Adhezija stanica. Adhezija stanica

Međustanični i stanično-supstratni oblici adhezije temelj su stvaranja tkiva (morfogeneza) i osiguravaju određene aspekte imunoloških reakcija životinjskog tijela. Adhezija, ili adhezija, određuje organizaciju epitela i njihovu interakciju s bazalnom membranom.

Postoji razlog da se integrini smatraju najstarijom skupinom adhezijskih molekula u evoluciji, od kojih neke osiguravaju određene aspekte međustaničnih i stanično-endotelnih interakcija koje su važne u provedbi tjelesnih imunoloških reakcija (Kishimoto et al., 1999. ). Integrini su bisujedinični proteini povezani s citoplazmatskom membranom eukariotskih stanica. Integrini a5P|, a4P|, avp3 uključeni su u fagocitozu patogena i staničnih ostataka opsoniziranih fibronektinom i (ili) vitronektinom (Blystone i Brown, 1999.). U pravilu je apsorpcija ovih objekata važna kada se primi drugi signal, koji nastaje u eksperimentalnim uvjetima kada se protein kinaza aktivira forbol esterima (Blystone i sur., 1994.). Vezanje integrina avp3 u neutrofilima aktivira fagocitozu posredovanu FcR-om i proizvodnju reaktivnih kisikovih vrsta u stanici (Senior et al., 1992). Valja napomenuti da integrinski ligandi, unatoč svojoj strukturnoj raznolikosti, često sadrže niz od 3 aminokiseline - arginin, glicin, asparaginsku kiselinu (RGD) ili adhezijski motiv koji prepoznaju integrini. U tom smislu, pod eksperimentalnim uvjetima, vrlo često sintetski peptidi koji sadrže RGD pokazuju, ovisno o eksperimentalnom okruženju, ili svojstva agonista ili inhibitora integrinskih liganada (Johansson, 1999.).

Kod beskralješnjaka uloga adhezijskih molekula najtemeljitije je proučavana u istraživanjima razvoja živčanog sustava Drosophila melanogaster (Hortsch i Goodman, 1991.) i morfogeneze nematode Caenorhabditis elegans (Kramer, 1994.). Otkrili su većinu adhezijskih receptora i njihovih liganada prisutnih u kralješnjaka, s izuzetkom selektina. Sve te molekule, u jednom ili drugom stupnju, sudjeluju u procesima adhezije, koji također osiguravaju imunološke odgovore u beskralješnjaka. Uz njih, molekule poput peroksinektina i peptida za širenje plazma stanica, koje također sudjeluju u procesima prianjanja, identificirane su kod nekih beskralješnjaka.

Kod raznih vrsta raka, sustav adhezijskih molekula i njihova uloga u imunitetu dobro su proučeni (Johansson, 1999.). Konkretno, govorimo o proteinima u krvnim stanicama raka Pacifastacus leniusculus. Otkrili su protein peroksinektin, koji je jedan od liganada adhezijskih interakcija. Njegova molekularna težina je oko 76 kDa, a odgovoran je za prianjanje i širenje krvnih stanica raka (Johansson i Soderhall, 1988). u ko-

Ovaj protein sadrži domenu značajne veličine, homolognu strukturom i funkcijom mijeloperoksidaze kralježnjaka. Dakle, molekula peroksinektina kombinira svojstva adhezije i proteina peroksidaze (Johansson i sur., 1995.). U C-terminalnoj regiji peroksinektina, kao dijelu njegove domene peroksidaze, nalazi se KGD (lizin, glicin, asparaginska kiselina) sekvenca koja je vjerojatno uključena u adheziju i vezanje na integrine. Peroksinektin stimulira procese inkapsulacije i fagocitoze. I adhezivna i peroksidazna aktivnost properoksinektina nakon njegovog izlučivanja iz stanica aktiviraju se u prisutnosti lipopolisaharida ili p-1,3-glikana, što je povezano s djelovanjem serin proteinaza na properoksinektin. Čini se da je integrin receptor za peroksinektin. Osim na integrin, peroksinektin se također može vezati na druge proteine ​​stanične površine (Johansson i sur., 1999.). Ovo posljednje uključuje, posebno, (Cu, 2n)-superoksid dismutazu, koja je površinski, netransmembranski protein citoplazmatske membrane. Interakcija dvaju proteina može biti osobito važna u proizvodnji antimikrobnih derivata.

