Zell-Zell-Wechselwirkungen oder Zellwechselwirkungen können unter den folgenden Abschnitten untersucht werden
Zell-zu-Zell-Interaktionen oder Zell-Interaktionen können unter folgenden Gesichtspunkten untersucht werden:
I. Differenzierung der Zellmembran:
Die Differenzierungen der Zellmembran entsprechen Bereichen, die speziell an verschiedene Funktionen angepasst sind, wie Absorption, Flüssigkeitstransport, elektrische Kopplung, mechanische Befestigung oder Wechselwirkungen mit benachbarten Zellen. Eine idealisierte Säulenzelle zeigt die verschiedenen Arten von Zellmembran-Differenzierungen.
Mikrovilli befinden sich an der apikalen Oberfläche des Darmepithels und bilden den Bürstenrand der Nierentubuli. Die äußere Oberfläche der Mikrovilli ist mit einer Schicht aus filamentösem Material bedeckt, das aus Glycoprotein-Makromolekülen besteht. Microvilli erhöhen die effektive Absorptionsfläche.
Interzelluläre Befestigung umfasst enge Verbindungen, Gürteldesmosomen und punktförmige Desmosomen. Enge Verbindungen (Zonula occludens) sind speziell differenzierte Bereiche, die den interzellulären Raum abdichten und so den Durchtritt von Flüssigkeit in das und aus dem Lumen verhindern. Diese Verbindungen halten somit die interzelluläre Umgebung aufrecht. Sie bilden ein Netz von Dichtungssträngen unterhalb der apikalen Bereiche der Zellen.
Die mechanische Adhäsion zwischen den Zellen wird hauptsächlich von den Desmosomen gehalten, von denen es zwei Arten gibt, Gürtel- und Fleckdesmosomen. Gürtel-Desmosomen (auch Zonula genannt) adressieren Abschlußleisten
oder Zwischenverbindungen) werden im Allgemeinen an der Grenzfläche zwischen säulenförmigen Zellen direkt unter dem Bereich der Tight-Verbindungen gefunden.
Sie haben ein System aus Aktin- und Zwischenfilamenten, die eine kontraktile bzw. strukturelle Rolle spielen. Fleckendesmosomen (Makula Adhärens) sind lokalisierte kreisförmige Bereiche der mechanischen Befestigung, die zwei dichte Plaques mit Keratintonamenten aufweisen. Die Anzahl der Spot-Desmosomen hängt mit dem Grad der mechanischen Belastung zusammen, die das Gewebe tragen muss.
Entlang der Grundfläche einiger Epithelzellen können Hemidesmosomen beobachtet werden, die in feiner Struktur den Desmosomen ähneln. Sie stellen jedoch nur die Hälfte dar und die Außenseiten werden häufig durch Kollagenfibrillen ersetzt.
II. Interzelluläre Kommunikation und Gap Junctions:
Zelluläre Wechselwirkungen sind in vielzelligen Organismen für die Koordination von Aktivitäten und die Ausbreitung von Signalen für das Wachstum und die Differenzierung von Zellen unerlässlich.
Die sogenannten Gap Junctions (Nexus) sind für die interzelluläre Kommunikation wesentlich und repräsentieren die Bereiche, in denen Verbindungskanäle vorhanden sind, durch die Ionen und Moleküle von einer Zelle zur anderen gelangen können. Zellen mit Gap Junctions sind elektrisch gekoppelt. dh es fließt ein freier Strom von Ionen.
Am Spaltübergang sind die Membranen durch einen Abstand von nur 2-4 nm voneinander getrennt, und es gibt eine hexagonale Anordnung von 8-9 nm-Partikeln. In der Mitte jedes Partikels befindet sich ein Kanal mit einem Durchmesser von 1, 5-2nm.
Die makromolekulare Einheit der Gap Junction wird als Connexon bezeichnet, das als Annulus von sechs den Kanal umgebenden Untereinheiten erscheint. Es wird angenommen, dass der Kanal durch das Gleiten der Untereinheiten geöffnet und geschlossen wird.
Spaltübergänge sorgen für eine direkte interzelluläre Kommunikation, indem sie den Durchgang von Molekülen bis zu einem Grenzgewicht von 1300-1900 Dalton (in den Speicheldrüsen von Chironomus) ermöglichen. Die Permeabilität wird durch die Ca ++ - Konzentration reguliert. Wenn der intrazelluläre Ca ++ - Spiegel ansteigt, wird die Permeabilität verringert oder aufgehoben. Durch den Gap Junction können Metaboliten von einer Zelle zur anderen gelangen.
