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  • Ines Elsenhans
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  • 16.10.2015

Zell-Zell-Kontakte

Welche Zell-Zell-Kontakte gibt es? Welche Funktionen haben Zell-Zell-Kontakte? Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede gibt es bei Zell-Zell-Kontakten? Hier erfährst du's.

 

Biologie Endspurt

 

Zonula occludens (Tight Junction). Die Zonula occludens besteht aus Claudinen und Occludinen. Es handelt sich um eine gürtelförmige Struktur, die den parazellulären Transport verhindern soll (= Diffusionsbarriere). An den Stellen, wo eine Zonula occludens vorliegt, rücken die Zellmembranen der benachbarten Zellen so nah zusammen, dass praktisch kein Interzellularspalt vorhanden ist. Tight Junctions findet man überall dort, wo Körperinneres gegen Körperäußeres abgedichtet werden muss (z.B. im Darmepithel) oder wo besonders empfindliche Organe geschützt werden müssen (Endothelien der Hirnkapillaren). Außerdem sorgen Tight Junctions dafür, dass eine laterale Diffusion von Proteinen in der Membran verhindert wird, da Proteine diese „Nähte“ nicht überwinden können. So bildet die Zonula occludens die Grenze zwischen apikaler und basolateraler Membrandomäne und sorgt für eine polare Differenzierung der Zellen.

 

Biologie Endspurt

 

Zonula adhaerens (Haftzone). Die Zonula adhaerens läuft ebenfalls gürtelförmig um Epithelzellen herum. An diesen Stellen erscheint die Zytoplasmamembran optisch verdickt. Dicke Aktinfaserbündel, die Anschluss zum Zytoskelett haben, sind auf der zytoplasmatischen Seite aufgelagert und über Anheftungsproteine (z.B. α-Aktinin, β-Catenin) mit transmembranösen Proteinen (Cadherinen) verbunden. Im Interzellularspalt überlappen die herausragenden Cadherine benachbarter Zellen und interagieren miteinander (Abb. 2.2). Auf diese Weise sorgt die Zonula adhaerens für die mechanische Stabilisierung benachbarter Zellen im Zellverband.

Macula adhaerens (Desmosom, Haftplatte). Hierbei handelt es sich um punktförmige Strukturen, die – ähnlich Schweißpunkten – ebenfalls für eine Stabilisierung von Zellen im Zellverband sorgen. Auch hier erfolgt die Fixierung der Zellen im Interzellularspalt über transmembranöse Cadherine. Intrazellulär sind diese Cadherine jedoch mit dem Intermediärfilament Zytokeratin verbunden (Tonofilamente). Diese durchziehen die gesamte Zelle von Desmosom zu Desmosom und sorgen damit zusätzlich für eine Stabilisierung der Zellstruktur.

  •  Bei der Erkrankung Pemphigus vulgaris bilden sich Autoantikörper gegen desmosomale Proteine (Desmoglein. Dadurch wird die Verbindung der Zellen in Epithelien gestört, und es bilden sich Blasen in Haut und Schleimhäuten.
  • Bei einer ähnlichen Erkrankung, der Epidermolysis simplex bullosa, treten Mutationen in Keratingenen auf. Hierbei lösen bereits minimale Verletzungen Spaltbildungen in den basalen Keratozyten der Haut aus. Es kommt ebenfalls zur Blasenbildung.


Hemidesmosomen. Sie befestigen Zellen mithilfe von Integrinen (z.B. α6β4-Integrin) auf einem Untergrund, der Basallamina. Somit verhindern sie, dass Epithel- oder Endothelzellen über die Basallamina rutschen. Die Integrine sind wie bei den Desmosomen auf der zytoplasmatischen Seite über Anheftungsproteine (zytoplasmatische Plaques) an Intermediärfilamente gebunden.

Beim bullösen Pemphigoid, einer erworbenen blasenbildenden Hautkrankheit, kommt es zu einer Autoimmunreaktion gegen einzelne Komponenten von Hemidesmosomen, die an der basalen Seite von Keratinozyten sitzen und diese mit der extrazellulären Matrix verbinden. Dadurch lösen sich Hautschichten ab, und es entstehen Blasen. Die antigenen Komponenten sind BP 230 und BP 180, die auch als Bullöses Pemphigoid Antigen 1 und 2 bezeichnet werden. BP 180 entspricht dabei dem Kollagen XVII.

Fokale Kontakte. Diese punktförmigen Strukturen vermitteln den Kontakt zwischen Zellen und der extrazellulären Matrix. Im Unterschied zu Hemidesmosomen sind die Integrine der Zytoplasmamembran über zytoplasmatische Plaques mit den Aktinfasern des Zytoskeletts verbunden.

Extrazelluläre Signale können induzieren, dass diese Aktinfasern polymerisieren oder depolymerisieren. Dabei werden fokale Kontakte aufgelöst und wieder neu erzeugt, sodass Filopodien oder Lamellopodien entstehen, mit denen sich die Zelle über eine Unterlage bewegen kann (zu beobachten z.B. bei Makrophagen).

Kommunikationskontakte (Nexus, Gap Junction). Hierbei handelt es sich um Proteinrohre mit einem Durchmesser von etwa 1,5 nm. Ein Nexus besteht aus zwei aneinandergelagerten Connexonen (pro Zelle eines), die wiederum aus 6 transmembranösen zylindrischen Proteinen (Connexinen) bestehen. Dadurch ist ein Austausch kleiner Ionen oder Moleküle bis zu einem Molekulargewicht von 1000–1500 Dalton zwischen den Zellen möglich.

Gap Junctions dienen dem Stoffaustausch und der elektrischen Kopplung von Zellen (z.B. bei glatten Muskelzellen oder im Herzmuskel). Sie synchronisieren während der Embryonalentwicklung die Gewebedifferenzierung, aber auch benachbarte Dünndarmepithelzellen stehen über Nexus miteinander in Kontakt.

  • Endspurt Biologie

    Tabelle: Zell-Zell-Kontakte - Biologie Skript, Endspurt Vorklinik

     

Enspurt Biologie

Diese Inhalte stammen aus dem Biologie Skript Endspurt Vorklinik.

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