Proteini slični peroksinektinu također su identificirani u drugih člankonožaca. Iz krvnih stanica račića Penaeus monodon izolirana je cDNA 78% identična onoj peroxynectinara. Sadrži nukleotidnu sekvencu koja kodira sekvencu RLKKGDR, koja je potpuno homologna u uspoređivanim proteinima. Protein od 80 kDa iz stanica obalnog raka Carcinus maenas i protein od 90 kDa iz žohara Blaberus craniifer također su strukturno i funkcionalno slični peroksinektinu, stimulirajući adheziju i fagocitozu. cDNA odgovorna za sintezu pretpostavljene peroksidaze također je izolirana iz stanica Drosophile. Osim toga, poznato je da ima protein izvanstaničnog matriksa od 170 kDa koji ima domene peroksidaze, Ig-slične, leucinom i prokolagenom (Nelson et al., 1994). Homologne sekvence peroksidaze također su pronađene u okruglom crvu C. elegans.

Također se pokazalo da humana mijeloperoksidaza (MPO) podržava stanično-molekularnu adheziju (Johansson et al., 1997.) monocita i neutrofila, ali ne i nediferenciranih HL-60 stanica. Adhezijski receptor za MPO je vjerojatno ashp2 integrin (CDllb/CD18, ili Mac-I, ili tip 3 komplementarni receptor CR3).

Pretpostavlja se da je sekvenca KLRDGDRFWWE, homologna odgovarajućem fragmentu molekule peroksinektina, odgovorna za svojstva MPO koja se razmatra. Postoji razlog za vjerovanje da je MPO koji luče neutrofili endogeni ligand njegovog ashp2 integrina. Ova pretpostavka je “potkrijepljena opažanjem da je utvrđena sposobnost antitijela na humani MPO da suzbiju adheziju neutrofila s citokinima na plastiku i kolagen (Ehrenstein et al., 1992.) Moguće je da interakcija peroksidaza s integrinima dogodio već kod prvih višestaničnih životinja - spužvi, budući da sadrže i integrine (Brower i sur., 1997.) i peroksidaze.

Integrini beskralješnjaka uključeni su u imunološke reakcije kao što su inkapsulacija i stvaranje čvorića. Ovo stajalište podupiru pokusi s RGD peptidima na člankonošcima, mekušcima i bodljikašima. RGD peptidi inhibiraju širenje stanica, inkapsulaciju, agregaciju i stvaranje čvorića.

U beskralježnjaka je poznato nekoliko drugih vrsta proteinskih molekula koje potiču adheziju stanica-stanica i stanica-supstrat. To je npr. hemaglutinin od 18 kDa iz krvnih stanica potkovičara Limulus polyphemus (Fujii i sur., 1992.). Ovaj faktor aglutinirajuće agregacije ima strukturnu homologiju s proteinom od 22 kDa ljudskog izvanstaničnog matriksa, dermatopontinom. Hemocitin iz krvnih stanica svilene bube

Bombyx mori također izaziva agregaciju krvnih stanica, tj. on je hemaglutinin. Ovaj protein sadrži domenu sličnu onoj van Willibrandt faktora, koji je uključen u hemostazu u sisavaca, kao i regiju nalik lektinu tipa C.

Drugi tip adhezijskih molekula, poznatih kao selektini, identificiran je kod kralješnjaka. Selektini u svojoj strukturi sadrže lektinu EGF-like (epitelni faktor rasta) i CRP-like (komplement regulatorni protein) domene. Oni vežu šećere povezane sa stanicom - ligande - i pokreću prolazne početne interakcije krvnih stanica koje migriraju na mjesta upale s endotelom. Aktivacija stanične adhezije može se dogoditi samo sintezom određenih adhezijskih molekula i (ili) njihovim prijenosom na površinu stanica u interakciji. Adhezijski receptori mogu se aktivirati putem takozvanog puta "signaliziranja iznutra prema van", u kojem citoplazmatski faktori, u interakciji s citoplazmatskim domenama receptora, aktiviraju izvanstanična mjesta vezanja liganda potonjih. Na primjer, postoji povećanje afiniteta trombocitnih integrina prema fibrinogenu, što se postiže specifičnim agonistima koji iniciraju predmetni proces na razini trombocitne citoplazme (Hughes i Plaff, 1998).

Mora se naglasiti da su mnoge adhezijske molekule (kadherini, integrini, selektini i Ig-slični proteini) uključene u morfogenetske procese, a njihova uključenost u imunološke reakcije posebna je manifestacija ove važne funkcije. I iako, u pravilu, ove molekule nisu izravno uključene u prepoznavanje PAMP-a, one ipak pružaju mogućnost mobilizacije stanica imunološkog sustava u području prodiranja mikroorganizama. To je njihova važna funkcionalna uloga u osiguravanju imunološkog odgovora kod životinja (Johansson, 1999). Upravo ekspresija adhezijskih molekula na stanicama imunološkog sustava, endotelu i epitelu značajno doprinosi hitnosti mobilizacije antiinfektivnih mehanizama urođene imunosti životinja.

