第十章 细胞与其环境的相互作用.ppt

第十章 细胞与其环境的相互作用 质膜构成了细胞和它的非生命环境间的屏障，但质膜外物质在细胞的整个生命活动中起着重要的作用。在多细胞植物或动物中，大多数细胞组成清晰可辨的组织，在这些组织中，细胞与细胞之间以及细胞与胞外物质之间保持着明确的关联。即使那些在确定组织内没有固定关系的细胞，如在机体内巡游的白细胞，也一定以特殊的方式与其他细胞以及与这些细胞接触的胞外物质相互作用。这些相互作用调控着很多细胞活动，如细胞迁移、细胞生长和细胞分化，同时这些相互作用决定胚胎发育过程中的组织和器官的三维结构 细胞整合形成组织，细胞之间以及与胞外环境之间相互作用的概况 第一节 细胞间的相互作用 细胞连接是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构。 分为三大类： 封闭连接（occluding junction），如紧密连接（tight junction）。 锚定连接（anchoring junction），包括将细胞锚定在基质上的黏着斑（focal adhesion）和半桥粒（hemidesmosome），以及不同细胞间的连接黏着带（adhesion belt）和桥粒（desmosome）。 通讯连接（communicating junction），主要包括间隙连接（gap junction），神经细胞间的电突触、化学突触和植物细胞中的胞间连丝 （plasmodesma） 一、动物细胞的连接 1.紧密连接 存在于脊椎动物的上皮细胞间。也叫zonula occluden 连接区域具有蛋白质焊接线，也称嵴线，由跨膜细胞粘附分子构成。 相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。 主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内，构成脑血屏障和睾血屏障。 紧密连接的模式图  2.锚定连接 锚定连接由细胞骨架纤维蛋白介导，可分为桥粒连接和黏着连接 桥粒与半桥粒 桥粒（desmosome）是相邻细胞间形成的纽扣状结构。 通过质膜下的致密斑连接中间纤维。 桥粒中间为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。 分布：承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管、心肌中。 半桥粒（hemidesmosome）：位于上皮细胞基面与基膜之间，连接蛋白为整合素。连接的细胞内骨架成分为角蛋白。 一个桥粒分子结构模型示意图 半桥粒电镜照片 半桥粒的结构示意图 粘着带与粘着斑 粘着带（adhesion belt）： 呈带状环绕细胞，位于紧密连接下方。 相邻细胞间的粘合分子为E-钙粘素。 质膜内侧有多种附着蛋白形成的致密斑。连接的细胞骨架成分为actin。 粘着斑（adhesion plaque）：位于细胞与细胞外基质间，是细胞与其基质黏附的位点。粘附分子为integrin、胞内骨架成分也是actin。 黏着带 黏着斑 红色代表整联蛋白的分布，整联蛋白位于与黏着斑位点对应的小块上 2.通讯连接 通讯连接既是一种细胞连接，也兼有信息交流功能。其广泛存在于各种动物组织细胞间，在神经细胞、心肌、平滑肌可兴奋细胞中尤其多见。相临细胞之间建立的直接通讯联系有两种方式：间隙连接和突触连接。 （1）间隙连接 存在于大多数动物组织。连接处有2~4nm的缝隙。 基本单位称连接子（connexon），由6个相同或相似的 跨膜蛋白亚单位环绕而成。 注射染料证明间隙连接可允许分子量小于1.5KD的分子 通过，但通透性是可调节的。 功能： 1、影响细胞分化 2、协调细胞代谢 3、电兴奋传导：神经末梢间的间隙连接称为电紧张突触（electrotonic synapses）。 间隙连接电镜照片 左，连接子电镜照片；右，间隙连接模型 间隙连接的示意模型 （2）突触连接 是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式，其作用是通过释放神经递质来传导兴奋。 由突触前膜、突触后膜、突触间隙三部分组成。 突触前神经元的突起末梢膨大呈球形，称突触小体。 突触小体内有突触小泡，内含神经递质。 化学突触的结构（具有小囊泡的一侧为突触前膜） 突触连接的模型 二、植物细胞黏着和胞间连丝 1.植物细胞黏着 2.胞间连丝 由穿过植物细胞壁的原生质构成，直径约20~40nm。中央有SER形成的连丝小管。 功能上与动物细胞间的间隙连接类似。允许分子量小于800Da的分子通过，在相邻细胞间起通讯作用。 通透性可调节。某些植物病毒能制造特殊的蛋白质，使胞间连丝的有效孔径扩大。 蕨类植物配子体的胞间连丝切片的电镜照片 胞间连丝示意图 第二节 细胞与环境的相互作用 各种细胞都是通过细胞质膜、细胞外被、细胞壁和由细胞分泌物所形成的细胞外