Der Junction-Kommunikation können mehrere Funktionen zugeordnet werden. Im Herzmuskel und in elektrischen Synapsen zwischen bestimmten Neuronen beziehen sich die Verbindungen auf die Kommunikation elektrischer Signale zwischen diesen Zellen. Gap Junctions werden auch beim Transfer von Substanzen verwendet, die das Wachstum und die Differenzierung in Zellen steuern.
III. Zellmantel und Zellerkennung:
Die meisten Zellmembranen haben eine aus Glykoproteinen oder Polysacchariden bestehende Beschichtung, manchmal auch Glykokalyx genannt. Der Zellmantel ist negativ geladen und kann Na + - und Ca ++ - Ionen binden. Der Zellmantel ist eine Art Sekretionsprodukt, das einen aktiven Umsatz durchmacht.
Extrazelluläre Materialien liegen außerhalb der eigentlichen Zellschicht und der Fuzzy-Schicht bestimmter Zellen. In diesen extrazellulären Materialien sind Kollagene und Glykosaminoglykane (dh Mucopolysaccharide) die Hauptkomponenten. Dies sind Polysaccharide wie Hyaluronsäure und Chondroitinsulfat, in denen sich eine sich wiederholende Disaccharideinheit befindet. Häufig sind sie mit Proteinen verbunden, die Proteoglykane bilden.
Viele Funktionen werden der Zellschicht zugeschrieben. Es kann mechanisch wirken, die Membran schützen und an den Diffusions- und Filtrationsprozessen teilnehmen. Der Zellmantel ist eine Art Mikroumgebung für die Decke. Es enthält Enzyme, die an der Verdauung von Kohlenhydraten und Proteinen beteiligt sind. Die molekulare Erkennung zwischen Zellen kann von einem molekularen Code abhängen, der aus den einzelnen Monosacchariden wie Hexosamin, Galactose, Mannose, Fructose und Sialinsäure besteht.
Die klassischen ABO-Blutgruppen basieren auf spezifischen Antigenen der Erythrozytenhülle, die durch ihre terminalen Kohlenhydrate spezifiziert werden. Auf der Zellhülle befinden sich mehrere andere Antigene. Die molekulare Erkennung erreicht die maximale Expression im Nervengewebe.
Zelladhäsion und Zelldissoziation und -assoziation hängen von der Schicht ab. Zellen sind in der Lage, ähnliche Zellen in einem Gewebe zu erkennen, was durch Wilsons Experimente mit Schwämmen verschiedener Spezies und Farben gezeigt wird, in denen nach der Dissoziation ein Aussortierungsprozess stattfindet. An diesem Prozess sind ein Proteoglycan, der Assoziationsfaktor und Ca ++ - Ionen beteiligt.
Bei allen Zellerkennungsphänomenen ist das Vorhandensein bestimmter Kohlenhydrate der Membran von wesentlicher Bedeutung. Proteine mit niedrigem Molekulargewicht, die als pflanzliche Lektine dienen, wurden aus embryonalen und adulten tierischen Geweben isoliert. Diese tierischen Lektine erkennen Saccharide auf der Zelloberfläche und verursachen eine β-Galactosid-Hämoagglutination.
Zellen können auch durch diffusible Substanzen, die im Abstand wirken, oder durch kurzreichweitige Aktionen bei Zellkontakten miteinander interagieren. Langfristige Wechselwirkungen werden im Fall des zelligen Schleimpilzes Dictyostelium discoideum besser verstanden. Wenn die Nahrung reichlich ist, lebt dieser Schimmel als einzellige Amöben, die voneinander unabhängig sind und sich durch Mitose vermehren.
Wenn Nahrung knapp wird, beginnen einige Amöben, eine diffusionsfähige Substanz zu sezernieren, die mehr Amöben anzieht, um eine Schnecke oder ein Pseudo-Plasmodium zu bilden. Es enthält Millionen von Zellen und kann über weite Strecken wandern (in Richtung Licht, wo die Sporen eine bessere Chance haben, sich zu zerstreuen). Eventuell differenziert sich die Schnecke, wodurch ein Stiel entsteht, auf dem sich Sporen entwickeln. Durch Sporulation sichert Dictyostelium das Überleben in Zeiten geringer Nahrungszufuhr. Dieser gesamte Prozess wird durch einen als CAMP identifizierten Lockstoff ausgelöst.