Najvažniji receptori na površini životinjskih stanica, odgovorni za međusobno prepoznavanje stanica i njihovo vezanje, su adhezijski receptori. Nužni su za regulaciju morfogenetskih procesa tijekom embrionalnog razvoja i održavanje stabilnosti tkiva u odraslom organizmu.

Sposobnost specifičnog međusobnog prepoznavanja omogućuje stanicama različitih vrsta da se udruže u određene prostorne strukture karakteristične za različite faze ontogeneze životinja. U ovom slučaju, stanice embrija jedne vrste međusobno djeluju jedna na drugu i odvajaju se od drugih stanica koje se od njih razlikuju. Kako se embrij razvija, priroda adhezivnih svojstava stanica se mijenja, što je u osnovi procesa kao što su gastrulacija, neurulacija i stvaranje somita. U ranim embrijima životinja, na primjer, vodozemaca, adhezivna svojstva stanične površine su toliko izražena da su sposobni vratiti izvorni prostorni raspored stanica različitih tipova (epidermis, neuralna ploča i mezoder) čak i nakon njihove rastavljanja i miješanja. (slika 12).

Slika 12. Obnavljanje embrionalnih struktura nakon disagregacije

Trenutno je identificirano nekoliko obitelji receptora uključenih u staničnu adheziju. Mnogi od njih pripadaju obitelji imunoglobulina, koji osiguravaju međustaničnu interakciju neovisnu o Ca ++. Receptore uključene u ovu obitelj karakterizira prisutnost zajedničke strukturne osnove - jedne ili više domena aminokiselinskih ostataka homolognih imunoglobulinima. Peptidni lanac svake od ovih domena sadrži oko 100 aminokiselina i savijen je u strukturu od dvije antiparalelne β-plohe stabilizirane disulfidnom vezom. Slika 13 prikazuje strukturu nekih receptora iz obitelji imunoglobulina.

Glikoprotein Glikoprotein T-stanični imunoglobulin

MHC klasa I MHC receptor klase II

Slika 13. Shematski prikaz strukture nekih receptora obitelji imunoglobulina

Receptori ove obitelji uključuju, prije svega, receptore koji posreduju u imunološkom odgovoru. Dakle, interakcija tri vrste stanica koja se događa tijekom imunološke reakcije - B limfocita, T pomoćnih stanica i makrofaga je posljedica vezanja staničnih površinskih receptora tih stanica: T stanični receptor i MHC glikoproteini klase II (glavni histokompatibilni kompleks ).

Strukturno slični i filogenetski srodni imunoglobulinima su receptori uključeni u prepoznavanje i vezanje neurona, takozvane molekule stanične adhezije (N-CAM). Oni su integralni monotopni glikoproteini, od kojih su neki odgovorni za vezanje živčanih stanica, drugi za interakciju živčanih stanica i glija stanica. Za većinu N-CAM molekula, izvanstanični dio polipeptidnog lanca je isti i organiziran je u obliku pet domena, homolognih domenama imunoglobulina. Razlike između adhezijskih molekula živčanih stanica odnose se uglavnom na strukturu transmembranskih regija i citoplazmatskih domena. Postoje najmanje tri oblika N-CAM-a, od kojih je svaki kodiran zasebnom mRNA. Jedan od tih oblika ne prodire kroz lipidni dvosloj jer ne sadrži hidrofobnu domenu, već se na plazmatsku membranu povezuje samo kovalentnom vezom s fosfatidilinozitolom; drugi oblik N-CAM-a izlučuju stanice i ugrađuju ga u izvanstanični matriks (slika 14).

Fosfatidilinozitol

Slika 14. Shematski prikaz triju oblika N-CAM-a

Proces interakcije između neurona sastoji se od vezanja molekula receptora jedne stanice na identične molekule drugog neurona (homofilna interakcija), a protutijela na proteine ​​tih receptora potiskuju normalnu selektivnu adheziju stanica iste vrste. Glavnu ulogu u funkcioniranju receptora imaju protein-proteinske interakcije, dok ugljikohidrati imaju regulatornu funkciju. Neki oblici CAM-a izvode heterofilno vezanje, pri čemu adheziju susjednih stanica osiguravaju različiti površinski proteini.

