curs nr. 4 b jonctiuni intercelulare

JONCŢIUNILE INTERCELULARE


• Sunt regiuni diferenţiate ale membranei plasmatice care asigură adezivitatea celulelor între ele sau cu o lamă bazală şi care interacţionează cu citoscheletul

• Conţin numeroase molecule responsabile de transmiterea semnalelor

• Joacă un rol de centru organizator


• Controlează căile de transmitere specifică a semnalelor intercelulare, esenţiale în cursul dezvoltării embrionare

• Frecvent în timpul dezvoltării unei tumori ele pot fi profund modificate


• Intervin în menţinerea diferenţierii epiteliale

• Destabilizarea lor permite celulelor să invadeze ţesuturile vecine, iar în cazul unui proces malign favorizează o evoluţie gravă a bolii


• Diferă prin formă, structură şi funcţie

• Joncţiuni de ocluzie sau stânse - tipul zonula occludens (occluding junctions sau tight junctions)

• Joncţiuni de ancorare (anchoring junctions) cuprind două tipuri: tipul zonula adherens şi tipul macula adherens sau desmozomi

JONCŢIUNILE DE OCLUZIE SAU STRÂNSE ZONULA OCCLUDENS

• Tipul zonula sau joncţiuni strânse sau joncţiuni intermediare

• Sunt regiuni specializate ale membranei care înconjură celula la polul său apical

• Foiţele externe ale membranei plasmatice stabilesc un contact strâns care obturează complet spaţiul intercelular şi împiedică trecerea substanţelor


• Acest tip de joncţiune este caracteristic celulelor epiteliale polarizate cum sunt enterocitele (la polul apical), celulelor endoteliale şi celulelor hepatice din vecinătatea canaliculului biliar pe care-l mărginesc

• Pe o secţiune perpendiculară pe planul lor, joncţiunile strânse apar formate din cinci foiţe, trei osmofile, două osmofobe:

• Două foiţe opace, cele externe, corespunzând fiecare foiţelor interne ale membranelor plasmatice ale celulelor ce se ating

• Ele constituie feţele citoplasmatice


• Două foiţe clare dispuse de o parte şi de alta a unei foiţe mediane

• O foiţă mediană corespunzând strânsei asocieri a foiţelor externe ale membranelor adiacente


JONCŢIUNILE DE OCLUZIE SAU STRÂNSE

ZONULA OCCLUDENS

• Aceste proteine au un domeniu intramembranar, un domeniu citoplasmatic şi un domeniu extracelular

• Ele se asociază unor proteine de joncţiune numite ocludine sau zonula occludens proteins - ZO1, ZO2 şi ZO3


• Molecule de ocludină (65 kDa) sunt localizate exclusiv în joncţiunile strânse ale celulelor endoteliale şi epiteliale

• Caderine E - Ca dependente:• Uvomorulină • Desmogleina - o glicoproteină bogată în

cisteină• Desmocoline - glicoproteine mai puţin bogate

în cisteină şi mai scurte decât desmogleina

JONCŢIUNILE INTERMEDIARE SAU DE ANCORARE

• Se mai numesc centuri de adezivitate sau joncţiuni de ancorare intercelulară şi se întâlnesc la epiteliile prismatice şi cubice simple - celule polarizate

• Apar în vecinătatea polului apical, sub joncţiunile strânse

• Asigură o adezivitate puternică între celule, înconjurând complet polul apical al celulei


• Ele conţin caderine E şi catenine α şi β şi cuprind:

• - un spaţiu intercelular de 15-25 nm

• - o foiţă internă îngroşată pe toată lungimea joncţiunii, formând o placă citoplasmatică ce conţine extremitatea moleculelor de caderină E şi catenină


• Filamentele de actină se ancorează de placa citoplasmatică pe cateninele α care interacţionează cu cateninele β, fixate pe moleculele de caderină E

• Aceste joncţiuni joacă şi un rol esenţial structural, prin contribuţia pe care o au datorită caderinei E şi a filamentelor de actină, în menţinerea rigidităţii epiteliului


