Межклеточные соединения – соединения между клетками, образованные при помощи белков. Остальные виды взаимодействий клеток проходят посредством соединительной ткани.
Межклеточные связи сводятся не только к электрическим взаимодействиям. Взаимосвязь между клетками является более сложной. Клетки органов и тканей вырабатывают ряд химических веществ, действующих на другие клетки и вызывающих включение/выключение (усиление/ослабление) функции механического сцепления между клетками, изменение интенсивности обмена веществ и процесса синтеза клеткой белков.
Строение межклеточных соединений
В тех тканях, в которых клетки или их отростки плотно прилежат друг к другу (эпителий, мышечная ткань и пр.) между мембранами контактирующих клеток формируются связи – межклеточные контакты. В большинстве случаев межклеточные соединения разрушаются при удалении из среды ионов Ca 2+ .
Функции межклеточных соединений
Межклеточные соединения возникают в местах соприкосновения клеток в тканях и служат для межклеточного транспорта веществ и передачи сигналов (межклеточное взаимодействие), а также для механического скрепления клеток друг с другом.
Типы межклеточных соединений
Плазмодесмы
Микроскопические цитоплазматические мостики, соединяющие соседние клетки растений. Основная статья: Плазмодесмы
Простое межклеточное соединение
При простом межклеточном соединении оболочки клеток сближены на расстояние 15 – 20 нм. Это соединение занимает наиболее обширные участки соприкасающихся клеток. Посредством простых соединений осуществляется слабая механическая связь, не препятствующая транспорту веществ в межклеточных пространствах. Разновидностью простого соединения является контакт типа «замок», когда билипидные мембраны соседних клеток вместе с участком цитоплазмы вдавливаются друг в друга, чем достигается большая поверхность соприкосновения и более прочная механическая связь.
Плотное соединение (запирающая зона)
В плотном соединении клеточные мембраны максимально сближены, здесь фактически происходит их слияние. Роль плотного соединения заключается в механическом сцеплении клеток и препятствии транспорту веществ по межклеточным пространствам. Эта область непроницаема для макромолекул и ионов, она ограждает межклеточные щели от внешней среды. Плотные соединения обычно образуются между эпителиальными клетками в тех органах (желудке, кишечнике и пр.), где эпителий ограничивает содержимое этих органов (желудочный сок, кишечный сок). В этих участках плотные контакты охватывают по периметру каждую клетку, межмембранные пространства отсутствуют, а соседние клеточные оболочки слиты в одну. Если же плотное сцепление происходит на ограниченном участке, то образуется пятно слипания (десмосома).Частными случаями плотного соединения являются зоны замыкания и слипания.
Зона замыкания
В зоне замыкания две соседние мембраны сливаются своими наружными слоями, эта зона непроницаема для макромолекул и ионов.
Зона слипания (промежуточный контакт)
В зоне слипания мембраны разделены щелью в 10-20 нм, заполненной плотным веществом (белковой природы).
Десмосома (пятно сцепления, липкое соединение)
Десмосома представляет собой небольшую площадку, иногда слоистого вида, диаметром до 0,5 мкм. Их функциональная роль заключается главным образом в механической связи между клетками. Существуют 3 типа десмосом – точечные, опоясывающие и полудесмосомы. Десмосомой называется образованное клетками соединение, прочно склеивающее клетки. Если они образуются между клетками и внеклеточным матриксом, то они называются полудесмосомами. Количество десмосом на одной клетке может достигать 2000. Такие контакты встречаются между клетками, которые могут подвергаться трению и другим механическим воздействиям (эпителиальные клетки, клетки сердечной мышцы). Со стороны цитоплазмы к десмосомам прикрепляются промежуточные филаменты, которые формируют остов цитоплазмы, обладающий большой прочностью на разрыв. Таким образом, через десмосомы промежуточные филаменты соседних клеток объединяются в непрерывную сеть по всей ткани. Тип промежуточных филаментов зависит от типа клеток: в большинстве эпителиальных клеток они кератиновые, а в клетках сердечной мышцы – десминовые.
Нексус (щелевой контакт)
Нексус представляет собой ограниченный участок контакта двух клеточных мембран диаметром 0,5 – 3 мкм с расстоянием между мембранами 2-3 нм. Обе эти мембраны пронизаны белковыми молекулами коннексонами, содержащими гидрофильные каналы. Через эти каналы осуществляется обмен ионами и микромолекулами соседних клеток. Поэтому нексусы называют также проводящими соединениями. Их функциональная роль заключается в переносе ионов и мелких молекул от клетки к клетке, минуя межклеточное пространство. Этот тип соединения встречается во всех группах тканей.