Pretpostavlja se da složeni obrazac neuronske interakcije tijekom razvoja mozga nije posljedica sudjelovanja velikog broja visoko specifičnih N-CAM molekula, već diferencijalne ekspresije i post-translacijskih modifikacija strukture malog broja adhezijskih spojeva. molekule. Konkretno, poznato je da se tijekom razvoja pojedinog organizma različiti oblici adhezijskih molekula živčanih stanica izražavaju u različito vrijeme i na različitim mjestima. Osim toga, regulacija bioloških funkcija N-CAM-a može se provesti fosforilacijom ostataka serina i treonina u citoplazmatskoj domeni proteina, modifikacijama masnih kiselina u lipidnom dvosloju ili oligosaharida na površini stanice. Pokazalo se, primjerice, da tijekom prijelaza iz embrionalnog mozga u mozak odraslog organizma, broj ostataka sijalične kiseline u N-CAM glikoproteinima značajno opada, uzrokujući povećanje adhezivnosti stanica.

Stoga se jedinstveni stanični sustavi formiraju putem sposobnosti prepoznavanja imunoloških i živčanih stanica posredovanih receptorima. Štoviše, ako je mreža neurona relativno kruto fiksirana u prostoru, tada neprestano pokretne stanice imunološkog sustava samo privremeno djeluju jedna na drugu. No, N-CAM ne samo da “lijepi” stanice i regulira međustaničnu adheziju tijekom razvoja, već potiče i rast živčanih procesa (primjerice, rast retinalnih aksona). Štoviše, N-CAM se prolazno eksprimira tijekom kritičnih faza u razvoju mnogih ne-živčanih tkiva, gdje ove molekule pomažu u držanju specifičnih stanica zajedno.

Glikoproteini stanične površine koji ne pripadaju obitelji imunoglobulina, ali imaju neke strukturne sličnosti s njima, tvore obitelj međustaničnih adhezijskih receptora zvanih kadherini. Za razliku od N-CAM i drugih imunoglobulinskih receptora, oni osiguravaju interakciju između kontaktnih plazma membrana susjednih stanica samo u prisutnosti izvanstaničnih iona Ca ++. U stanicama kralježnjaka dolazi do ekspresije više od deset proteina koji pripadaju obitelji kadherina, a svi su transmembranski proteini koji jednom prolaze kroz membranu (Tablica 8). Aminokiselinske sekvence različitih kadherina su homologne, a svaki od polipeptidnih lanaca sadrži pet domena. Slična se struktura također nalazi u transmembranskim proteinima dezmosoma — dezmogleinima i dezmokolinima.

Stanična adhezija posredovana kadherinima pokazuje obrazac homofilne interakcije u kojem su dimeri koji strše iz površine stanice čvrsto povezani u antiparalelnoj orijentaciji. Kao rezultat ovog "prianjanja", formira se kontinuirani kadherinski zatvarač u kontaktnoj zoni. Izvanstanični ioni Ca++ potrebni su za vezanje kadherina susjednih stanica; kada se uklone, tkiva se dijele na pojedinačne stanice u njegovoj prisutnosti, disocirane stanice se reagregiraju.

Tablica 8

Vrste kadherina i njihova lokalizacija

Do danas je najbolje okarakteriziran E-kadherin, koji ima važnu ulogu u držanju zajedno stanica različitih epitela. U zrelim epitelnim tkivima, uz njegovo sudjelovanje, aktinski filamenti citoskeleta se vežu i drže zajedno, au ranim razdobljima embriogeneze osigurava zbijanje blastomera.

Stanice u tkivima, u pravilu, dolaze u kontakt ne samo s drugim stanicama, već i s netopivim izvanstaničnim komponentama matriksa. Najopsežniji izvanstanični matriks, gdje su stanice prilično slobodno smještene, nalazi se u vezivnom tkivu. Za razliku od epitela, ovdje su stanice pričvršćene na komponente matriksa, dok veze između pojedinih stanica nisu toliko značajne. U tim tkivima izvanstanični matriks, koji okružuje stanice sa svih strana, tvori njihov okvir, pomaže u održavanju višestaničnih struktura i određuje mehanička svojstva tkiva. Osim obavljanja ovih funkcija, uključen je u procese kao što su prijenos signala, migracija i rast stanica.

Izvanstanični matriks složen je kompleks različitih makromolekula koje lokalno izlučuju stanice u kontaktu s matriksom, uglavnom fibroblasti. Predstavljeni su polisaharidima glikozaminoglikana, obično kovalentno vezanim za proteine ​​u obliku proteoglikana i fibrilarnih proteina dva funkcionalna tipa: strukturni (na primjer, kolagen) i adhezivni. Glikozaminoglikani i proteoglikani tvore izvanstanične gelove u vodenom okruženju u koje su uronjena kolagena vlakna, jačajući i organizirajući matriks. Adhezivni proteini su veliki glikoproteini koji osiguravaju pričvršćivanje stanica na izvanstanični matriks.