• Intervin de asemenea în mecanismele fundamentale ale debutului neurogenezei, au rol de centru organizator pentru numeroase căi de transmitere ale semnalelor intercelulare

• Formarea de joncţiuni strânse în celulele epiteliale depinde de formarea joncţiunilor intermediare


• În cursul procesului de malignizare joncţiunile intermediare dispar înaintea joncţiunilor comunicante, ceea ce subliniază interdependenţa dintre aceste două tipuri de joncţiuni

MACULA ADHERENS SAU DESMOZOMII

• Sunt puncte de contact intercelular sub formă de „butoni” care leagă strâns celulele din diferite ţesuturi

• În interiorul celulei se ancorează de filamentele intermediare

DESMOZOMII SAU MACULA ADHERENS

• Filamentele intermediare ale celulelor adiacente sunt conectate indirect prin aceste joncţiuni formând o reţea continuă de-a lungul întregului ţesut

• Membrana desmozomală nu stabileşte un contact direct


• Lungimea spaţiului intercelular este de 20 nm, dar poate ajunge şi la 50 nm

• Acest spaţiu conţine o lamelă centrală aşezată la distanţe egale de membranele celulare şi un material cu densitate scăzută

• Cele două celule care se apropie au în citoplasmă o placă desmosomală densă separată de membrana plasmatică de un spaţiu clar


• Această placă poate să adere de foiţa internă a membranei plasmatice

• Are o structură lamelară, lamele găsindu-se într-o matrice omogenă


• De placa desmozomală se inseră microfilamente intermediare de diferite tipuri în funcţie de tipul celular:

• - filamente de cheratină în majoritatea celulelor epiteliale

• - filamente de desmină în celulele muşchiului cardiac

• Desmozomii conţin caderine, desmoplachine, placoglobine şi filamente intermediare


• Placa desmozomală cuprinde un complex de proteine responsabile cu conexiunea citoscheletului la proteinele de legătură transmembranare, care interacţionează prin domeniul lor extracelular pentru menţinerea adezivităţii între două membrane plasmatice adiacente


• Proteinele de legătură transmembranare aparţin familiei caderinelor, molecule de adeziune Ca++ dependente


• În pemfigus se formează anticorpi contra caderinelor desmozomilor

• Anticorpii se fixează de desmozomii dintre keratinocite şi îi dezagregă, provocând leziuni grave, prin infiltrarea fluidelor în epiteliu lax

• Desmozomii pot avea rol supresor în tumorile epiteliale


• Dezorganizarea desmozomilor poate duce la boli acantolitice - maladii ale epidermului datorate unor pierderi de coeziune între keratinocite sau între keratinocite şi membrana bazală

• Se formează bule intraepiteliale

• Cauza este dispariţia desmozomilor epidermici


• În majoritatea formelor de cancer structura caderinelor şi a cateninelor este modificată

• Mutaţia unui singur aminoacid din moleculele de caderină poate anula legătura lor cu catenina şi astfel se modifică adezivitatea intercelulară

COMPLEXELE JONCŢIONALE

• Un complex joncţional este un ansamblu de joncţiuni:

• O joncţiune strânsă, în locul cel mai apropiat de lumenul intestinal

• O joncţiune intermediară care o urmează

• Un desmozom care ocupă partea cea mai profundă a complexului

COMPLEXELE JONCŢIONALE

• Ansamblul joncţiune strânsă/joncţiune intermediară formează cadrul celular vizibil în microscopia optică

• Aceste complexe joncţionale unesc cel mai frecvent celulele prismatice

• Se observă în epiteliul intestinal, dar şi în alte tipuri - ţesutul hepatic

JONCŢIUNI COMUNICANTE SAU GAP

CONEXONI SAU NEXUS

• Sunt joncţiunile cele mai răspândite, prezente în număr mare în numeroase ţesuturi animale