Синапс (синаптическое соединение)
Синапсы являются особыми формами межклеточных соединений. Они характерны для нервной ткани и встречаются между нейронами (межнейронные синапсы) или между нейроном и клеткой-мишенью (нервно-мышечные синапсы и пр.). Синапсы – участки контакта двух клеток, специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одной клетки к другой. Их функция – именно передача нервного импульса с нейрона на другую нервную клетку или клетку-мишень.
Взаимное сцепление клеток друг с другом в одной ткани
Подробное решение параграф §12 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. Углубленный уровень 2017
Рассмотрите первый форзац учебник. Из каких частей состоят растительная и животные клетки? В чем их сходство и отличие?
Как растительная, так и животная клетка состоят из оболочки, ядра, цитоплазмы и находящихся в ней органоидов. Отличаются же животная и растительная клетки именно этими органоидами: в растительной клетке есть пластиды, есть большая центральная вакуоль, есть клеточная стенка. В животной вышеперечисленных органоидов нет, зато вакуоли делятся по функциям – пищеварительные (лизосомы), сократительные, митохондрии и т.п.
Читайте также: Проводящий пучок листа какая ткань
1. Объясните, как образуется липидный бислой.
Наружная клеточная мембрана состоит из липидного бислоя, заключённого между двумя слоями белков. Известно, что молекулы фосфолипида обладают
гидрофильно — гидрофобными свойствами. При попадании в воду они располагаются так, что их гидрофобные части вступают в тесный контакт друг с другом, а гидрофильные части – с водой. Такие молекулы способны
спонтанно образовывать двухслойные структуры в виде маленьких замкнутых пузырьков.
2. Как располагаются белки в плазматической мембране? Какими участками гидрофильными или гидрофобными, они погружены внутрь плазматической мембраны? Какую функцию выполняют мембранные белки?
Белки не образуют сплошного слоя, а встречаются на отдельных участках в виде вкраплений, погружённых в липидный бислой. Они погружены гидрофобными участками внутрь плазматической мембраны. С наружной стороны с белками и липидами соединены углеводы. Они образуют гликолипидные и гликопротеидные комплексы.
3. Какие структуры плазматической мембраны обеспечивают: а) избирательную проницаемость; б) распознавание соседних клеток; в) взаимное сцепление клеток друг «с другом в одной ткани?»
Избирательную проницательность обеспечивают белки — переносчики. Для каждого вещества существует свой специфический белок — переносчик (или канал),
Распознавание соседних клеток обеспечивают белки — рецепторы, которые могут распознавать не только соседние клетки, но и разные вещества (например – гормоны). Взаимное сцепление клеток обеспечивают межклеточные соединения, которые, в зависимости от органа или в зависимости от того, кому они принадлежат (растения, животные или люди) имеют разное строение и название. Для растений характерны десмосомы и плазмодесмы, а для людей, например, вставочные диски миокарда. Также клетки соединяются между собой при помощи микротрубочек и микрофиламентов.
4. Из каких органических веществ построена оболочка клетки? Для каких организмов характерна эта клеточная структура? Чем оболочка клетки отличается от плазматической мембраны?
Основу клеточной оболочки составляет плазматическая мембрана (наружная клеточная мембрана, плазмолемма) – биологическая мембрана, ограничивающая внутренние содержимое клетки от внешней среды.
Все биологические мембраны представляют собой двойной слой липидов, гидрофобные концы которых обращены внутрь, а гидрофильные головки – наружу. Кроме липидов в состав мембраны входят белки. Это клеточная структура характерна для животных и человека. У растений мембраны клеток покрыты клеточной стенкой из целлюлозы.
5. Какие способы поступления веществ через плазматическую мембрану вам известны? Приведите примеры веществ, поступающих в клетку тем или иным способом.
Существует несколько механизмов транспорта веществ через плазматическую мембрану: диффузия, осмос, активный транспорт, эндоцитоз и экзоцитозю.
Малые незаряженные молекулы и жирорастворимые вещества поступают в клетку диффузно. Так, молекулы кислорода (02), углекислого газа (С02), этилового спирта (С2НбОН) легко диффундируют через липидный бислой.
Осмос: Например, если поместить клетку в гипертонический раствор с более высокой концентрацией солей, то вода из клетки станет поступать в межклеточное пространство.
6. Какие два вида эндоцитоза вам известны? Назовите известные вам специализированные клетки и одноклеточные организмы, способные к эндоцитозу.
