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) 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 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
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 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.
