Межклеточные взаимодействия


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Тема доклада: Взаимодействие клеток1.Взаимодействие клеток. 2.Экстраклеточный матрикс.3. Межклеточные контакты4. Десмосомальное, щелевое, плотное соединение. Структура и функции5. Дифференцировка клеток и ее связь с экспрессией генов.6.Как клетки узнают друг друга?7. Контактное торможение8. Отличие нормальных клеток от опухолевыхМагистрант 1 курсаАфошин А.С. Взаимодействие клеток1) Межклеточные контактыУ растений – плазмодесмы (тяжи цитоплазмы, соединяющие соседние клетки); у животных – нексусы (участки контакта мембран соседних клеток, содержащие белковые гидрофильные каналы). Через них клетки могут обмениваться веществами, в том числе сигнальными (например, нексусы между кардиомиоцитами обеспечивают распространение возбуждения по миокарду).2) Через тканевую жидкость Тканевые гормоны – это вещества (в основном пептиды), которые распространяются путем диффузии в тканевой жидкости и оказывают влияние только на соседние клетки, поскольку разрушаются в течение нескольких секунд. Например, гистамин – образуется в лейкоцитах, расширяет капилляры и повышает их проницаемость (организует воспаление).3) Через кровь (гормональная)Гормоны – это биологически активные [т.е. действующие в микроскопических концентрациях] вещества, выделяемые в кровь железами внутренней секреции. Например, при стрессе надпочечники выделяют гормон адреналин, который усиливает работу нервной и сердечнососудистой систем.4) Нервная Передача сигнала по отросткам нервных клеток происходит электрохимическим путем (очень быстро). Передача сигнала с нейрона на следующую клетку происходит с помощью сигнального вещества медиатора в специальном клеточном контакте – синапсе. В основе работы нервной системы лежат рефлексы, например, отдергивание руки от горячего чайника. Экстраклеточный матрикс Внеклеточный матрикс (англ.  extracellular matrix, ECM) — внеклеточные структуры ткани (интерстициальный матрикс и базальные мембраны) Экстраклеточный матриксФункции:1) разделяет группы клеток, препятствуя контакту между ними;2) служит средой для миграции клеток;3) может индуцировать дифференцировку клеток. Клеточные контакты: общая схема Межклеточные контакты – это …… специализированные клеточные структуры, скрепляющие клетки при формировании тканей, создающие барьеры проницаемости и служащие для межклеточной коммуникации. Функциональные типы МКК: Замыкающие (плотные) контакты:формируют в слое клеток барьер проницаемости, разделяющий различные по химическому составу среды (например, внешнюю и внутреннюю среды) и препятствующий проникновению веществ через межклеточные пространства.zonula occludens =  поясок замыкания Примеры замыкающих контактов:морула и трофобласт (эмриогенез),альвеолоциты лёгких, эндотелий сосудов,эпителий кишечника и почек Замыкающие (плотные) контакты Функции плотных контактов:Механически соединяют клетки эпителия между собой → эпителиальный пласт.Обеспечивают барьер проницаемости парацеллюлярного (межклеточного) пути транспорта большинства веществ через эпителий, т.е. вещества избирательно транспортируются только через мембраны и цитоплазму клеток. Сохраняется функциональная полярность клеток эпителия. На апикальной (смотрящей в просвет органа или на поверхность тела) поверхности локализованы одни белки, а на базолатеральной (нижне-боковой) — другие белки. Плотные контакты:Для поддержания целостности плотных контактов необходимы двухвалентные катионы Mg2+ и Ca2+. Контакты могут динамично перестраиваться (вследствие изменений экспрессии и степени полимеризации окклудина) и временно размыкаться (например, для миграции лейкоцитов через межклеточные пространства).  Адгезивные (прикрепительные) контакты0,1 мм Механически скрепляют клетки между собой, с межклеточным матриксом или базальной пластинкой. Образуются между клетками тех тканей, которые могут подвергаться трению, растяжению и другим механическим воздействиям (например, эпителиальные клетки, клетки сердечной мышцы). Десмосома – самый распространённый и сложноорганизованный МКК:Со стороны цитоплазмы к десмосомам прикрепляются промежуточные филаменты (кератиновые или десминовые) которые формируют в цитоплазме сеть, обладающую большой прочностью на разрыв. Через десмосомы промежуточные филаменты соседних клеток объединяются в непрерывную сеть, охватывающую всю ткань.1 Ультраструктура десмосомы:Десмосома в примембранном пространстве представлена пластинкой прикрепления, состоящей из 12 типов адапторных белков (десмоплакин), которые соединены с промежуточными филаментами. Белки клеточной адгезии, формирующие десмосомы - кадгерины, являются трансмембранными Са2+ -связывающими белками; обеспечивают гомофильное соединение клеток,  когда между собой соединяются две одинаковые по строению молекулы белка.23Десмосома = пятно слипания (macula adherens) Разновидности десмосом:Существуют 3 типа десмосом - точечные, опоясывающие и полудесмосомы (гемидесмосомы). Точечная десмосома представляет собой небольшую площадку (диаметром до 0,5 мкм), соединяющую мембраны двух соседних клеток. Количество точечных десмосом на одной клетке может достигать 2.000. Полудесмосомы – контакты, образующиеся между клетками и внеклеточным матриксом.