Poseban specijalizirani oblik izvanstaničnog matriksa je bazalna membrana - jaka, tanka struktura izgrađena od kolagena tipa IV, proteoglikana i glikoproteina. Nalazi se na granici između epitela i vezivnog tkiva, gdje služi za pričvršćivanje stanica; odvaja pojedina mišićna vlakna, masne i Schwannove stanice itd. od okolnog tkiva. Štoviše, uloga bazalne membrane nije ograničena samo na potpornu funkciju; ona služi kao selektivna barijera za stanice, utječe na stanični metabolizam i uzrokuje diferencijaciju stanica. Iznimno je važno njegovo sudjelovanje u procesima regeneracije tkiva nakon oštećenja. Kada je integritet mišićnog, živčanog ili epitelnog tkiva oštećen, očuvana bazalna membrana djeluje kao supstrat za migraciju stanica koje se obnavljaju.

Posebni receptori koji pripadaju obitelji tzv. integrina (integriraju i prenose signale iz izvanstaničnog matriksa u citoskelet) sudjeluju u pričvršćivanju stanica na matriks. Vežući se za proteine ​​izvanstaničnog matriksa, integrini određuju oblik stanice i njezino kretanje, što je ključno za procese morfogeneze i diferencijacije. Integrinski receptori nalaze se u svim stanicama kralježnjaka, neki od njih prisutni su u mnogim stanicama, drugi imaju prilično visoku specifičnost.

Integrini su proteinski kompleksi koji sadrže dvije vrste nehomolognih podjedinica (α i β), a mnoge integrine karakteriziraju sličnosti u strukturi β podjedinica. Trenutno je identificirano 16 varijanti α- i 8 varijanti β-podjedinica, čije kombinacije tvore 20 vrsta receptora. Sve vrste integrinskih receptora izgrađene su u osnovi na isti način. To su transmembranski proteini koji istovremeno stupaju u interakciju s proteinima izvanstaničnog matriksa i proteinima citoskeleta. Vanjska domena, u kojoj sudjeluju oba polipeptidna lanca, veže se na adhezivnu proteinsku molekulu. Neki integrini mogu se istovremeno vezati ne na jednu, već na nekoliko komponenti izvanstaničnog matriksa. Hidrofobna domena prelazi plazma membranu, a citoplazmatsko C-terminalno područje je u izravnom kontaktu s submembranskim komponentama (Slika 15). Osim receptora koji osiguravaju vezanje stanica na izvanstanični matriks, tu su i integrini koji sudjeluju u stvaranju međustaničnih kontakata – intracelularne adhezijske molekule.

Slika 15. Struktura integrinskog receptora

Kada se ligandi vežu, integrinski receptori se aktiviraju i nakupljaju u zasebnim specijaliziranim područjima plazma membrane uz stvaranje gusto zbijenog proteinskog kompleksa koji se naziva žarišni kontakt (adhezijska ploča). U njemu su integrini, koristeći svoje citoplazmatske domene, povezani s citoskeletnim proteinima: vinkulinom, talinom itd., koji su pak povezani sa snopovima aktinskih filamenata (slika 16). Ovo prianjanje strukturnih proteina stabilizira kontakte stanica s izvanstaničnim matriksom, osigurava staničnu pokretljivost, a također regulira oblik i promjene svojstava stanice.

U kralježnjaka, jedan od najvažnijih adhezijskih proteina na koje se vežu integrinski receptori je fibronektin. Nalazi se na površini stanica, poput fibroblasta, ili slobodno cirkulira u krvnoj plazmi. Ovisno o svojstvima i lokalizaciji fibronektina, razlikuju se tri oblika. Prvi, topljivi dimerni oblik nazvan fibronektin plazme, cirkulira u krvi i tkivnim tekućinama, potičući zgrušavanje krvi, zacjeljivanje rana i fagocitozu; drugi tvori oligomere koji se privremeno vežu za površinu stanice (površinski fibronektin); treći je teško topljivi fibrilarni oblik smješten u izvanstaničnom matriksu (matrični fibronektin).

Izvanstanični matriks

Slika 16. Model interakcije izvanstaničnog matriksa s citoskeletnim proteinima uz sudjelovanje integrinskih receptora

Funkcija fibronektina je promicanje adhezije između stanica i izvanstaničnog matriksa. Na taj se način, uz sudjelovanje integrinskih receptora, ostvaruje kontakt između unutarstanične i okolne sredine. Osim toga, migracija stanica događa se taloženjem fibronektina u izvanstaničnom matriksu: pričvršćivanje stanica na matriks djeluje kao mehanizam za vođenje stanica do njihovog odredišta.

