Tesná križovatka

Tesné križovatky sú proteínové siete. Opasia si endotelové tkanivo čreva, močového mechúra a mozgu a okrem stabilizačných funkcií prevezmú aj bariérové ​​funkcie. Poruchy týchto bariérových funkcií majú negatívny vplyv na rôzne prostredie tela.

Čo je to tesný uzol?

Každá bunková membrána obsahuje odlišné proteíny. Jednotlivé membránové proteíny tvoria viac alebo menej hustú sieť. V tejto súvislosti je „pevné spojenie“ v latinčine nazývané „Zonula occlusionens“ a v angličtine „Tight Junction“ druh terminálneho prúžku obsahujúceho proteín, ktorý opasuje napríklad o epitelové bunky stavovcov a je úzko spojený so susednými bunkovými väzmi.

Tesné spoje utesňujú medzery medzi bunkami. Zodpovedajú bariére difúzie. Difúzia je transportná cesta látky v tele živých bytostí, ktorá absorbuje jednotlivé molekuly do buniek. Vo forme difúznej bariéry riadia pevné spojenia tok molekúl do epitelu. Zabraňujú tiež difúzii membránových komponentov z apikálnej do laterálnej oblasti a naopak. Prostredníctvom tejto funkcie udržiavajú polaritu epitelových buniek.

Tesné križovatky obopínajú obličkový, močový mechúr a črevný epitel. Okrem toho sú funkčnou súčasťou tzv. Hematoencefalickej bariéry a zaisťujú, že látky z krvi sa nemôžu difundovať do mozgového tkaniva. Konečné hrebene vyrobené z membránových proteínov môžu obsahovať rôzne proteíny. Pravdepodobne nie všetky z nich sú známe.

Anatómia a štruktúra

Najdôležitejšie membránové proteíny v tesných spojeniach sú claudíny a oklúzín. Klaudíny boli dokumentované na viac ako 20 rôznych stavovcoch. Všetky integrálne membránové proteíny majú sieťové usporiadanie a spájajú membrány niekoľkých buniek v kontakte hlava-hlava. Anatómiu tvoria vodné póry.

Zloženie membránových proteínov sa líši od epitelu k epitelu a závisí od funkčných požiadaviek tesných spojení. Napríklad claudín 16 v renálnom epiteli sa podieľa na absorpcii iónov Mg2 + obličkami do krvi. Tesné križovatky vytvárajú siete rôznej tesnosti v závislosti od úlohy a epitelu. Membránové proteíny voľne ležia v čreve. Krvno-mozgová bariéra tvorí relatívne tesnú bariéru.

Tesnosť siete koreluje s priepustnosťou. Proteínová sieť pozostáva z úzkych vlákien. Najmä sa extracelulárne oblasti jednotlivých proteínov kombinujú a vytvárajú bunkové spojenie. Vnútrobunkové oblasti závisia od cytoskeletu buniek. Tesné spoje obklopujú obvod bunky epitelu ako pás a tak sa uháčia proti štruktúre epitelovej bunky.

Funkcia a úlohy

Tesné križovatky sú predovšetkým difúznou bariérou. Táto funkcia môže zadržať molekuly úplne z vnútrobunkového priestoru alebo môže byť spojená so selektívnou permeabilitou (semipermeabilitou) pre molekuly určitej veľkosti. Sieť tesných križovatiek je vďaka svojej funkcii difúznej bariéry predpokladom transcytózy. Paracelulárna difúzia molekúl alebo iónov epitelovým priestorom je zabránená tesnými spojeniami.Koncové prúžky zároveň bránia tečeniu telových tekutín.

Membránové proteíny v tesných spojeniach chránia organizmus pred napadnutím mikroorganizmami, a teda tiež vytvárajú bariéru pre žijúcich votrelcov. Okrem funkcie bariéry majú tesné križovatky tiež takzvanú funkciu plotu. Proteínová sieť zabraňuje pohybu jednotlivých zložiek membrány, a tak udržuje bunkovú polaritu epitelu. Epitel je sieťami rozdelený na apikálne a bazálne oblasti. Apikálna bunková membrána epitelu má inú biochémiu ako bazolaterálna bunková membrána. Tesné križovatky pomáhajú udržiavať tieto rozdiely v biochemickom prostredí a umožňujú tak riadený transport látok.

K týmto funkciám sa pridávajú mechanické funkcie. Napríklad pevné spojenia tiež slúžia na stabilizáciu epitelových bunkových súborov. Spojujú bunky cytoskeletu navzájom a zabezpečujú statickú statiku epitelu. Permeabilita medzi epitelovými bunkami podlieha dočasným zmenám. Epitel je teda schopný reagovať na zvýšené požiadavky na paracelulárny transport. Na tento účel sa klaudíny a oklúzie "tesných spojení" asociujú s proteínmi intracelulárnej membrány, ktoré sa pripájajú k aktínovému cytoskeletu.

Svoje lieky nájdete tu

choroby

Tesné spojenia môžu byť predmetom mutácií v dôsledku zmien v štruktúre, a tak stratia svoje funkcie. Klaudín 16 proteínových sietí v obličkovom epiteli nie je prítomný v požadovanej forme po mutáciách v géne kódujúcom proteín. Takéto mutácie môžu viesť k strate Mg2 +.

V dôsledku straty bariérovej funkcie sa príliš veľa iónov Mg2 + absorbuje z obličiek do krvi a príliš veľa sa vylučuje močom. Ochorenia môžu tiež ovplyvniť „zonula occlusionens“. To platí najmä o mozgu. Krvno-mozgová bariéra je prirodzená difúzna bariéra medzi krvou a mozgom, ktorá udržuje prostredie mozgu. Poruchy hematoencefalickej bariéry sa vyskytujú napríklad v súvislosti s roztrúsenou sklerózou. Avšak choroby, ako je diabetes mellitus, môžu tiež narušiť hematoencefalickú bariéru. Ochranný účinok bariéry sa stráca aj pri rôznych zraneniach mozgu a degeneratívnych chorobách.

Pri roztrúsenej skleróze je to opakujúci sa zápal mozgu, ktorý má škodlivý vplyv na pevné uzly. Bunky vlastnej imunitnej obrany tela prekonávajú hematoencefalickú bariéru ako súčasť autoimunitného ochorenia. Pri ischemickej cievnej mozgovej príhode sa dokonca rozložia zložky tesných spojení v hematoencefalickej bariére. Tento typ mŕtvice je sprevádzaný prázdnotou v mozgu, ktorá je potom naplnená krvou. Endotélia hematoencefalickej bariéry sa mení v dvoch fázach.

Pretože patologický proces uvoľňuje oxidanty, proteolytické enzýmy a cytokíny, permeabilita hematoencefalickej bariéry sa mení. Edém sa vyvíja v mozgu. Aktivované leukocyty potom uvoľňujú tzv. Matricové metaloproteázy, ktoré štiepia bazálnu laminu a proteínové komplexy v tesných spojeniach.