7. В извитых канальцах почки при образовании вторичной мочи происходит обратное всасывание глюкозы и ионов натрия в кровь. Какой вид транспорта веществ имеет место в этом процессе? Ответ поясните.
Это активный транспорт, так как он идёт против градиента концентрации соответствующих веществ (оттуда, где меньше туда, где больше). Для этого требуется тратить энергию.
8. Цианистый водород и угарный газ – яды, легко проникающие через плазматическую мембрану. Почему ни одна из клеток не выработала приспособлений, препятствующих поступлению этих веществ внутрь клетки?
И тот и другой газы вещества низкомолекулярные, причём оба – слабополярные (практически неполярные). Поэтому они легко растворяются в фосфолипидном бислое мембраны и свободно диффундируют по градиенту концентрации внутрь клетки. Чтобы создать препятствия их проникновению, пришлось бы принципиально менять структуру мембраны
9. Перечертите в тетрадь и заполните таблицу.
Транспорт веществ через плазматическую мембрану
Взаимное сцепление клеток друг с другом в одной ткани
Какие структуры плазматической мембраны обеспечивают : а) избирательную проницательность б) распознавание соседних клеток в) взаимное сцепление клеток друг с другом в одной ткани. Помогииитее
Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?
Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!
Ответы и объяснения 2
Наружная плазматическая мембрана осуществляет ряд функций, необходимых для жинедеятельности клетки:
1. Защищает цитоплазму от физических и химических повреждений,
2. Делает возможным контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах,
3. Избирательно обеспечивает транспорт питательных веществ в клетку,
4. Выведение конечных продуктов обмена,
5. Осуществляет фагоцитоз и пиноцитоз.
Столь сложным функциям соответствует и строение плазмалеммы.
*Мембрана есть и у большинства органелл клетки. Без её участия невозможны биосинтез белков и фотосинтез углеводов.
Избирательную проницательность обеспечивают белки-переносчики. Для каждого вещества существует свой специфический белок-переносчик (или канал),
Распознавание соседних клеток обеспечивают белки-рецепторы, которые могут распознавать не только соседние клетки, но и разные вещества (например — гормоны). Взаимное сцепление клеток обеспечивают межклеточные соединения, которые, в зависимости от органа или в зависимости от того, кому они принадлежат (растения, животные или люди) имеют разное строение и название. Для растений характерны десмосомы и плазмодесмы, а для людей, например, вставочные диски миокарда. Также клетки соединяются между собой при помощи микротрубочек и микрофиламентов.
Читайте также: Как приготовить черную краску для ткани
Знаете ответ? Поделитесь им!
Как написать хороший ответ?
Чтобы добавить хороший ответ необходимо:
- Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
- Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
- Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.
- Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
- Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
- Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
- Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Биология.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!
Биология — наука о живых существах и их взаимодействии со средой.
Межклеточные контакты
Плазмолемма многоклеточных организмов активно участвует в образовании специальных структур — межклеточных контактов, или соединений.
Поверхности клеток содержат специальные углеводные части интегральных белков, гликопротеинов, которые специфически связываются с подобными белками на поверхности соседних клеток.
Среди контактов выделяют следующие:
- простые, которые могут формировать различные по форме соединения;
- сложные: десмосомальные, щелевидные, плотные контакты, синапсы и адгезивные пояски.
Простой контакт. Это область взаимодействия надмембранных комплексов плазмолеммы (гликокаликсов клеток). Расстояние между контактами составляет около 15 нм. Контакты обеспечивают адгезию (прилипание) клеток друг к другу в результате взаимного «узнавания». На гликокаликсе имеются специальные рецепторные комплексы, строго индивидуальные для каждого организма.
Формирование рецепторных комплексов специфично в пределах отдельных тканей и популяций клеток. Данные комплексы представлены кадгеринами и интегринами, которые имеют сродство с подобными структурами соседних клеток. Взаимодействуя с родственными молекулами на прилежащих цитомембранах, они прилипают друг к другу — адгезия.
Среди адгезивных белков выделяют несколько семейств: интегрины, селектины, иммуноглобулины (иммуноглобулинподобные белки) и кадгерины. Некоторые адгезивные белки не относятся ни к одному из приведенных семейств.
Часть гликопротеинов поверхностного аппарата клетки относи: к главному комплексу гистосовместимости первого класса (МНС I — major histocompatibility complex I). Они, как и интегрины, строго индивидуальны для каждого организма и специфичны для тканей, в которых находятся. Некоторые из веществ встречаются лишь в определенных тканях, так Е-кадгерины специфичны для эпителия.
