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.