• În microscopia electronică obişnuită apar ca nişte regiuni în care membranele a două celule adiacente sunt separate printr-o deschidere strâmtă, de 2-4 nm

JONCŢIUNI COMUNICANTE SAU GAPCONEXONI SAU NEXUS

• În general sunt situate la capătul joncţiunilor strânse şi asigură transferul de informaţii

• În enterocite sunt situate pe faţa laterală a celulelor prismatice

• Între neuroni constituie sinapse electrice


• Organizarea moleculară a unei joncţiuni GAP constă în existenţa conexonilor

• Hexameri ale unor molecule proteice – conexine• Se găsesc în grosimea fiecărei membrane

joncţionale


• Fiecare membrană celulară conţine proteine transmembranare care aparţin familiei conexinelor

• Ele se asociază în conexoni

• Fiecare conexon al unei membrane se conectează, în spaţiul extracelular cu un conexon al membranei adiacente


• Aceşti conexoni, dispuşi într-o reţea alcătuită din structuri hexagonale

• Un conexon este format din 6 molecule proteice identice – conexinele

• Au un diametru de 6 nm şi un canal central de 2 nm, putând să se deschidă sau să se închidă pentru a modifica forma moleculelor de conexiune


• Aceste joncţiuni asigură trecerea ionilor, a moleculelor mici, a metaboliţilor intracelulari de la o celulă la alta şi în ambele sensuri, în funcţie de gradientul electrostatic

• Există o mare diversitate de conexine care explică această posibilitate a conexonilor de a facilita trecerea moleculelor


• Membrana plasmatică a fibrelor Purkinje conţine Cx40, în timp ce ţesutul muscular cardiac ce le înconjoară, exprimă Cx43

• Incompatibilitatea Cx40/Cx43 face ca fibrele Purkinje să nu se cupleze decât între ele, asigurând astfel permanenţa conductibilităţii


• Joncţiunile comunicante stabilesc o cooperare metabolică intercelulară permiţând pasajul:

• - ionilor între celule în funcţie de gradientul electrofiziologic

• - moleculelor purtătoare de informaţie

• - calciului, a AMP-ului ciclic

• - enzimelor


• Anumite condiţii fiziologice şi anumite molecule pot modula un semnal transmis prin joncţiunile comunicante

• Această transmitere depinde de concentraţia calciului, de fosforilare, de voltajul intercelular, de calmodulină, de prezenţa nucleotidelor ciclice, de neurotransmiţători şi de hormoni

• Moleculele conexinei au un site receptor al calmodulinei, proteina de reglare capabilă să fixeze 4 atomi de Ca++


• Scăderea pH-ului, creşterea concentraţiei de Ca++ citoplasmatic, fosforilarea moleculelor conexinei diminuează permeabilitatea joncţiunilor comunicante

• Situaţia este reversibilă


• Glucagonul în celulele hepatice stimulează degradarea glicogenului şi eliberarea glucozei în sânge

• Creşte permeabilitatea conexonilor şi facilitează trecerea AMP-ului ciclic de la o celulă la alta

• Glicogenoliza se derulează în toate celulele unite prin conexoni

• Numărul conexonilor este proporţional cu cantitatea de molecule ce trece de la o celulă la alta

• În repaus numărul joncţiunilor diminuă• Sunt distruse prin autofagie, dar refacerea este

rapidă


• Numărul de joncţiuni comunicante depinde de starea fiziologică a ţesutului

• La nivelul muşchiului cardiac, miocardiocitele sunt conectate prin acest tip de joncţiuni

• Difuziunea ionilor de calciu prin aceste joncţiuni coordonează contracţia fibrelor miocardice, fiind declanşată de creşterea concentraţiei de Ca++ din celulă

• Dacă joncţiunile prezintă perturbaţii ale permeabilităţii, contracţiile nu se mai sincronizează şi apar fibrilaţiile


• Joncţiunile GAP au rol important şi în contracţia muşchilor netezi asigurând peristaltica intestinală

