Zell-Zell Kontakte

Die Zellen sind durch eine Zellmembran vom extrazellulären Raum getrennt. Ebenfalls sind die Zellorganellen vom Cytoplasma durch eine Membran abgegrenzt. Diese besteht meistens aus einer Lipiddoppelschicht. Mitochondrien und der Zellkern sind von zwei Lipiddoppelschichten begrenzt. Es können ebenfalls Proteine in die Lipiddoppelschicht eingelagert sein, diese umfassen integrale und periphere Proteine. Auf der Außenseite befindet sich die Glykokalyx. Sie ist eine Schicht aus Kohlenhydraten.

 Merke

Die Zellmembran ist wie ein Türsteher, der entscheidet, wer rein und raus darf.

Phospholipide

Phospholipide sind ein Hauptbestandteil der Lipiddoppelschicht. Sie haben einen hydrophoben und hydrophilen Anteil, weshalb Sie eine amphiphile Eigenschaft ausweisen.

Cholesterin

Cholesterin trägt zur Membranfluidität in beide Richtungen bei. Bei Membranen mit überwiegend gesättigten Fettsäuren erhöht es die Fluidität, bei Membranen mit überwiegend ungesättigten Fettsäuren dient es als Lückenfüller und senkt die Fluidität.

Lipid Rafts

Cholesterin ist ebenfalls beteiligt bei der Bildung von sogenannten Lipid Rafts. Lipid Rafts sind spezielle Bereiche in der Zellmembran, die einen hohen Anteil an Sphingomyelinen, Glycosphingolipiden und Cholesterin aufweisen. Caveolae sind Einbuchtungen in der Zellmembran und stellen eine Spezialform der Lipid Rafts dar. Sie haben eine typische Zusammensetzung aus Proteinen und Lipiden. Lipid Rafts erfüllen verschiedene Aufgaben, unter anderem sind sie beteiligt an der Sortierung von Proteinen für die Zellmembran im Golgi-Apparat. Auch für die Endozytose und Signaltransduktion spielen sie eine wichtige Rolle.

Zellkontakte sind Verbindungen, die zwischen den Zellen auftreten und diese funktionell oder mechanisch koppeln. Besonders ausgeprägt sind diese im Epithelgewebe, wo viele Zellen auf dichten Raum angeordnet sind.

Zellkontaktgruppen

Die Zell-Zell Kontakte sind die Stellen, an denen sich die Zellmembranen von zwei oder mehr Zellen berühren oder miteinander verschmelzen. Es gibt verschiedene Arten von Zell-Zell-Kontakten, die unterschiedliche Funktionen erfüllen.

 Info

Desmosomen sind wie kleine Drähte, die Zellen zusammenhalten und eine stabile Verbindung zwischen ihnen bilden.

Tight Junctions sind wie eine undurchlässige Barriere zwischen Zellen, die verhindern, dass Stoffe zwischen ihnen durchsickern.

Gap Junctions sind wie kleine Kanäle, die Zellen miteinander verbinden und den Austausch von Ionen und Molekülen erlauben.

Desmosomen (Macula adhaerens)

Desmosomen sind runde Haftstellen und stabilisieren mechanisch die Zellen im Zellverband. Ein Plaque liegt auf der Innenseite der Membran, in das Intermediärfilamente einstrahlen, die ebenfalls mit den Cadherinen in Kontakt stehen. Ein Plaque besteht aus Anheftungs- und Adapterproteinen. Hemidesmosomen verbinden Zellen mit der Basalmembran. Hemidesmosomen bestehen aus zwei Integrinen, dem a6ß4-Integrin. Über Ankerproteine sind diese mit der zytoplasmatischen Seite verbunden.

Adhärenskontakte

Adhärenskontakte sind Verbindungen zwischen benachbarten Zellen, die durch Aktinfilamente und Cadherine gebildet werden. Adapterproteine wie Aktinin, Catenin und wahrscheinlich Vinculin (noch nicht vollständig erforscht) bilden Plaqueproteine, an die die Adhäsionsmoleküle binden und so mit den Aktinfilamenten verbunden werden.

Es gibt drei Formen von Adhärenskontakten:

• Zonula adhaerens: verlaufen wie ein Gürtel um die Zellmembran herum, Cadherine sind ein wichtiger Bestandteil, befinden sich insbesondere in Epithelien (Lichtmikroskopisch als sogenanntes Schlussleistennetz zu erkennen)
• Punctum adhaerens: punktförmige Befestigung, an vielen Zelltypen vorhanden
• Fascia adhaerens: zwischen Herzmuskelzellen, platten-/streifenförmige Kontaktzone

Tight Junction (Zonula occludens)

Die Zonula occludens ist eine gürtelförmige Struktur aus Adhäsionsmolekülen wie JAMs, Claudinen und Occludinen, die mit dem Aktin des Zytoskeletts verbunden sind.

Sie bildet eine Diffusionsbarriere, indem sie den Interzellulärspalt zwischen benachbarten Zellen versiegelt. Die Zonula occludens wird als Tight Junction bezeichnet und ist in Epithelien wie im Darmepithel zu finden. Sie verhindert die laterale Diffusion von Proteinen und sorgt für eine polare Differenzierung der Zellen. Die polare Differenzierung bedeutet, dass ein Unterschied in der elektrischen Ladungsverteilung zwischen der Innen- und Außenseite der Zellmembran besteht

Der Komplex aus Zonula occludens, Zonula adhaerens, basal gefolgt von Desmosomen, wird als Haftkomplex (= Schlussleistenkomplex) bezeichnet. Er kommt nur in Epithelien vor. Fokalkontakte stellen den

Kontakt zwischen Zellen und der extrazellulären Matrix her.

Gap Junctions (Kommunikationskontakte, Nexus)

Gap Junctions sind transzelluläre Proteinkanäle zwischen benachbarten Zellen, die einen Stoff- und Ionenaustausch ermöglichen. Sie bestehen aus Connexonen, die aus 6 transmembranösen Connexin-Proteinen bestehen. Gap Junctions spielen eine wichtige Rolle bei der Gewebedifferenzierung während der Embryonalentwicklung und können bei Zellschädigungen kontrolliert verschlossen werden.

Zusammenfassung

1. Tight Junctions: Tight Junctions sind enge, bandartige Verbindungen zwischen benachbarten Zellen, die eine Barriere bilden und den Fluss von Flüssigkeiten und Molekülen zwischen den Zellen regulieren.
2. Adherens Junctions: Adherens Junctions sind Verbindungen zwischen Zellen, die aus Cadherinproteinen bestehen und dazu beitragen, Zellen zusammenzuhalten.
3. Desmosomen: Desmosomen sind Verbindungen zwischen Zellen, die aus Desmoplakin, Plakoglobin und Desmogleinproteinen bestehen und der mechanischen Stabilisierung von Geweben dienen.
4. Gap Junctions: Gap Junctions sind Kanäle zwischen Zellen, die es den Zellen ermöglichen, kleine Moleküle und Ionen direkt miteinander auszutauschen.
5. Hemidesmosomen: Hemidesmosomen sind Verbindungen zwischen Zellen und der extrazellulären Matrix, die aus Integrinproteinen bestehen und Zellen an der extrazellulären Matrix verankern.