Интегрины — это интегральные белки, состоящие из двух (α- и β-) субъединиц. Известно 10 вариантов β- и 15 видов β-субъединиц. Внутриклеточные участки (домены) связаны с тонкими микрофиламентами при помощи специальных белков: винкулина, танина или напрямую с актином.
Селектины — это мономерные белки, которые узнают и прикрепляются к определенным углеводным комплексам на поверхности клеток. Наиболее изучены L-, Р- и Е-селектины.
Адгезивные иммуноглобулинподобные белки по строению напоминают классические антитела. Часть из них выступает в качестве рецепторов при иммунологических реакциях, другая выполняет лишь адгезивные функции.
Кадгерины отличаются тем, что их адгезивная способность проявляется лишь в присутствии ионов кальция. Они участвуют в формировании постоянных клеточных контактов: Е- и Р-кадгерины в эпителии, а N-кадгерины в нервной и мышечной тканях.
Функция простых контактов далеко не ограничена лишь простым механическим сцеплением. Они необходимы для нормального функционирования клеток и тканевых структур, в образовании которых участвуют. Такие контакты контролируют созревание и миграцию клеток, предотвращают излишние митозы (гиперплазию).
Клетки могут образовывать разнообразные по конфигурации соединения: в форме «черепицы» (в роговом слое многослойного плоского ороговевающего эпителия, в эндотелии артерий); зубчатое, или пальцевидное («замок», или интердигитация). Зубчатое соединение отличается тем, что выпячивание одной клетки погружается во впячивание другой. Такая связь значительно усиливает механическую прочность прикрепления клеток.
Сложные контакты. Они специализированы для выполнения какой-либо функции. Сложные межклеточные контакты представляют собой небольшие парные специализированные участки плазматических мембран двух соседних клеток.
Сложные контакты подразделяют на запирающие (изолирующие), сцепляющие (заякоривающие) и коммуникационные (объединяющие). Имеются сложные контакты, обеспечивающие механическое сцепление клеток: десмосомы и пояски сцеплений (адгезивные пояски, или промежуточные контакты).
Десмосома представляет собой сложное макромолекулярное образование, обеспечивающее прочное сцепление соседних клеток между собой. Контакт хорошо заметен при электронной микроскопии, так как отличается высокой электронной плотностью. Этот локальный участок имеет форму диска диаметром около 0,5 мкм, в котором мембраны соседних клеток располагаются на расстоянии 30…40 нм.
Участки с высокой электронной плотностью видны на внутренних поверхностях мембран обеих взаимодействующих между собой клеток. К этим участкам прикрепляются промежуточные филаменты. В эпителиальной ткани промежуточные филаменты представлены тонофиламентами, образующими скопления — тонофибриллы. Тонофиламснты содержат цитокератины. Имеется также электронно-плотная зона между мембранами, соответствующая сцеплению белковых комплексов соседних клеток.
Чаще всего десмосомы встречаются в эпителии, но они имеются и в других тканях. В этом случае промежуточные филаменты содержат вещества, характерные для этой ткани: виментины в клетках соединительных тканей, десмины в мышцах и т. д.
Читайте также: Гиперпластическое воспаление лимфоидной ткани
На макромолекулярном уровне внутренняя поверхность десмосомы представлена опорными белками десмоплакинами. К ним прикрепляются промежуточные филаменты. В свою очередь, десмоплакины соединены с белками десмоглеинами через плакоглобины. Такое тройное соединение пронзает липидный слой мембраны. Десмоглеины, в свою очередь, связаны с подобными белками соседней клетки. Может быть и другой вариант: десмоплакины прикрепляются к интегральным белкам мембраны — десмоколинам, которые, в свою очередь, взаимодействуют с подобными белками соседней цитомембраны.
Поясок сцепления, или поясная десмосома (промежуточный контакт, ленточная десмосома) представляет собой механическое соединение между клетками (подобно десмосоме). В отличие от десмосомы имеет форму ленты. Поясок сцепления как ободок охватывает цитолемму вкупе с соседними клеточными мембранами. Контакт имеет высокую электронную плотность как в области мембран, так и в участке межклеточного вещества, аналогично десмосоме.
Для поясков сцепления характерен опорный белок винкулин, который служит местом прикрепления тонких микрофиламентов к внутренней поверхности цитомембраны. Другие структурные белки и их взаимодействия близки к десмосоме.