Fibronektin je dimer koji se sastoji od dva strukturno slična, ali ne identična polipeptidna lanca povezana blizu karboksilnog kraja disulfidnim vezama. Svaki monomer ima vezna mjesta za površinu stanice, heparin, fibrin i kolagen (slika 17). Vezanje vanjske domene integrinskog receptora na odgovarajuću regiju fibronektina zahtijeva prisutnost Ca 2+ iona. Interakcija citoplazmatske domene s fibrilarnim citoskeletnim proteinom aktinom ostvaruje se pomoću proteina talina, tanzina i vinculina.

Slika 17. Shema strukture molekule fibronektina

Interakcija preko integrinskih receptora izvanstaničnog matriksa i citoskeletnih elemenata osigurava dvosmjerni prijenos signala. Kao što je gore prikazano, izvanstanični matriks utječe na organizaciju citoskeleta u ciljnim stanicama. S druge strane, aktinski filamenti mogu promijeniti orijentaciju izlučenih molekula fibronektina, a njihovo uništenje pod utjecajem citohalazina dovodi do dezorganizacije molekula fibronektina i njihovog odvajanja od površine stanice.

Na primjeru kulture fibroblasta detaljno je analizirana recepcija uz sudjelovanje integrinskih receptora. Pokazalo se da se tijekom procesa vezivanja fibroblasta za podlogu, koji se događa u prisutnosti fibronektina u mediju ili na njegovoj površini, receptori pomiču, tvoreći klastere (žarišne kontakte). Interakcija integrinskih receptora s fibronektinom u području žarišnog kontakta izaziva, pak, stvaranje strukturiranog citoskeleta u staničnoj citoplazmi. Štoviše, mikrofilamenti igraju odlučujuću ulogu u njegovom formiranju, ali sudjeluju i druge komponente mišićno-koštanog sustava stanice - mikrotubule i intermedijarni filamenti.

Receptori za fibronektin, sadržani u velikim količinama u embrionalnim tkivima, od velike su važnosti u procesima diferencijacije stanica. Vjeruje se da je fibronektin taj koji tijekom embrionalnog razvoja usmjerava migraciju u embrijima kralješnjaka i beskralješnjaka. U nedostatku fibronektina, mnoge stanice gube sposobnost sintetiziranja specifičnih proteina, a neuroni gube sposobnost usmjerenog rasta. Poznato je da se u transformiranim stanicama smanjuje razina fibronektina, što je popraćeno smanjenjem stupnja njihovog vezanja na izvanstaničnu okolinu. Kao rezultat toga, stanice postaju pokretljivije, povećavajući vjerojatnost metastaza.

Drugi glikoprotein koji osigurava prianjanje stanica na izvanstanični matriks uz sudjelovanje integrinskih receptora naziva se laminin. Laminin, koji luče uglavnom epitelne stanice, sastoji se od tri vrlo duga polipeptidna lanca poredana u obliku križa i povezana disulfidnim mostovima. Sadrži nekoliko funkcionalnih domena koje vežu integrine na površini stanice, kolagen tipa IV i druge komponente izvanstaničnog matriksa. Interakcija laminina i kolagena tipa IV, koji se u velikim količinama nalazi u bazalnoj membrani, služi za pričvršćivanje stanica na nju. Stoga je laminin prisutan prvenstveno na onoj strani bazalne membrane koja je okrenuta prema plazma membrani epitelnih stanica, dok fibronektin osigurava vezanje makromolekula matriksa i stanica vezivnog tkiva na suprotnoj strani bazalne membrane.

Receptori dviju posebnih obitelji integrina uključeni su u agregaciju trombocita tijekom koagulacije krvi i u interakciju leukocita s vaskularnim endotelnim stanicama. Trombociti izražavaju integrine koji vežu fibrinogen, von Willebrandov faktor i fibronektin tijekom zgrušavanja krvi. Ova interakcija potiče prianjanje trombocita i stvaranje ugrušaka. Razni integrini, koji se nalaze isključivo u bijelim krvnim stanicama, omogućuju stanicama da se pričvrste na mjestu infekcije na endotel koji oblaže krvne žile i prođu kroz ovu barijeru.

Pokazano je sudjelovanje integrinskih receptora u procesima regeneracije. Dakle, nakon transekcije perifernog živca, aksoni se mogu regenerirati uz pomoć membranskih receptora konusa rasta formiranih na odrezanim krajevima. Ključnu ulogu u tome ima vezanje integrinskih receptora na laminin ili kompleks laminin-proteoglikan.

