Межклеточные взаимодействия
В многоклеточном организме все клетки связаны между собой различного рода взаимодействиями. В их основе лежат рецепторно-эффекторные комплексы (РЭК), которые участвуют в регуляции жизнедеятельности клеток и тканей.
Все жизненные акты в процессе жизнедеятельности животных организмов осуществляются в рамках рефлекторных цепей, состоящих из 3-х звеньев: рецепторного, эффекторного и сопрягающего.
На клеточном и субклеточном уровнях информация от рецептора к эффектору передаётся разными путями: контактно, диффузно, электрически по биологическим мембранам, с помощью белковых молекул и др.
В этом плане основная роль принадлежит управляющим сигналам – лигандам (лат. ligarе – связывать), представляющим собой химические молекулы, кванты света, звуковые волны, механические раздражители и т. д. Лиганды связываются со специфическими рецепторами клеток по принципу комплементарности. Лиганды-сигнальные молекулы участвуют в регуляции метаболической и пролиферативной активности клеток.
Сигнальные молекулы вырабатываются различными клетками организма. Так, например, нейтрофилы и лимфоциты вырабатывают сигнальные полипептиды – цитокины (лимфокины, монокины, интерлейкины, интерфероны и колониестимулирующие факторы), которые регулируют рост и дифференцировку клеток тканей. В качестве митогенов могут быть семейства белков эпидермального фактора роста, инсулиноподобного фактора роста, фактора роста фибробластов, фактора роста тромбоцитов и др.
Рецепторы – это высокомолекулярные конформационно-подвижные белковые и нуклеиновые трёхмерные структуры.
Первичные сигналы (энергия стимула) трансформируются рецепторами в конформационный сигнал, который передаётся через сопрягающее звено на эффектор, где осуществляется декодирование поступившего сигнала и образное его восприятие.
В передаче сигналов от клетки к клетке важное значение принадлежит межклеточным контактам (соединениям).
В эпителиальных тканях клетки довольно плотно прилежат друг к другу, образуя пласты, в составе которых различают простые и сложные межклеточные соединения.
1. Простые соединения, когда клетки взаимодействуют своими надмембранными комплексами, а именно слоями гликокаликса. При этом взаимодействие осуществляется с помощью белков-рецепторов – кадгерина, интегрина и др.
2. Сложные соединения представляют собой запирающие, сцепляющие и коммуникационные контакты.
Запирающие (изолирующие) контакты характерны для однослойных эпителиев и эндотелия.
Сцепляющий (заякоривающий) контакт – это адгезивный поясок десмосомы. К участкам плазматических мембран подходят фибриллярные элементы цитоскелета и заякориваются на их поверхности. Адгезивные пояски характерны для однослойных эпителиев: клетки связываются при помощи гликопротеидов, к которым со стороны цитоплазмы примыкает примембранный белок винкулин. Десмосомы с внутренней стороны соединяют слой белков, в состав которых входит десмолактин, а с внешней стороны они соединяются трансмембранными белками – десмоглеинами.
К Заякоривающим соединениям относятся фокальные контакты, например, соединения фибробластов с неклеточным субстратом. Они соединяют актиновые микрофиламенты.
Коммуникационные (объединяющие) контакты – это щелевые соединения (нексусы) и синапсы. Через них осуществляется перенос ионов и мелких молекул от клетки к клетке. Синапсы проводят возбуждение в одну сторону.