Mezibuněčné interakce Formování mnohobuněčného organismu vyžaduje specifické interakce mezi buňkami (podpůrná funkce, koordinace aktivit) Funkce: * stálá vzájemná adheze buněk téhož typu * přechodná adheze např. mezi leukocyty a endoteliálními buňkami krevních kapilár Čtyři hlavní typy buněčných adhezivních molekul CAM ("Cell Adhesion Molecules") Strukturní rysy CAM * mnoho opakujících se domén ("repeats") v jedné molekule * stejné domény mohou být zastoupeny u různých CAM * zajišťují homofilní interakce (vzájemná vazba stejných CAM na různých buňkách) nebo heterofilní interakce (mezi různými CAM) Selektiny Struktura * membránové glykoproteiny * tvořeny malou cytoplazmatickou doménou, transmembránovou doménou a rozsáhlou mimobuněčnou oblastí, kterou tvoří několik domén * obsahují Ca2+-dependentní lektinovou doménu na distálním konci mimobuněčné části molekuly * lektinová doména rozeznává a váže oligosacharidy glykoproteinů nebo glykolipidů, které vyčnívají z povrchu jiných buněk Selektiny Funkce * zprostředkovávají přechodné interakce na základě heterofilní vazby k povrchovým glykoproteinům jiných buněk * zajišťují např. přechodné interakce mezi leukocyty a stěnami krevních kapilár v místech zánětu a srážení krve * vazba selektinů k uhlovodíkovým řetězcům je závislá na iontech vápníku Účast selektinů na zajištění průniku leukocytů z cév do tkání -- část I * základem je interakce mezi určitými uhlovodíkovými řetězci na povrchu leukocytů a buňkami cévní výstelky, na které se podílí selektin P (vystaven na povrchu cévních buněk v případě jejich aktivace signály pocházejícími z místa infekce nebo zánětu) * afinita selektinu P k leukocytům je slabá -- přechodná: zpomalení pohybu leukocytů podél cévních stěn ("rolling leukocytes") * aktivace endoteliálních buněk způsobuje rovněž tvorbu fosfolipidu PAF ("platelet-activating factor"), který je též vystaven na jejich povrchu (interakce s PAF receptorem na povrchu leukocytu) Účast selektinů na zajištění průniku leukocytů z cév do tkání -- část I Účast selektinů na zajištění průniku leukocytů z cév do tkání -- část II * vazba PAF k receptoru vyvolá aktivaci leukocytových integrinů do podoby s vysokou vazebnou afinitou * aktivované integriny na povrchu leukocytů vážou IgCAM na povrchu endoteliálních buněk (konstitutivní ICAM-2 a inducibilní ICAM-1). * těsná vazba integrin-ICAM způsobí zastavení pohybu leukocytů a jejich roztažení na povrchu stěny cévy * následuje průnik adherujících buněk mezi sousedními endoteliálními buňkami do podložní tkáně Pozn. na aktivaci integrinů se podílejí rovněž chemokiny, produkované v místech infekce a zánětu Účast selektinů na zajištění průniku leukocytů z cév do tkání -- část II "Leukocyte adhesion deficiency" * dědičná choroba projevující se poruchou syntézy podjednotky 2 integrinu: následkem je nedostatečná schopnost průniku leukocytů cévami a s tím související nedostatečnost funkce leukocytů v tkáních a náchylnost k bakteriálních onemocněním Patogenní viry často používají ICAM pro vstup do tkání. Neural cell adhesion molecule (N-CAM) - výskyt na povrchu nervových a gliových buněk - zajišťuje jejich vzájemnou afinitu - podstatou vazby buněk je spojení dvou molekul N-CAM na povrchu interagujících buněk (homotypická interakce) - zajišťuje mezibuněčné interakce, které jsou důležité především pro vývoj centrálního nervového systému - podíl na vývoji i jiných než nervových tkání - existuje 20 různých forem N-CAM, všechny vznikají alternativním sestřihem transkriptu jediného genu - struktura vykazuje určitou homologii s imunoglobuliny Schéma molekul NCAM Kadheriny - glykoproteiny tvořící součást plazmatické membrány - zajišťují mezibuněčné interakce důležité pro strukturu a diferenciaci tkání - rozdělují se do 3 podskupin -- kadheriny E, P, N, VE - každý typ má tkáňově specifickou distribuci: - (E: epiteliální a embryonální buňky, P: placenta, epidermis - N: nervové a svalové buňky), VE: vaskulární a endoteliální buňky) - během diferencice se množství a typ kadherinů mění vliv na adhezi a migraci buněk Schéma mezibuněčného kontaktu zajištěného kadheriny Když se ionty Ca2+ navážou na příslušné domény kadherinů jsou schopné vzájemné interakce s obdobnými doménami sousedních buněk. Odstranění Ca2+ způsobí disociaci buněk Vazby buněk v tkáních * adherentní vazby ("adherens junction") * mezerové vazby ("gap junctions") * těsné vazby ("tight junctions") * desmosomy Adherentní vazby Desmosomy * bodové spoje, které zajišťují silnou adhezi mezi buňkami * časté u buněk vystavených mechanickému tlaku (střevní epitel, kůže, srdeční sval) * obsahují dva speciální kadheriny: desmoglein a desmocollin * jejich cytozolické domény interagují s plakoglobinem (obdoba -kateninu) a plakofiliny * Tyto adaptérové proteiny vytvářejí v místě napojení na cytoskelet (intermediární filamenty) silné plaky * prostor mezi buňkami je v oblasti desmosomu vyplněn viskózní látkou ("lepidlem"), kterou pronikají kadheriny Spojení na bazálním povrchu