kationty, anionty nebo vodu. Těsná spojení jsou přítomna většinou u obratlovců (s výjimkou pláštěnců ). Odpovídající křižovatky, které se vyskytují u bezobratlých, jsou přepážkové křižovatky .

Struktura

Těsné spoje se skládají z rozvětvené sítě těsnících pramenů, přičemž každý pramen působí nezávisle na ostatních. Proto účinnost spojení při zabránění průchodu iontů exponenciálně roste s počtem vláken. Každý řetězec je tvořen řadou transmembránových proteinů uložených v obou plazmatických membránách, přičemž extracelulární domény se navzájem přímo spojují. Těsná spojení tvoří nejméně 40 různých proteinů. Tyto proteiny se skládají jak z transmembránových, tak z cytoplazmatických proteinů. Tři hlavní transmembránové proteiny jsou occludin , claudins a proteiny junction adhesion molekul ( JAM ). Ty se spojují s různými periferními membránovými proteiny, jako je ZO-1 umístěnými na intracelulární straně plazmatické membrány, které ukotvují vlákna k aktinové složce cytoskeletu . Tak těsná spojení spojují dohromady cytoskelety sousedních buněk.

Zobrazení transmembránových proteinů, které tvoří těsná spojení: occludin, claudins a proteiny JAM.

Transmembránové proteiny:

  • Ocludin byl první integrální membránový protein, který byl identifikován. Má molekulovou hmotnost ~60 kDa. Skládá se ze čtyř transmembránových domén a jak N-konec, tak C-konec proteinu jsou intracelulární. Tvoří dvě extracelulární smyčky a jednu intracelulární smyčku. Tyto smyčky pomáhají regulovat paracelulární permeabilitu. Okludin také hraje klíčovou roli v buněčné struktuře a bariérové ​​funkci.
  • Claudiny byly objeveny po okludinu a jsou rodinou více než 27 různých členů u savců. Mají molekulovou hmotnost ~20 kDa. Mají strukturu podobnou okludinu v tom, že mají čtyři transmembránové domény a podobnou strukturu smyčky. Jsou chápány jako páteř těsných spojení a hrají významnou roli ve schopnosti těsných spojení utěsnit paracelulární prostor.
  • Junctional Adhesion Molecules ( JAM ) jsou součástí superrodiny imunoglobulinů. Mají molekulovou hmotnost ~40 kDa. Jejich struktura se liší od struktury ostatních integrálních membránových proteinů v tom, že mají pouze jednu transmembránovou doménu namísto čtyř. Pomáhá regulovat funkci paracelulární dráhy těsných spojení a podílí se také na udržování polarity buněk.
  • Anguliny byly objeveny v roce 2011 vizuálním screeningem proteinů, které se lokalizují na tricelulárních těsných spojích. Existují tři členové angulinů, Angulin-1/LSR, Angulin-2/ILDR1 a Angulin-3/ILDR2. Podobně jako JAM jsou anguliny jednotransmembránové proteiny. Všechny anguliny mají jednu doménu podobnou imunoglobulinu v extracelulární oblasti a jeden PDZ-vazebný motiv na karboxy-konci. Jsou zodpovědné za vytvoření tříbuněčných těsných spojení a regulují funkci paracelulární bariéry.

Funkce

Vykonávají životně důležité funkce:

  • Těsná spojení poskytují endoteliálním a epiteliálním buňkám bariérovou funkci, kterou lze dále rozdělit na ochranné bariéry a funkční bariéry sloužící účelům, jako je transport materiálu a udržování osmotické rovnováhy:
    • Těsná spojení zabraňují průchodu molekul a iontů prostorem mezi plazmatickými membránami sousedních buněk, takže materiály musí skutečně vstoupit do buněk ( difúzí nebo aktivním transportem ), aby prošly tkání. Vyšetřování pomocí metod zmrazení fraktur v elektronové mikroskopii je ideální pro odhalení laterálního rozsahu těsných spojů v buněčných membránách a bylo užitečné při ukazování toho, jak se tvoří těsné spoje. Omezená intracelulární cesta vynucená systémem těsné bariéry umožňuje přesnou kontrolu nad tím, které látky mohou procházet konkrétní tkání. (Tsná spojení hrají tuto roli při udržování hematoencefalické bariéry .) V současné době stále není jasné, zda je kontrola aktivní nebo pasivní a jak se tyto cesty tvoří. V jedné studii paracelulárního transportu přes těsnou junkci v proximálním tubulu ledviny je navržen model duální dráhy: velké štěrbinové zlomy tvořené řídkými nespojitostmi v komplexu TJ a četnými malými kruhovými póry.
  • Těsná spojení pomáhají udržovat apikobazální polaritu buněk tím, že brání laterální difúzi integrálních membránových proteinů mezi apikálním a laterálním/bazálním povrchem, což umožňuje specializované funkce každého povrchu (například receptorem zprostředkovanou endocytózu na apikálním povrchu a exocytózu na apikálním povrchu). bazolaterální povrch), který má být zachován. To umožňuje polarizovaný transcelulární transport a specializované funkce apikálních a bazolaterálních membrán.

Klasifikace

Epitely jsou klasifikovány jako „těsné“ nebo „děravé“, v závislosti na schopnosti těsných spojů zabránit pohybu vody a rozpuštěných látek :

  • Těsné epitely mají těsné spoje, které brání většině pohybu mezi buňkami. Příklady těsného epitelu zahrnují distální stočený tubulus , sběrný kanál nefronu v ledvině a žlučovody rozvětvené jaterní tkání . Dalšími příklady jsou hematoencefalická bariéra a hematoencefalická bariéra
  • Děravé epitely tyto těsné spoje nemají nebo mají méně složité těsné spoje. Například těsné spojení v proximálním tubulu ledviny, což je velmi prosakující epitel, má pouze dva až tři spojovací vlákna a tyto vlákna vykazují zřídka velké štěrbinové zlomy.

Viz také

TEM negativně obarveného proximálního stočeného tubulu tkáně krysí ledviny při zvětšení ~55 000x a 80 kV s Tight junction. Všimněte si, že tři tmavé čáry hustoty odpovídají hustotě proteinového komplexu a světlé čáry mezi nimi odpovídají paracelulárnímu prostoru.

Reference

externí odkazy