• La nivelul miometrului, înainte de naştere, numărul de joncţiuni celulare creşte, prin creşterea Cx43

• Conexonii, mai numeroşi în această situaţie, asigură o bună coordonare a contracţiilor celulelor musculare netede în timpul naşterii


• Alterarea sau absenţa conexinei provoacă manifestări celulare patologice

• Mutaţiile genelor ce codifică conexinele duc la apariţia bolilor genetice

• O mutaţia a Cx32 poate provoca o formă a bolii Charcot-Marie-Tooth, caracterizată prin atrofie musculară, cu pierderea reflexelor tendinoase

• O mutaţie a Cx43 poate provoca malformaţii cardiace


• Inhibiţia de contact - celulele normale întrerup orice mişcare membranară şi orice mitoză dacă într-o cultură ele intră în contact unele cu altele

• Celulele canceroase - rămân independente unele de altele şi continuă să se multiplice şi să migreze

• Ele nu prezintă inhibiţie de contact• Această autonomie a celulelor maligne depinde de

lipsa schimburilor intercelulare de informaţii - nu au joncţiuni comunicante

• Prin introducerea într-o cultură de celule canceroase de lipozomi conţinând un ARN-m purtător de informaţii necesare biosintezei conexinei: inhibiţia de contact apare pentru 24 de ore

HEMIDESMOZOMII

• Complex multiproteic specializat, ovalar, de 0,1-0,5 μm diametru

• Au o placă citoplasmatică distinctă pe care se ancorează filamente intermediare

• Asigură aderenţa celulelor epiteliale la lama bazală şi leagă filamentele intermediare ale citoscheletului de lama bazală

• Au o componentă celulară şi una extracelulară, structura lor variind în funcţie de tipul de epiteliu în care se găsesc

HEMIDESMOZOMII

• Partea celulară cuprinde:

• - filamente intermediare de citocheratină care converg spre placa citoplasmatică şi o traversează

• - placa densă desmozomală (de ancorare a filamentelor), cu o grosime de 30 nm, care poate să adere (sau nu) de membrana plasmatică; are o structură lamelară

HEMIDESMOZOMII

• Partea extracelulară cuprinde, plecând de la membrană:

• - o zonă clară de 10 nm, care are în mijloc o linie densă (M), legată de membrană printr-un material filamentos

• - o zonă densă de 6 nm grosime

• - o zonă clară de 25-30 nm grosime străbătută de filamente de laminină ce vin din lama bazală

HEMIDESMOZOMII

• Moleculele de laminină localizate pe faţa epitelială a lamei bazale, pe lamina lucida, au o regiune care se leagă de receptorii membranari ai membranei plasmatice a celulelor bazale

• Ele se leagă de asemenea de fibrele de colagen tip IV şi de proteoglicani de tip heparan-sulfat

HEMIDESMOZOMII

• Moleculele de laminină constituie astfel o legătură solidă între celulele bazale şi o lama bazală de 40 nm grosime, care conţine numeroase fibrile ce prelungesc fasciculele venite din corion

• Aceste fascicule sunt formate din fibrile de ancorare de 3 nm diametru

HEMIDESMOZOMII• Lama bazală a hemidesmozomilor este ancorată de

corion prin fibre în buclă şi prin plăci de ancorare• Reţeaua de laminină şi de colagen IVsunt legate de

stroma subiacentă prin două tipuri de fibre de ancorare:

• - fibre de colagen VII - extremităţile lor se inseră de lama bazală şi formează bucle în jurul fibrelor colagene subiacente

• - fibre de colagen XVII care se inseră printr-o extremitate de lama bazală şi prin alta pe plăcile de ancorare

• Fibre de acest tip asigură o aderare solidă a epidermului la derm

HEMIDESMOZOMII

• Dispariţia hemidesmozomilor produce epidermoliza buloasă

• Secreţia de autoanticorpi anti-desmogleină produce pemfigus

curs nr. 4 b jonctiuni intercelulare

Documents