Interazioni cellulari o interazioni cellulari possono essere studiate sotto i seguenti capi
Interazioni cellulari o interazioni cellulari possono essere studiate sotto le seguenti teste:
I. Differenziazione della membrana cellulare:
Le differenziazioni della membrana cellulare corrispondono a regioni appositamente adattate a diverse funzioni come assorbimento, trasporto di fluidi, accoppiamento elettrico, attacco meccanico o interazioni con celle vicine. Una cella colonnare idealizzata mostra i vari tipi di differenziazione delle membrane cellulari.
I microvilli si trovano sulla superficie apicale dell'epitelio intestinale e formano il bordo del pennello dei tubuli renali. La superficie esterna dei microvilli è ricoperta da uno strato di materiale filamentoso composto da macromolecole glicoproteiche. I microvilli aumentano la superficie di assorbimento effettiva.
L'attaccamento intercellulare comprende giunzioni strette, desmosomi a nastro e desmosomi spot. Le giunzioni strette (zonula occludens) sono regioni appositamente differenziate che sigillano lo spazio intercellulare, impedendo in tal modo il passaggio del liquido da e verso il lume. Queste giunzioni mantengono quindi l'ambiente intercellulare. Formano una rete di fili di tenuta al di sotto delle regioni apicali delle cellule.
L'adesione meccanica tra le cellule è principalmente sostenuta dai desmosomi, di cui esistono due tipi, i desmosomi a nastro e a spot. I desmosomi della cintura (chiamati anche zonula aderiscono alle sbarre terminali
o giunzioni intermedie) si trovano generalmente nell'interfaccia tra celle colonnari, appena sotto la regione di giunzioni strette.
Hanno un sistema di actina e filamenti intermedi che svolgono rispettivamente un ruolo contrattile e strutturale. I desmosomi spot (macula adherens) sono aree circolari localizzate di attacco meccanico aventi due placche dense con tonofilamenti di cheratina. Il numero di desmosomi spot è correlato al grado di stress meccanico che il tessuto deve sostenere.
Lungo la superficie basale di alcune cellule epiteliali si possono osservare emidesmosomi che sono simili ai desmosomi a struttura fine. Ma rappresentano solo la metà di loro e i lati esterni sono frequentemente sostituiti con fibrille di collagene.
II. Comunicazioni intercellulari e giunzioni a gap:
Le interazioni cellulari sono essenziali negli organismi multicellulari per il coordinamento delle attività e la propagazione tra le cellule di segnali per la crescita e la differenziazione.
Le cosiddette gap junctions (nexus) sono essenziali nelle comunicazioni intercellulari e rappresentano le regioni in cui vi sono canali giunzionali attraverso i quali gli ioni e le molecole possono passare da una cellula all'altra. Le celle che hanno giunzioni gap sono accoppiate elettricamente; cioè, c'è un flusso libero di corrente elettrica trasportato da ioni.
Alla giunzione di gap le membrane sono separate da uno spazio di soli 2-4nm, e c'è una matrice esagonale di particelle da 8-9 nm. Al centro di ogni particella c'è un canale di 1, 5-2 nm di diametro.
L'unità macromolecolare della giunzione gap è chiamata il connexon, che appare come un anello di sei subunità che circondano il canale. Si pensa che lo scorrimento delle sottounità faccia aprire e chiudere il canale.
Le giunzioni Gap forniscono comunicazione intercellulare diretta consentendo il passaggio di molecole fino a un peso limite di 1300-1900 dalton (nelle ghiandole salivari di Chironomus). La permeabilità è regolata dalla concentrazione di Ca ++ ; se il livello di Ca ++ intracellulare aumenta, la permeabilità è ridotta o abolita. Attraverso la giunzione gap, i metaboliti possono passare da una cellula all'altra.
Diverse funzioni possono essere attribuite alle comunicazioni giunzionali. Nel muscolo cardiaco e nelle sinapsi elettriche tra alcuni neuroni, le giunzioni sono legate alle comunicazioni di segnali elettrici tra queste cellule. Le giunzioni di gap sono anche utilizzate nel trasferimento di sostanze che controllano la crescita e la differenziazione delle cellule.
III. Riconoscimento cellulare e cellulare:
La maggior parte delle membrane cellulari ha un rivestimento, a volte indicato come glicocalice, costituito da glicoproteine o polisaccaridi. Il rivestimento cellulare è caricato negativamente e può legare ioni Na + e Ca ++ . Il rivestimento cellulare è una sorta di prodotto di secrezione che subisce un turnover attivo.
I materiali extracellulari si trovano al di fuori del rivestimento cellulare appropriato e dello strato sfocato di alcune cellule. In questi materiali extracellulari, i componenti principali sono i collageni e i glicosaminoglicani (cioè i mucopolisaccaridi). Questi sono polisaccaridi, come acido ialuronico e condroitin solfato, in cui è presente un'unità disaccaridica ripetitiva. Frequentemente, sono associati a proteine che formano i proteoglicani.
Molte funzioni sono attribuite al rivestimento cellulare. Può agire meccanicamente, proteggere la membrana e partecipare ai processi di diffusione e filtrazione. Il rivestimento cellulare fa una specie di microambiente per il ceil. Contiene enzimi coinvolti nella digestione di carboidrati e proteine. Il riconoscimento molecolare tra le cellule può dipendere da un codice molecolare costituito dai singoli monosaccaridi come l'esosamina, il galattosio, il mannosio, il fruttosio e l'acido sialico.
I gruppi sanguigni ABO classici si basano su specifici antigeni del rivestimento di globuli rossi, che sono specificati dai loro carboidrati terminali. Diversi altri antigeni si trovano sul rivestimento cellulare. Il riconoscimento molecolare raggiunge la massima espressione nel tessuto nervoso.
L'adesione cellulare e la dissociazione cellulare e la riassociazione dipendono dal mantello. Le cellule sono in grado di riconoscere cellule simili in un tessuto, come dimostrano gli esperimenti di Wilson con spugne di diverse specie e colori in cui, dopo la dissociazione, avviene un processo di selezione. Un proteoglicano, il fattore di associazione e gli ioni Ca ++ sono coinvolti in questo processo.
In tutti i fenomeni di riconoscimento cellulare è essenziale la presenza di carboidrati specifici della membrana. Le proteine a basso peso molecolare che fungono da lectine vegetali sono state isolate da tessuti animali embrionali e adulti. Queste lectine animali riconoscono i saccaridi sulla superficie cellulare e causano un'emoagglutinazione di β-galattoside.
Le cellule possono anche interagire l'una con l'altra attraverso sostanze diffusibili che agiscono a distanza, o con azioni a corto raggio sui contatti cellulari. Le interazioni a lungo raggio sono meglio comprese nel caso della muffa melmosa cellulare Dictyostelium discoideum. Quando il cibo è abbondante, questa muffa vive come amebe unicellulari, indipendenti l'una dall'altra e moltiplicate dalla mitosi.
Quando il cibo diventa scarso, alcune amebe iniziano a secernere una sostanza diffusibile che attrae più amebe per formare una lumaca o uno pseudo plasmodio. Contiene milioni di cellule ed è in grado di migrare per considerevoli distanze (verso la luce, dove le spore avranno una migliore possibilità di disperdersi) Alla fine la lumaca si differenzia, producendo un gambo in cima a cui si sviluppano le spore. Con sporulazione, Dictyostelium assicura la sopravvivenza durante i periodi di scarsità di cibo. L'intero processo è attivato da un attrattivo identificato come CAMP.
