Zell-Zell-Kontakte

Übersicht

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.

Merke
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 (Macula adhaerens) sind punktförmige Haftstellen, die Zellen mechanisch im Gewebeverband stabilisieren. Auf der Innenseite der Zellmembran liegt ein Plaque aus Adapterproteinen (z. B. Plakoglobin, Desmoplakin), in das Intermediärfilamente (v.a. Keratin) einstrahlen. Über Cadherine (Desmoglein, Desmocollin) sind die Desmosomen mit der Nachbarzelle verbunden.

Hemidesmosomen verbinden Epithelzellen mit der Basalmembran. Zentrale Transmembranproteine sind das α6β4-Integrin und BP180 (Kollagen XVII), die über Ankerproteine (z. B. Plectin, BP230) mit den Intermediärfilamenten der Zelle verbunden sind.

Desmosom in der Elektronenmikroskopie (TEM):

Adhärenskontakte

Adhärenskontakte sind Zellverbindungen, die über Cadherine vermittelt werden und mit dem Aktin-Zytoskelett gekoppelt sind. Adapterproteine wie Catenine, α-Aktinin und Vinculin bilden intrazelluläre Plaqueproteine, die die Verbindung zwischen Cadherinen (extrazellulär) und Aktinfilamenten (intrazellulär) herstellen.

Formen:

Zonula adhaerens: gürtelförmig um die Zelle, Bestandteil des Schlussleistennetzes in Epithelien, wichtig für Zellpolarität
Punctum adhaerens: punktförmige Kontakte, in vielen Zelltypen
Fascia adhaerens: plattenförmig, in Herzmuskelzellen (Glanzstreifen), verankert kontraktile Aktinfilamente und überträgt mechanische Kräfte

Tight Junction (Zonula occludens)

Eine Tight Junction ist eine gürtelförmige Verbindung zwischen benachbarten Epithelzellen. Sie besteht insbesondere aus Adhäsionsmolekülen wie Claudinen, Occludinen und JAMs (Junctional adhesion molecule), die über Adapterproteine (z. B. ZO-1) mit dem Aktin- Zytoskelett verknüpft sind.

Tight Junctions versiegeln den Interzellulärspalt und wirken als Diffusionsbarriere für den parazellulären Transport. Gleichzeitig verhindern sie die laterale Diffusion von Membranproteinen und sichern so die Polarisierung der Zellen in eine apikale und eine basolaterale Domäne. Typische Vorkommen sind Epithelien wie das Darmepithel oder die Blut-Hirn- Schranke.

Der Schlussleistenkomplex (Haftkomplex) ist eine Kombination mehrerer aufeinanderfolgender Zellkontakte, die in Epithelien vorkommt. Er dient der Abdichtung, mechanischen Stabilisierung und funktionellen Polarisierung des Epithels.

Bestandteile (apikal → basal):

Tight Junction (Zonula occludens): Versiegelung des Interzellulärspalts, Diffusionsbarriere
Zonula adhaerens: gürtelförmige Adhäsionsverbindung, gekoppelt an Aktinfilamente
Desmosomen (Macula adhaerens): punktförmige Haftstellen, gekoppelt an Intermediärfilamente
Hemidesmosomen: Verankerung der Zellen an der Basalmembran über Integrine und Ankerproteine, verbunden mit Intermediärfilamenten
Fokalkontakte: Verbindung von Zellen zur extrazellulären Matrix und Basalmembran über Integrine und das Aktin-Zytoskelett

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 Zell-Zell-Kontakte

1. Tight Junctions (Zonula occludens):

Bandförmige Zellkontakte, die den Interzellulärspalt abdichten. Sie regulieren den parazellulären Transport und sichern die Polarität der Zellmembran (Trennung apikale vs. basolaterale Domäne).

2. Adhärenskontakte (Zonula/Fascia/Punctum adhaerens):

Cadherin-vermittelte Zellkontakte, die über Adapterproteine mit Aktinfilamenten verbunden sind. Sie stabilisieren Zellverbände und sind Bestandteil des Schlussleistennetzes in Epithelien.

3. Desmosomen (Macula adhaerens):

Punktförmige Haftstellen zwischen Zellen, vermittelt durch Cadherine (Desmogleine, Desmocollin). Über Plaqueproteine (Desmoplakin, Plakoglobin) mit Intermediärfilamenten verbunden, sorgen sie für hohe mechanische Stabilität (z. B. Epithelien, Herzmuskel).

4. Gap Junctions (Nexus):

Kanäle zwischen Zellen, gebildet aus Connexinen (Connexone). Ermöglichen den direkten Austausch von Ionen und kleinen Molekülen → elektrische und metabolische Kopplung (z. B. Herzmuskel, Nervengewebe).

5. Hemidesmosomen:

Verbindungen zwischen Zellen und der Basalmembran. Über Integrine (v. a. α6β4) und Ankerproteine (Plectin, BP230) mit Intermediärfilamenten verknüpft, sichern sie die feste Verankerung von Epithelien in der ECM.

6. Fokalkontakte:

Verbindungen zwischen Zellen und der extrazellulären Matrix, vermittelt durch Integrine, die mit dem Aktin-Zytoskelett gekoppelt sind. Wichtig für Signalübertragung, Zellmigration und dynamische Anheftung.

Zell-Zell-Kontakte

Übersicht

Zellkontaktgruppen:

Desmosomen (Macula adhaerens)

Desmosom in der Elektronenmikroskopie (TEM):

Adhärenskontakte

Tight Junction (Zonula occludens)

Gap Junctions (Kommunikationskontakte, Nexus)

Zusammenfassung Zell-Zell-Kontakte

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