动物细胞连接(celljunction)

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疑难问题:植物之间的连接可以通过胞间连丝,那么动物细胞通过什么方式连接?我们学习物质出入细胞的方式,但物质能不通过细胞间隙进入毛细血管呢?
细胞与细胞间或细胞与细胞外基质的联结结构称为细胞连接。细胞连接的体积很小,只有在电镜下才能观察到。可分为三大类,即:封闭连接、锚定连接和通讯连接。
一、封闭连接
1.紧密连接
又称封闭小带,存在于脊椎动物的上皮细胞间,相邻细胞之间的质膜紧密结合,没有缝隙。
紧密连接的焊接线由跨膜细胞粘附分子构成。
紧密连接的主要作用是封闭相邻细胞间的接缝,防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内,从而保证了机体内环境的相对稳定;消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血管内皮以及睾丸支持细胞之间都存在紧密连接。后二者分别构成了脑血屏障和睾血屏障,能保护这些重要器官和组织免受异物侵害。在各种组织中紧密连接对一些小分子的密封程度有所不同,例如小肠上皮细胞的紧密连接对Na+的渗漏程度比膀胱上皮大1万倍。
2.间壁连接
存在于无脊椎动物上皮细胞的紧密连接。连接蛋白呈梯子状排列,形状非常规则,连接的细胞内骨架成分为肌动蛋白纤维。
二、锚定连接
1.粘合带与粘合斑
粘合带呈带状环绕细胞,一般位于上皮细胞顶侧面的紧密连接下方。在粘合带处相邻细胞的间隙约15~20nm。
粘合带处的质膜下方有与质膜平行排列的肌动蛋白束,钙粘蛋白通过附着蛋白与肌动蛋白束相结合。于是,相邻细胞中的肌动蛋白丝束通过钙粘蛋白和附着蛋白编织成了一个广泛的网络,把相邻细胞联合在一起。
粘合斑位于细胞与细胞外基质间,通过整合素把细胞中的肌动蛋白束和基质连接起来。连接处的质膜呈盘状,称为粘合斑。
2.桥粒与半桥粒
桥粒存在于承受强拉力的组织中,如皮肤、口腔、食管等处的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。相邻细胞间形成纽扣状结构,细胞膜之间的间隙约30nm,质膜下方有细胞质附着蛋白质,形成一厚约15~20nm的致密斑。斑上有中间纤维相连,中间纤维的性质因细胞类型而异,相邻细胞中的中间纤维通过细胞质斑和钙粘素构成了穿胞细胞骨架网络。
三、通讯连接
1.间隙连接
间隙连接存在于大多数动物组织。在连接处相邻细胞间有2~4nm的缝隙,而且连接区域比紧密连接大得多,最大直径可达0.3μm。在间隙与两层质膜中有大量蛋白质颗粒,由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕而成,直径8nm,中心形成一个直径约1.5nm的孔道。通过向细胞内注射分子量不同的染料,证明间隙连接的通道可以允许分子量小于1.5KD的分子通过。这表明细胞内的小分子,如无机盐离子、糖、氨基酸、核苷酸和维生素等有可能通过间隙连接的孔隙。
间隙连接的功能包括:(1)参与细胞分化:胚胎发育的早期,细胞间通过间隙连接相互协调发育和分化;(2)协调代谢:例如,在体外培养条件下,把不能利用外源次黄嘌呤合成核酸的突变型成纤维细胞和野生型成纤维细胞共同培养,则两种细胞都能吸收次黄嘌呤合成核酸。如果破坏细胞间的间隙连接,则突变型细胞不能吸收次黄嘌呤合成核酸;(3)构成电紧张突触:平滑肌、心肌、神经末梢间均存在的这种间隙连接,称为电紧张突触。电紧张突触无须依赖神经递质或信息物质即可将一些细胞的电兴奋活动传递到相邻的细胞。
2.神经细胞间的化学突触连接(略)