Treba napomenuti da je često podjela makromolekula na komponente izvanstaničnog matriksa i plazma membrane stanica prilično proizvoljna. Stoga su neki proteoglikani sastavni proteini plazma membrane: njihov jezgreni protein može prodrijeti kroz dvosloj ili biti kovalentno povezan s njim. Interagirajući s većinom komponenti izvanstaničnog matriksa, proteoglikani pridonose pričvršćivanju stanica na matriks. S druge strane, komponente matriksa također su pričvršćene na površinu stanice pomoću specifičnih receptorskih proteoglikana.

Dakle, stanice višestaničnog organizma sadrže određeni skup površinskih receptora koji im omogućuju da se specifično vežu na druge stanice ili na izvanstanični matriks. Za takve interakcije svaka pojedinačna stanica koristi mnogo različitih adhezivnih sustava, koje karakterizira velika sličnost molekularnih mehanizama i visoka homologija uključenih proteina. Zbog toga stanice bilo kojeg tipa, u različitim stupnjevima, imaju afinitet jedna prema drugoj, što zauzvrat omogućuje istovremeno povezivanje mnogih receptora s mnogim ligandima susjedne stanice ili izvanstaničnog matriksa. Istodobno, životinjske stanice mogu prepoznati relativno male razlike u površinskim svojstvima plazma membrana i uspostaviti samo najljepši od mnogih mogućih kontakata s drugim stanicama i matriksom. U različitim stadijima životinjskog razvoja iu različitim tkivima, različiti adhezijski receptorski proteini različito se izražavaju, određujući ponašanje stanica u embriogenezi. Te iste molekule pojavljuju se na stanicama koje su uključene u popravak tkiva nakon oštećenja.

Tijekom formiranja tkiva i tijekom njegovog funkcioniranja imaju važnu ulogu. procesi međustanične komunikacije:

• priznanje,
• prianjanje.

Priznanje- specifična interakcija stanice s drugom stanicom ili izvanstaničnim matriksom. Kao rezultat prepoznavanja neizbježno se razvijaju sljedeći procesi:

• prestanak migracije stanica,
• prianjanje stanica,
• stvaranje adhezivnih i specijaliziranih međustaničnih kontakata.
• stvaranje staničnih ansambala (morfogeneza),
• interakcija stanica međusobno u cjelini i sa stanicama drugih struktura.

Prianjanje - istodobno i posljedica procesa staničnog prepoznavanja i mehanizma njegove provedbe - proces interakcije specifičnih glikoproteina plazma membrana u kontaktu staničnih partnera koji se međusobno prepoznaju ili specifičnih glikoproteina plazma membrane i izvanstaničnog matriksa. Ako posebni glikoproteini plazmatske membrane stanice koje međusobno djeluju stvaraju veze, to znači da se stanice međusobno prepoznaju. Ako posebni glikoproteini plazma membrana stanica koje se međusobno prepoznaju ostanu u vezanom stanju, onda to podržava staničnu adheziju - prianjanje stanica.

Uloga staničnih adhezijskih molekula u međustaničnoj komunikaciji. Interakcija transmembranskih adhezijskih molekula (kadherina) osigurava prepoznavanje staničnih partnera i njihovo međusobno prianjanje (adhezija), što omogućuje partnerskim stanicama stvaranje praznih spojeva, kao i prijenos signala od stanice do stanice ne samo uz pomoć difuznih molekula , ali i kroz interakciju ligandi ugrađeni u membranu sa svojim receptorima u membrani partnerske stanice. Adhezija je sposobnost stanica da se selektivno vežu jedna za drugu ili za komponente izvanstaničnog matriksa. Adhezija stanica se ostvaruje posebni glikoproteini – adhezijske molekule. Pričvršćivanje stanica na komponente Izvanstanični matriks se izvodi točkastim (žarišnim) adhezivnim kontaktima, a stanice su međusobno pričvršćene međustaničnim kontaktima. Tijekom histogeneze, stanična adhezija kontrolira:

početak i kraj migracije stanica,

stvaranje staničnih zajednica.

Adhezija je neophodan uvjet za održavanje strukture tkiva. Prepoznavanje adhezijskih molekula na površini drugih stanica ili u izvanstaničnom matriksu od strane migrirajućih stanica osigurava ne slučajno, već usmjerena migracija stanica. Za formiranje tkiva potrebno je da se stanice ujedine i međusobno povežu u stanične cjeline. Stanična adhezija je važna za stvaranje staničnih zajednica u gotovo svim vrstama tkiva.

