Tihe ristmik

Tihedad ristmikud on valguvõrgud. Nad vöötavad soolestiku, põie ja aju endoteeli kudesid ning lisaks stabiliseerimisfunktsioonidele täidavad ka barjäärifunktsioone. Nende barjäärifunktsioonide häired mõjutavad negatiivselt keha erinevat keskkonda.

Mis on tihe ristmik?

Iga rakumembraan sisaldab erinevaid valke. Üksikud membraanvalgud moodustavad enam-vähem tiheda võrgu. Selles kontekstis on "tihe ühendus", ladina keeles nimega "Zonula occludens" ja inglise keeles "Tight Junction", omamoodi valku sisaldav terminaalriba, mis ümbritseb näiteks selgroogsete epiteelirakke ja on tihedalt seotud naaberraku sidemetega.

Tihedad ristmikud sulgevad lahtrite vahelised ruumid. Need vastavad difusiooni barjäärile. Difusioon on elusolendite kehas aine transporditee, mis neelab üksikud molekulid rakkudesse. Difusioonbarjääri kujul kontrollivad tihedad ühendused molekulide voolavust epiteelisse. Samuti takistavad nad membraanikomponentide difusiooni tipust tippu külgpinda ja vastupidi. Viimase funktsiooni kaudu säilitavad nad epiteelirakkude polaarsuse.

Tihedad ristmikud ühendavad neeru, kusepõie ja soole epiteeli. Lisaks on need nn hematoentsefaalbarjääri funktsionaalne komponent ja tagavad, et verest pärinevad ained ei saaks hajuda ajukoesse. Membraanvalkudest valmistatud lõplikud harjad võivad sisaldada mitmesuguseid valke. Tõenäoliselt pole neid kõiki veel teada.

Anatoomia ja struktuur

Kõige olulisemad membraani valgud tihedas ristmikus on klaudiinid ja oklüdiin. Klaudiinid on dokumenteeritud enam kui 20 erineval selgroogsel. Kõigil integreeritud membraanivalkudel on võrgutaoline paigutus ja need ühendavad mitme raku membraane pea-pea kontaktis. Vesised poorid moodustavad anatoomia.

Sisalduvate membraanivalkude koostis erineb epiteelist kuni epiteelini ja sõltub tihedate ristmike funktsionaalsetest vajadustest. Näiteks neeru epiteelis sisalduv klaudiin 16 osaleb neerude poolt Mg2 + ioonide imendumises verre. Tihedad ristmikud moodustavad erineva tihedusega võrgustikke, sõltuvalt ülesandest ja epiteelist. Membraanvalgud istuvad soolestikus lõdvalt. Vere-aju barjäär moodustab suhteliselt tiheda barjääri.

Võrgu tihedus korreleerub läbilaskvusega. Valguvõrk koosneb kitsastest ahelatest. Eelkõige ühendavad üksikute valkude rakuvälised alad rakuühenduse. Rakusisesed alad sõltuvad rakkude tsütoskeletist. Tihedad ristmikud ümbritsevad epiteeli raku ümbermõõtu nagu vöö ja liiguvad seega epiteelirakkude struktuuri vastas.

Funktsioon ja ülesanded

Tihedad ristmikud on peamiselt difusioonibarjäär. See funktsioon võib molekule täielikult rakusisest ruumist tagasi hoida või seostada teatud suurusega molekulide selektiivse läbilaskvusega (poolläbilaskvusega). Tihedate ristmike võrk, mis toimib difusioonibarjäärina, on transtsütoosi eeltingimus. Molekulide või ioonide paratsellulaarset difusiooni läbi epiteeli ruumi takistavad tihedad ristmikud. Samal ajal hoiavad otsaribad kehavedelike väljavoolu.

Tihedate ristmike membraanvalgud kaitsevad organismi ka sissetungijate mikroorganismide eest ja on seega barjääriks ka sissetungijatele. Lisaks tõkkefunktsioonile on kitsastel ristmikel ka nn tarafunktsioon. Valguvõrk takistab üksikute membraanikomponentide liikumist ja säilitab seega epiteeli raku polaarsuse. Epiteel jaotatakse võrkude abil apikaalseks ja basaalpiirkonnaks. Epiteeli apikaalsel rakumembraanil on erinev biokeemia kui basolateraalsel rakumembraanil. Tihedad ristmikud aitavad säilitada neid biokeemilisi miljööväärtuste erinevusi ja võimaldavad sellega ainete suunatud transporti.

Neile funktsioonidele lisatakse mehaanilised funktsioonid. Näiteks toimivad tihedad ristmikud ka epiteelirakkude komplektide stabiliseerimiseks. Nad ühendavad tsütoskeleti rakud üksteisega ja tagavad epiteeli kudede staatika. Epiteelirakkude vahelist läbilaskvust mõjutavad ajutiselt. Epiteel on seega võimeline reageerima suurenenud paratsellulaarse transpordi vajadustele. Sel eesmärgil seostuvad "tihedate ristmike" claudiinid ja oklüdiinid rakusisese membraani valkudega, mis ühenduvad aktiini tsütoskeletiga.

Ravimid leiate siit

Haigused

Tihedad ristmikud võivad mutatsioonide tõttu muutuda struktuuris ja kaotavad seega oma funktsioonid. Neeru epiteelis olevate valguvõrkude claudin 16 pärast valku kodeeriva geeni mutatsioonide puudumist vajalikul kujul ei esine. Sellised mutatsioonid võivad põhjustada Mg2 + kaotuse.

Barjäärifunktsiooni kaotamise tõttu imendub neerudest verre liiga vähe Mg2 + ioone ja liiga palju eritub uriiniga. Haigused võivad mõjutada ka "zonula occludens". See kehtib eriti aju kohta. Vere-aju barjäär on vere ja aju vahel looduslik difusioonibarjäär, mis hoiab aju miljööd. Vere-aju barjääri häired esinevad näiteks hulgiskleroosi taustal. Kuid sellised haigused nagu suhkurtõbi võivad häirida ka hematoentsefaalbarjääri. Ka barjääri kaitsev toime kaob mitmesuguste ajuvigastuste ja degeneratiivsete haiguste korral.

Hulgiskleroosi korral on aju korduv põletik kahjulik mõju tihedatele ristmikele. Keha enda immuunkaitserakud ületavad autoimmuunhaiguse osana vere-aju barjääri.Isheemilise insuldi korral lagunevad vere-aju barjääris asuvate tihedate ristmike komponendid isegi. Seda tüüpi insult on seotud vere tühjusega ajus, mis seejärel täidetakse verega. Vere-aju barjääri endoteel muutub kahes faasis.

Kuna patoloogiline protsess vabastab oksüdeerijaid, proteolüütilisi ensüüme ja tsütokiine, muutub vere-aju barjääri läbilaskvus. Turse areneb ajus. Seejärel vabastavad aktiveeritud leukotsüüdid niinimetatud maatriksmetalloproteaasid, mis lagundavad kitsastes ühenduskohtades basaalkihi ja valgukomplekse.