Sıkı bağlantı

Sıkı kavşaklar protein ağlarıdır. Bağırsak, mesane ve beynin endotel dokusunu sararlar ve stabilize fonksiyonlara ek olarak bariyer fonksiyonlarını da üstlenirler. Bu bariyer işlevlerindeki rahatsızlıklar vücudun farklı ortamları üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.

Sıkı kavşak nedir?

Her hücre zarı farklı proteinler içerir. Ayrı ayrı zar proteinleri, az ya da çok yoğun bir ağ oluşturur. Bu bağlamda, Latince "Zonula occludens" ve İngilizce "Tight Junction" olarak "sıkı bir bağlantı", örneğin omurgalıların epitel hücrelerini kuşatan ve komşu hücre bağlarıyla yakından bağlantılı bir tür protein içeren terminal şerittir.

Sıkı bağlantılar, hücreler arasındaki boşlukları kapatır. Difüzyonun önündeki bir engele karşılık gelirler. Difüzyon, tek tek molekülleri hücrelere emen canlıların vücudundaki bir madde taşıma yoludur. Bir difüzyon bariyeri formundaki sıkı bağlantılar, moleküllerin epitel içine akışını kontrol eder. Ayrıca, membran bileşenlerinin apikal bölgeden lateral alana ve tersi yönde difüzyonunu önlerler. İkinci işlev aracılığıyla, epitel hücrelerinin kutupluluğunu korurlar.

Sıkı bağlantılar böbrek, mesane ve bağırsak epitelini kuşatır. Ek olarak, kan-beyin bariyerinin işlevsel bir bileşenidirler ve kandaki maddelerin beyin dokusuna yayılmamasını sağlarlar. Membran proteinlerinden oluşan son çıkıntılar çeşitli proteinler içerebilir. Muhtemelen hepsi henüz bilinmiyor.

Anatomi ve yapı

Sıkı bağlantılar içindeki en önemli zar proteinleri kladinler ve okludindir. Claudins, 20'den fazla farklı omurgalıda belgelenmiştir. Tüm integral membran proteinleri, ağ benzeri bir düzenlemeye sahiptir ve birkaç hücrenin membranlarını kafa kafaya temas halinde bağlar. Sulu gözenekler anatomiyi oluşturur.

İçerdiği zar proteinlerinin bileşimi epitelden epitele farklılık gösterir ve sıkı bağlantıların fonksiyonel gereksinimlerine bağlıdır. Örneğin, renal epiteldeki klaudin 16, böbrekler tarafından Mg2 + iyonlarının kana alınmasında rol oynar. Sıkı bağlantılar, göreve ve epitele bağlı olarak farklı gerginlikte ağlar oluşturur. Membran proteinleri bağırsakta gevşek bir şekilde oturur. Kan-beyin bariyeri nispeten sıkı bir bariyer oluşturur.

Ağın sıkılığı, geçirgenlikle ilişkilidir. Protein ağı dar ipliklerden oluşur. Özellikle tek tek proteinlerin hücre dışı alanları birleşerek bir hücre bağlantısı oluşturur. Hücre içi alanlar, hücrelerin hücre iskeletine bağlanır. Sıkı bağlantılar bir epitelin hücre çevresini bir kemer gibi çevreler ve böylece epitel hücre yapısına karşı yuva yapar.

İşlev ve görevler

Sıkı bağlantılar öncelikle bir difüzyon bariyeridir. Bu işlev, molekülleri tamamen hücre içi boşluktan tutabilir veya belirli bir boyuttaki moleküller için seçici bir geçirgenlik (yarı geçirgenlik) ile ilişkilendirilebilir. Bir difüzyon bariyeri işlevi sayesinde sıkı bağlantılar ağı, transitoz için ön koşuldur. Epitel boşluktan moleküllerin veya iyonların paraselüler difüzyonu, sıkı bağlantılarla engellenir.Aynı zamanda, uç şeritler vücut sıvılarının dışarı akmasını engeller.

Sıkı bağlantıların zar proteinleri ayrıca organizmayı mikroorganizmaları istila etmekten korur ve böylece yaşayan davetsiz misafirlere de bir bariyer oluşturur. Bariyer işlevine ek olarak, sıkı bağlantılarda çit işlevi de vardır. Protein ağı, tek tek zar bileşenlerinin hareketini engeller ve böylece epitelin hücre polaritesini korur. Epitel ağlar tarafından apikal ve bazal bölgelere ayrılır. Epitelin apikal hücre zarı, bazolateral hücre zarından farklı bir biyokimyaya sahiptir. Sıkı bağlantılar, bu biyokimyasal ortam farklılıklarının korunmasına yardımcı olur ve böylece maddelerin yönlendirilmiş bir şekilde taşınmasını sağlar.

Bu işlevlere mekanik işlevler eklenir. Örneğin, sıkı bağlantılar aynı zamanda epitel hücre topluluklarını stabilize etmeye de hizmet eder. Hücre iskeletinin hücrelerini birbirine bağlar ve epitelin doku statiğini sağlarlar. Epitel hücreleri arasındaki geçirgenlik geçici değişikliklere tabidir. Epitel böylece artan hücre içi nakil gereksinimlerine tepki verebilir. Bu amaçla, "sıkı bağlantıların" kladinleri ve okludinleri, aktin hücre iskeletine bağlanan hücre içi zar proteinleri ile birleşir.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar

Sıkı bağlantılar, mutasyonlar nedeniyle yapı değişikliklerine maruz kalabilir ve bu nedenle işlevlerini kaybedebilir. Böbrek epitelindeki protein ağlarının claudin 16'sı, protein kodlayan gendeki mutasyonlardan sonra gerekli formda bulunmaz. Bu tür mutasyonlar, Mg2 + kaybına neden olabilir.

Bariyer işlevinin yitirilmesi nedeniyle böbreklerden çok az Mg2 + iyonu emilir ve çok fazlası idrarla atılır. Hastalıklar ayrıca "zonula tıkanıklıklarını" da etkileyebilir. Bu özellikle beyin için geçerlidir. Kan-beyin bariyeri, beynin ortamını koruyan kan ve beyin arasındaki doğal bir difüzyon bariyeridir. Kan-beyin bariyerinin bozuklukları, örneğin multipl skleroz bağlamında ortaya çıkar. Ancak diabetes mellitus gibi hastalıklar da kan-beyin bariyerini bozabilir. Bariyerin koruyucu etkisi çeşitli beyin yaralanmaları ve dejeneratif hastalıklarla da kaybolur.

Multipl sklerozda sıkı bağlantılara zararlı etkisi olan beynin tekrarlayan iltihaplanmasıdır. Vücudun kendi bağışıklık savunmasının hücreleri, otoimmün hastalığın bir parçası olarak kan-beyin bariyerini aşar. İskemik inmede, kan-beyin bariyerindeki sıkı bağlantıların bileşenleri bile parçalanır. Bu tür felç, beyinde kan boşluğu ile ilişkilidir ve bu daha sonra kanla yeniden doldurulur. Kan-beyin bariyerinin endoteli iki aşamada değişir.

Oksidanlar, proteolitik enzimler ve sitokinler patolojik süreçte salındığından, kan-beyin bariyerinin geçirgenliği değişir. Beyinde ödem gelişir. Aktive edilmiş lökositler daha sonra, sıkı bağlantılarda bazal laminanın ve protein komplekslerinin parçalanmasına yol açan sözde matris metaloproteazları salgılar.