Адгезивный поясок встречается в апикальной зоне однослойного эпителия, часто примыкая к плотному контакту. Особенностью данного контакта является то, что к нему прикрепляются актиновые микрофиламенты, которые располагаются параллельно поверхности клеточной мембраны. Их способность сокращаться в присутствии минимиозинов и нестабильность позволяют значительно изменять форму целого пласта эпителиальных клеток и микрорельеф поверхности выстилаемого органа.
Щелевидный контакт, или нексус имеет форму диска протяженностью 0,5…3 мкм. В области щелевидного контакта соседние мембраны приближены друг к другу до 2…4 нм. В мембраны обеих контактирующих клеток встроены интегральные белки коннектины, которые интегрируются в комплексы из шести белков — коннексоны.
Коннексоновые комплексы соседних клеток прилежат друг к другу. В центральной части коннексона находится пора, через которую могут свободно диффундировать ряд молекул молекулярной массой до 2000. Поры соседних клеток плотно присоединены друг к другу, в результате чего перемещающиеся молекулы (неорганические ионы, вода, мономеры, низкомолекулярные биологически активные вещества) попадают только в соседнюю клетку, а не в межклеточное вещество.
Щелевидные контакты позволяют передать возбуждение к соседним клеткам (между нейронами, кардиомиоцитами, гладкими миоцитами и т. д.), через них из одной клетки в другую перемещаются некоторые биологически активные вещества и метаболиты. Нексусы обеспечивают единство биологических реакций клеток в тканях. В нервной ткани щелевидные контакты называют электрическими синапсами.
Значение нексусов заключается в формировании внутритканевого межклеточного контроля над биологической активностью клеток, выполнении ими ряда специфических функций. Без щелевидных контактов невозможны были бы единое сокращение кардиомиоцитов сердца, синхронные реакции гладких мышечных клеток и др.
Запирающая зона, или плотный контакт, представляет собой участок слияния поверхностных слоев мембран соседних клеток. Участки слияния образуют непрерывную сеть, «сшитую» интегральными белками мембран соседних клеток. Интегральные белки образуют структуру, напоминающую ячеистую сеть. Она окружает в виде пояска весь периметр клетки, соединяя поверхности соседних клеток.
Нередко к плотному контакту прилежат ленточные десмосомы. Эта область непроницаема для макромолекул и ионов и, следовательно, она запирает межклеточные щели и вместе с ними собственно внутреннюю среду организма от внешней среды. Запирающая зона препятствует диффузии веществ, например содержимого полости желудка от внутренней среды стенки желудка, перемещению белковых комплексов от свободной поверхности эпителия в участки межклеточного пространства; способствует поляризации клетки.
Плотные контакты — это основа многочисленных барьеров организма. При их наличии вещества в соседние среды переносятся только через клетку.
Синапсы — это специализированные контакты, имеющиеся в нервных клетках (нейронах) и обеспечивающие передачу информации от одной клетки к другой. Этот тип соединений встречается в специализированных участках как между двумя нейронами, так и между нейроном и каким-либо иным элементом, входящим в состав рецептора или эффектора, например нервно-мышечные, нервно-эпителиальные синапсы.
Синапсы подразделяют на электрические (аналогичные щелевидным соединениям) и химические.
Адгезивные соединения с межклеточным веществом. Адгезия (прилипание, сцепление) клеток к межклеточному веществу осуществляется через рецепторы цитолеммы к адгезивным белкам. Так, рецепторы к ламинину и фибронектину в эпителиальных клетках обеспечивают связь с этими гликопротеинами. Фибронектин и ламинин — адгезивные субстраты с фибриллярным компонентом базальных мембран (коллагеновыми волокнами IV типа).
Полудесмосома. Со стороны клетки строение и биохимический состав полудесмосомы аналогичны десмосоме. В межклеточное вещество от клетки отходят якорные филаменты, которые объединяют мембрану клетки с фибриллярным каркасом базальной мембраны и «заякоривающими» фибриллами коллагена VII типа.
Фокальный (точечный) контакт. Его относят к сцепляющим соединениям. Фокальный контакт характерен для фибробластов. В этом случае клетка соединяется не с соседней клеткой, а со структурами межклеточного вещества. Рецепторные белки клетки взаимодействуют с так называемыми адгезивными молекулами (фибронектин, хондронектин и т. д.), связывающими мембраны клетки с внеклеточными волокнами. В образовании фокального контакта участвуют актиновые микрофиламенты, которые прикрепляются к внутренней поверхности цитолеммы с помощью интегральных белков клеточных мембран.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом