Плотные контакты и границы клеток

Плотные контакты являются наиболее апикальными из эпителиальных контактов, образуя поясовидное уплотнение, которое сливает внешние листки соседних плазматических мембран вблизи верхней части латеральной клеточной границы. Они определяют границу между апикальной и базолатеральной поверхностями клеток и регулируют прохождение веществ между клетками, что делает их структурной основой селективных эпителиальных и эндотелиальных барьеров.

Definition

Плотный контакт (zonula occludens) — это окклюдирующий клеточный контакт, в котором интегральные мембранные белки соседних клеток образуют непрерывную, анастомозирующую сеть уплотняющих нитей, которая ограничивает диффузию растворенных веществ через парацеллюлярное пространство и отделяет апикальный домен мембраны от базолатерального.

Scope

Эта тема охватывает структуру плотных контактов как окклюдирующих контактов, их две основные функции (парацеллюлярный барьер и апикально-базолатеральный забор), основные семейства белков, которые их строят (клаудины, окклюдин и каркасные белки zonula occludens), а также их роль в определении границ клеток в эпителии и эндотелии. Это справочная и образовательная запись, а не клиническое руководство.

Key concepts

• Окклюдирующий контакт / zonula occludens
• Парацеллюлярный барьер
• Апикально-базолатеральная функция забора
• Клаудины
• Окклюдин
• Каркасные белки Zonula occludens (ZO)
• Селективная парацеллюлярная проницаемость
• Гематоэнцефалический и гематотканевые барьеры

Mechanisms

Плотные контакты построены из рядов трансмембранных белков — главным образом клаудинов и окклюдина, — чьи внеклеточные петли из соседних клеток встречаются, образуя непрерывные уплотняющие нити; цитоплазматические каркасные белки zonula occludens (ZO) связывают эти нити с актиновым цитоскелетом. Полученное уплотнение выполняет две функции: барьерную функцию, которая ограничивает движение ионов и молекул через пространство между клетками, и функцию забора, которая предотвращает диффузию мембранных белков и липидов между апикальным и базолатеральным доменами, тем самым поддерживая полярность клетки. Барьер не является абсолютным, но избирательно проницаем, и состав клаудинов регулирует прохождение ионов; потеря специфических клаудинов, как показано для клаудина-5 в гематоэнцефалическом барьере, ослабляет уплотнение избирательно по размеру.

Clinical relevance

Плотные контакты лежат в основе барьерных свойств эпителия и эндотелия, включая кишечный и гематоэнцефалический барьеры, поэтому их структура и регуляция имеют центральное значение для понимания того, как ткани компартментализируют свою среду. Эта запись описывает механизм для справки; она не предоставляет диагностических или терапевтических рекомендаций.

History

Плотные контакты были впервые описаны как наиболее апикальный элемент эпителиального соединительного комплекса Фаркуаром и Паладе (1963). Молекулярная эра началась, когда были идентифицированы интегральные белки окклюдин, а затем семейство клаудинов, что переосмыслило контакт как определенную белковую сборку; исследования с нокаутом клаудинов, такие как работа Нитты и коллег (2003) по клаудину-5, затем связали отдельные белки со специфическими барьерными свойствами.

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

Что делает плотный контакт?

Он герметизирует пространство между соседними эпителиальными или эндотелиальными клетками для контроля парацеллюлярного прохождения молекул и действует как забор, который разделяет апикальные и базолатеральные компоненты мембраны, поддерживая полярность клетки.

Какие белки образуют плотные контакты?

Уплотняющие нити построены в основном из клаудинов и окклюдина, которые внутри клетки связаны с каркасными белками zonula occludens (ZO), соединяющими контакт с актиновым цитоскелетом.