اتصالات محکم و مرزهای سلولی

اتصالات محکم (Tight junctions) آپیکال‌ترین نوع اتصالات اپیتلیالی هستند که یک مهر و موم کمربندی شکل ایجاد می‌کنند و لایه‌های بیرونی غشاهای پلاسمایی مجاور را در نزدیکی بالای مرز جانبی سلول به هم متصل می‌کنند. آن‌ها مرز بین سطوح آپیکال و بازولترال سلول را تعریف می‌کنند و عبور مواد بین سلول‌ها را تنظیم می‌کنند، بنابراین اساس ساختاری سدهای انتخابی اپیتلیالی و اندوتلیالی را تشکیل می‌دهند.

Definition

اتصال محکم (زونولا اوکلودنس) یک اتصال سلولی انسدادی است که در آن پروتئین‌های غشایی یکپارچه سلول‌های مجاور یک شبکه پیوسته و آناستوموز کننده از رشته‌های مهر و موم کننده را تشکیل می‌دهند که انتشار املاح را از طریق فضای پاراسلولار محدود می‌کند و دامنه غشایی آپیکال را از دامنه غشایی بازولترال جدا می‌کند.

Scope

این موضوع ساختار اتصالات محکم را به عنوان اتصالات انسدادی، دو عملکرد اصلی آن‌ها (سد پاراسلولار و حصار آپیکال-بازولترال)، خانواده‌های اصلی پروتئینی که آن‌ها را می‌سازند (کلودین‌ها، اوکلودین و داربست‌های زونولا اوکلودنس)، و نقش آن‌ها در تعریف مرزهای سلولی در اپیتلیوم و اندوتلیوم را پوشش می‌دهد. این یک مدخل مرجع و آموزشی است، نه راهنمایی بالینی.

Key concepts

• اتصال انسدادی / زونولا اوکلودنس
• سد پاراسلولار
• عملکرد حصار آپیکال-بازولترال
• کلودین‌ها
• اوکلودین
• پروتئین‌های داربست زونولا اوکلودنس (ZO)
• نفوذپذیری انتخابی پاراسلولار
• سدهای خونی-مغزی و خونی-بافتی

Mechanisms

اتصالات محکم از ردیف‌هایی از پروتئین‌های تراغشایی – عمدتاً کلودین‌ها و اوکلودین – ساخته شده‌اند که حلقه‌های خارج سلولی آن‌ها از سلول‌های همسایه به هم می‌رسند تا رشته‌های مهر و موم کننده پیوسته را تشکیل دهند؛ پروتئین‌های داربست زونولا اوکلودنس (ZO) سیتوپلاسمی این رشته‌ها را به اسکلت سلولی اکتین متصل می‌کنند. مهر و موم حاصل دو عملکرد را انجام می‌دهد: یک عملکرد سد کننده که حرکت یون‌ها و مولکول‌ها را از طریق فضای بین سلول‌ها محدود می‌کند، و یک عملکرد حصار که از انتشار پروتئین‌ها و لیپیدهای غشایی بین دامنه‌های آپیکال و بازولترال جلوگیری می‌کند، و بدین ترتیب قطبیت سلول را حفظ می‌کند. این سد مطلق نیست بلکه به طور انتخابی نفوذپذیر است، و ترکیب کلودین‌ها عبور یون‌ها را تنظیم می‌کند؛ از دست دادن کلودین‌های خاص، همانطور که برای کلودین-۵ در سد خونی-مغزی نشان داده شده است، مهر و موم را به روشی انتخابی بر اساس اندازه سست می‌کند.

Clinical relevance

اتصالات محکم زیربنای خواص سد کننده اپیتلیوم و اندوتلیوم، از جمله سدهای روده و خونی-مغزی هستند، بنابراین ساختار و تنظیم آن‌ها برای درک چگونگی تقسیم‌بندی محیط توسط بافت‌ها حیاتی است. این مدخل مکانیسم را برای مرجع توصیف می‌کند؛ توصیه‌های تشخیصی یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

History

اتصالات محکم برای اولین بار به عنوان آپیکال‌ترین عنصر کمپلکس اتصالی اپیتلیالی توسط فارکوهار و پالاد (1963) شناسایی شدند. دوران مولکولی زمانی آغاز شد که پروتئین‌های یکپارچه اوکلودین و سپس خانواده کلودین شناسایی شدند، و اتصال را به عنوان یک مجموعه پروتئینی تعریف شده بازتعریف کردند؛ مطالعات حذفی کلودین، مانند کار کلودین-۵ توسط نیتا و همکاران (2003)، سپس پروتئین‌های منفرد را به خواص سد کننده خاص مرتبط کردند.

Key figures

• Mikio Furuse
• Shoichiro Tsukita
• James Anderson
• Marilyn Farquhar
• George Palade

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• anderson-vanitallie-2009
• furuse-2010

Frequently asked questions

اتصال محکم چه کاری انجام می‌دهد؟

فضای بین سلول‌های اپیتلیالی یا اندوتلیالی مجاور را مهر و موم می‌کند تا عبور پاراسلولار مولکول‌ها را کنترل کند، و به عنوان حصاری عمل می‌کند که اجزای غشای آپیکال و بازولترال را جدا نگه می‌دارد و قطبیت سلول را حفظ می‌کند.

کدام پروتئین‌ها اتصالات محکم را تشکیل می‌دهند؟

رشته‌های مهر و موم کننده عمدتاً از کلودین‌ها و اوکلودین ساخته شده‌اند که در داخل سلول به پروتئین‌های داربست زونولا اوکلودنس (ZO) متصل می‌شوند که اتصال را به اسکلت سلولی اکتین وصل می‌کنند.