Adhezijske molekule specifično za svaku vrstu tkanine. Tako E-kadherin veže stanice embrionalnih tkiva, P-kadherin - stanice placente i epidermisa, N-CAM - stanice živčanog sustava itd. Adhezija omogućuje stanične partnere razmjenjivati ​​informacije preko signalnih molekula plazma membrana i praznih spojeva. Održavanje međudjelovanja stanica u kontaktu putem transmembranskih adhezijskih molekula omogućuje drugim membranskim molekulama da međusobno komuniciraju radi prijenosa međustaničnih signala.

Postoje dvije skupine adhezijskih molekula:

• obitelj kadherina,
• superporodica imunoglobulina (Ig).

Kadherini- transmembranski glikoproteini nekoliko vrsta. Superporodica imunoglobulina uključuje nekoliko oblika adhezijskih molekula živčanih stanica - (N-CAM), L1 adhezijskih molekula, neurofascina i drugih. Izraženi su pretežno u živčanom tkivu.

Ljepljivi kontakt. Pričvršćivanje stanica na adhezijske molekule izvanstaničnog matriksa ostvaruje se točkastim (žarišnim) adhezijskim kontaktima. Ljepljivi kontakt sadrži vinculin, α-aktinin, talin i druge bjelančevine. U stvaranju kontakta sudjeluju i transmembranski receptori - integrini koji povezuju izvanstanične i unutarstanične strukture. Priroda raspodjele adhezijskih makromolekula u izvanstaničnom matriksu (fibronektin, vitronektin) određuje mjesto konačne lokalizacije stanice u tkivu u razvoju.

Struktura točkastog ljepljivog kontakta. Transmembranski receptorski protein integrin, koji se sastoji od α- i β-lanaca, stupa u interakciju s proteinskim makromolekulama izvanstaničnog matriksa (fibronektin, vitronektin). Na citoplazmatskoj strani stanične membrane, β-CE integrina veže se na talin, koji stupa u interakciju s vinkulinom. Potonji se veže na α-aktinin, koji stvara poprečne veze između aktinskih filamenata.

Tijekom formiranja tkiva i tijekom njegova funkcioniranja važnu ulogu imaju procesi međustanične komunikacije – prepoznavanje i adhezija.

Priznanje- specifična interakcija stanice s drugom stanicom ili izvanstaničnim matriksom. Kao rezultat prepoznavanja neizbježno se razvijaju sljedeći procesi: prestanak migracije stanica  stanična adhezija  stvaranje adhezivnih i specijaliziranih međustaničnih kontakata  stvaranje staničnih skupina (morfogeneza)  međudjelovanje stanica međusobno u skupini, sa stanicama drugih strukture i molekule izvanstaničnog matriksa.

Prianjanje- istovremeno i posljedica procesa staničnog prepoznavanja i mehanizma njegove provedbe - proces interakcije specifičnih glikoproteina kontaktnih plazma membrana staničnih partnera koji se međusobno prepoznaju (slika 4-4) ili specifičnih glikoproteina plazme membrana i izvanstanični matriks. Ako posebni glikoproteini plazma membrana stanica u interakciji tvore veze, to znači da se stanice međusobno prepoznaju. Ako posebni glikoproteini plazma membrana stanica koje se međusobno prepoznaju ostanu u vezanom stanju, onda to podupire staničnu adheziju - staničnu adheziju.

Riža. 4-4. Adhezijske molekule u međustaničnoj komunikaciji. Interakcija transmembranskih adhezijskih molekula (kadherina) osigurava prepoznavanje staničnih partnera i njihovo međusobno pričvršćivanje (adhezija), što omogućuje partnerskim stanicama stvaranje praznih spojeva, kao i prijenos signala od stanice do stanice ne samo uz pomoć difuznih molekula , ali i interakcijom liganada ugrađenih u membranu s njihovim receptorima u membrani partnerske stanice.

Adhezija je sposobnost stanica da se selektivno vežu jedna za drugu ili za komponente izvanstaničnog matriksa. Adheziju stanica ostvaruju posebni glikoproteini – adhezijske molekule. Nestanak adhezijskih molekula iz plazma membrana i rastavljanje adhezijskih spojeva omogućuje stanicama da započnu migraciju. Prepoznavanje adhezijskih molekula na površini drugih stanica ili u izvanstaničnom matriksu od strane migrirajućih stanica osigurava usmjerenu (ciljanu) staničnu migraciju. Drugim riječima, tijekom histogeneze stanična adhezija kontrolira početak, tijek i kraj stanične migracije i formiranje staničnih zajednica; adhezija je nužan uvjet za održavanje strukture tkiva. Pričvršćivanje stanica na komponente izvanstaničnog matriksa provodi se točkastim (žarišnim) ljepljivim kontaktima, a pričvršćivanje stanica međusobno međustaničnim kontaktima.