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细胞生物学细胞连接和细胞外基质


连接子通道的开关可受到调节
当细胞受到损伤时,质膜渗漏,细胞中的代谢物流出, 细胞外高浓度的Ca2+和Na+进入细胞内,[Ca2+]变化对间隙连 接的通透性有调节作用:立即引起间隙连接的通道关闭,避 免影响相邻的正常细胞,造成营养物质流失。
有学者认为, 通道关闭是由 于连接子的每 个亚单位发生 小的扭转而造 成的。
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紧密连接的功能
1.封闭相邻细胞间的接缝,防止一些大分子在细胞间自由穿行。
从功能上看, 紧密连接除了连接细胞之外,还有两个作用:防止物质双向渗漏,并限制了膜蛋白在脂分子层的流动,维持细胞的极性,有利于物质的跨细胞转运(图4-46)。
2.防止膜蛋白的自由扩散,使膜蛋白限定在质膜的一定区域. 细胞生物学细胞连接和细胞外基质
紧密连接的存在部位和结构特点
主要存在于脊椎动物上皮细胞间和表皮细胞间:消化道 上皮,膀胱上皮,脑毛细血管内皮和睾丸支持细胞间都存 在着紧密连接.
(a)上皮细胞切片观察到的紧密连接;
(b)扫描电子显微镜观察的上皮顶部细胞 周围的环状紧密连接
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◆从结构上看, 通过连接蛋白形成焊接线(嵴线),封闭相邻细 胞间的空隙。
间隙连接的功能:
1.连接作用。 2.能在细胞间形成电偶联(electrical coupling)。电偶联在神 经冲动信息传递过程中起重要作用。 3. 代谢偶联(matebolic coupling)。代谢偶联可使小分子代 谢物和信号分子通过间隙连接形成的水性通道, 从一个细胞到 另一个细胞。如cAMP和Ca2+等可通过间隙连接从一个细胞 进入到相邻细胞, 因此,只要有部分细胞接受信号分子的作用, 可使整个细胞群发生反应。
粘着带(adherens belt)
●位于上皮细胞紧密连接的下方;
●靠钙粘着蛋白同肌动蛋白相互作用;粘着带处相邻细胞中 的肌动蛋白丝束通过钙粘蛋白和附着蛋白编织成了一个穿细
胞网,把相邻细胞联合在一起。

(四)粘着斑
细胞与细胞外基质间亦存在粘合连接,连接处的质膜 呈盘状,称为粘着斑(adhesion plaques)。使细胞中的肌 动蛋白丝束和基质连接起来。
广泛存在于各种上皮细胞中, 特别是在受机械张力较 大的组织中尤为丰富, 如心肌、膀胱、子宫、子宫颈和皮 肤表皮等处。
(一)桥粒(desmosomes)
细胞间形成纽扣状结构,将相 邻细胞铆接在一起
胞质面由附着蛋 白形成盘状致密斑
桥粒与胞质内的中间纤维连接 形成贯穿与整个组织的整体网络。
30纳米
存在于:承受强拉力的组织中,如皮肤、口腔、食道等处 的复层鳞状上皮细胞之间和心肌中。
所有动物的大多数组织都存在间隙连接。
基本单位称连接子(connexon),每个连接子由4个或6个相同 或相似的连接蛋白(connexon)亚基环绕中央形成孔径为1.5~ 2nm的水性通道;相邻两细胞分别用各自的连接子相互对接形 成细胞间的通道,
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含有数百个连接子的一个间隙连接
2-4nm 间隙
质膜
1.5nm通道
相邻细胞的两个连
由6个亚单位
接子形成一个开放
构成的连接
通道

连接子结构模式图
左,连接子电镜照片;右,间隙连接模型
连接子的中央有 亲水通道,允许无 机离子和分子量小 于1kDa的小分子(如 糖、氨基酸、核苷 酸和维生素)自由穿 过通道。但一些大 分子(如蛋白质、 核酸和多糖)则不 能通过。
在斑处靠一种穿膜 连接蛋白——整联 蛋白(integrin)把 肌动蛋白丝束和基 质连接起来。
整联蛋白 基质
细胞骨架在细胞连接中的作用
骨架成份通过粘着带和粘着斑将相邻细胞的质膜或质膜与细胞外基质 蛋白联系在一起,不仅增强了组织的机械强度,更重要的是形成了组 织网络和组织整体。
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二、锚定连接(anchoring junctions)
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形 成一个坚挺、有序的细胞群体。
类型
中间纤维有关的:桥粒(desmosome) 半桥粒(hemidesmosome)
肌动蛋白有关的:粘着带(adhesion belt) 粘着斑(focal adhesion)
◆ 粘着带 (adhesion belts)
粘着带连接位于上皮细胞紧密连接的下方, 靠钙粘 着蛋白同肌动蛋白相互作用, 将两个细胞连接起来, 相邻细胞质膜的间隙为20~25nm, 介于紧密连接和 桥粒之间,又称中间连接(intermediate junctions) 带状桥粒(belt desmosome)。
三、通讯连接 (communicacating junctions)
◆一种特殊的细胞连接, 位于特化的具有细胞间通 讯作用的细胞. ◆具机械的细胞连接作用 ◆在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递信 号 ◆通讯连接的方式:
● 间隙连接 ● 胞间连丝 ● 化学突触
(一)间隙连接 (gap junction)
桥粒的电镜图象
盘状致密斑上所连中间丝的性质因细胞类型而异:
大多数上皮细胞中:角蛋白丝 心肌细胞中:结蛋白丝 大脑表皮细胞中:波形蛋白丝
桥粒的结构不如紧密连接牢固, 用胰蛋白酶、胶 原酶、透明质酸酶及金属离子螯合剂(EDTA)均可破 坏桥粒结构。
半桥粒连接 Hemidesmosomes
将细胞同细胞外基质相连. 主要位于上皮细胞的底面,作用是把上皮细胞与其下方的 基膜连接在一起.
间隙连接是动物细胞中通过连接子(connexons)进行的细 胞间连接。所谓“间隙”,有两层含义,其一是在间隙连接处, 相 邻细胞质膜间有2~3nm的间隙;其二是在间隙连接的连接点处, 双脂层并不直接相连, 而是由两个连接子对接形成通道,允许 小分子的物质直接通过这种间隙通道从一个细胞流向另一个细 胞。
第十三章 细胞连接与细胞外基质
Hale Waihona Puke 细胞连接(cell junction)
概念:多细胞生物的组织中,细胞与细胞间和细胞与细胞外 基质间往往形成一些结构关系,这些结构称为细胞连接(cell junctions)。
一、封闭连接 (occluding junctions)
紧密连接
紧密连接(tight junction)是封闭连 接的主要形式.将相邻细胞的质膜密切的 连接在一起。不仅连接相邻的细胞, 而且 封闭细胞间隙, 使大多数分子难以在细胞 间通透。
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