С нарушением функции десмосом связаны кожные болезни, которые объединены под названием «пузырчатка» (pemphigus). С нарушением функции десмосом связаны кожные болезни, которые объединены под названием «пузырчатка» (pemphigus).Обычно они имеют аутоиммунную природу, хотя сходные патологии могут быть и наследственными. При пузырчатке антитела атакуют белки десмосом - десмоглеины. У больных образуются пузыри, так как слои эпидермиса разрываются, часть его клеток гибнет, а в образующиеся полости поступает межклеточная жидкость.При нарушении функции гемидесмосом (полудесмосом) развивается буллёзный эпидермолиз (врожденная, буллёзная пузырчатка). При малейшем механическом воздействии эпидермис кожи отстаёт от базальной пластинки, под ним образуются пузыри с серозным или геморрагическим содержимым. Одна из причин этого заболевания — мутации гена коллагена XVII. Данный вариант заболевания наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Поясок слипания:Целиком окружает клетку и обеспечивает прилипание (адгезию) соседних клеток.Со стороны цитоплазмы формируется электронно-плотными пластинками, состоящими из актиновых филаментов, «пришитых» к плазмолемме вспомогательными адапторными белками (α-актинин, винкулин, катенин).В межмембранном пространстве МКК обусловлен взаимодействием трансмембранных белков – кадгеринов.123Zonula adherens = поясок слипания Фокальные контакты клетокРецепторные белки матрикса связывают волокна матрикса с рецепторами мембраны, которые в свою очередь через линкерные (адаптерные) белки соединяются с актиновыми филаментами цитоскелета, которые могут натягивать контакт. Сигнальная функция ФКВ фокальных контактах содержатся также специальные регуляторные белки (киназы - К), которые могут менять состояние и прочность контакта. Красным пунктиром обозначены гипотетические пути проведения сигналов от фокальных контактов в клетку. Через ряд промежуточных белков (красные круги) такие пути могут активировать размножение клеток и вызывать образование новых псевдоподий на поверхности клетки.Индукция размноженияИндукция псевдоподийактин Функции прикрепительных контактов:Механически скрепляют клетки между собой, с межклеточным матриксом или базальной пластинкой.Стабилизируют цитоскелет, размеры и форму клеток; поддерживают структурную целостность ткани.Обеспечивают двигательные реакции клеток (амебоидное движение).Участвуют в клеточном сигналлинге.Цитоскелет кератиноцита. Типы адгезивных (прикрепительных) контактов: Адгезивные контакты образуются между (1) соседними клетками (десмосомы, пояски слипания) или между (2) клетками и межклеточным веществом (полудесмосомы, фокальные контакты). Типы адгезивных (прикрепительных) контактов: Трансмембранные белки:Белки цитоскелета: промежуточные филаменты актиновые микрофиламенты Коммуникационные контакты: Щелевые контакты (нексусы):Нексусы – это способ соединения клеток в организме с помощью белковых каналов (коннексонов). Через щелевые контакты могут непосредственно передаваться от клетки к клетке малые молекулы (с молекулярной массой примерно до 1.000 Д).Щелевые контакты (нексусы) обеспечивают ионное и метаболическое сопряжение (взаимодействие) клеток. Щелевые контакты (нексусы):Отдельные коннексоны (по несколько десятков и сотен) сосредоточены на ограниченных по площади участках мембран —бляшках (англ. plaque) диаметром 0,5-1 мкм. В области нексуса мембраны соседних клеток сближены, расстояние между ними составляет 2-4 нм.Структурную основу щелевого соединения (нексуса) составляют  коннексоны - каналы, образуемые шестью белками-коннексинами. Функции щелевых контактов:В нервной системе щелевые контакты - один из способов передачи возбуждения между нейронами (электрический синапс).В сердце щелевые контакты соединяют кардиомиоциты для обеспечения синхронности сокращения всех клеток одного отдела.Электрическое сопряжение клеток Электрический синапс … Функции щелевых контактов:Значительную роль в функционировании организма играют так называемые полунексусы - "половинки" щелевых контактов, открытые в межклеточное пространство. Например, они участвуют в создании кальциевой волны в эндотелии, выпуская АТФ из клетки, что способствует поддержанию кровяного давления в сосуде. Рецепторы АТФ – это натриевые и кальциевые каналы.Регулируемое АТФ повышение [Са2+] в клетке вызывает как краткосрочные (мышечное сокращение), так и долгосрочные эффекты (изменение генной экспрессии и, например, клеточную пролиферацию).Пуринэргическая система регуляции функций Контактное торможение- процесс остановки деления (или движения) нормальных однотипных клеток в культурах по направлению друг к другу, вследствие возникновения физического контакта между ними. О П У Х О Л И* Типовая форма нарушения тканевого роста.* Возникает под действием канцерогенов. * Проявляется избыточным, несоответствующим потребностям организма разрастанием ткани, * характеризующаяся: - полной или частичной утратой созревания (дифференцировки);-безудержным размножение клеток;изменениями обмена, функции и структуры клеток и ткани;передача данных свойств потомкам клеток.

Характерные признаки опухолевой клеткиНечувствительность к рост-супрессирующим сигналамОтсутствие репликативного старения (“иммортализация”)Самодостаточность в пролиферативных сигналахГенетическая нестабильностьБлокирование клеточной дифференцировкиИзменение морфологии локомоции; инвазия и метастазированиеСтимуляция неоангиогенезаОслабление индукции апоптоза ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИКлеточная дифференцировка – появление в каллусной тканиспециализированных клеток, имеющих специфическоеморфологическое строение и несущих особые функции(например, эпибласты).Гистологическая дифференцировка каллусных клеток(гистогенез) – образование в каллусе различных тканей (млечников,волокон; элементов сосудистой системы -–трахеи и трахеидыксилемы, ситовидные трубки и клетки-спутницы флоэмы).Органогенез – дифференциация каллусных клеток в целыеорганы; превращение их в апексы стеблей или корней,флоральные элементы.Соматический эмбриогенез – образование в каллусной ткани илисуспензионной культуре эмбриоидов, т.е. зачатков интактногорастения, способных развиваться во взрослое растение Дифференциация адвентивных почек в каллусной ткани Через каллусную культуру успешно размножаются сахарная свекла, злаковые капустные, подсолнечник и другие культуры. Растение-регенерант твердой пшеницыКаллус на питательной средеКаллус - особая ткань, состоящая из недиф-ференцированных клетокr
ФитогормоныСинтезируются в активно делящихся клетках меристемы растения (верхушка побега, кончик корня, молодые листья, семена), транспортируются в другие органы и ткани. Активная концентрация – 10-5-10-11 моль/литр.Участвуют в регуляции белкового синтеза, в активировании ферментов, в транспорте веществ через биологические мембраны.К растительным гормонам относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота и этилен. Общие для всех растений.Зеленение листьевРост стебляОпадение листьев, созревание плодовРост и развитие корнейцитокининыабсцизовая кислотагиббереллиныабсцизовая кислотаауксиныабсцизовая кислотаэтиленауксины









АуксиныСтимулируют клеточное деление (митоз), корнеобразование, дыхание и синтез белка в растениях.Как правило, являются производными индолилуксусной кислоты. Ауксины несколько различаются по строению в зависимости от растения, их продуцирующего.Применяются в растениеводстве при пересадке деревьев, размножении посадочного материала путем черенкования и т.п.Предшественником аук-синов является трипто-фан. ФУК слабее аукси-нов, но её содержание в тканях гораздо выше.


ЦитокининыЦитокинины – вещества, стимулирующие клеточное деление (цитокинез), обычно являются N6-производными аденина. Принимают участие в процессах роста и дифференциации клеток, усиливают био-синтез ДНК, РНК и белка, влияют на функционирование биологических мембран.Цитокинины часто присут-ствуют в растениях в виде гликозидов – рибозидов и риботидов, которые менее активны своих агликонов.Применяют для ускорения прорастания семян, стимуляции роста почек и плодов, задержки процессов увядания.



Корончатые галлы

Приложенные файлы

  • pptx 26387504
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий