细胞表面及其特化结构.DOC

第三节 细胞表面及其特化结构 一、细胞表面的概念 细胞膜在结构与功能上并不是孤立存在的,各类细胞在质膜外还附有一些物质和结构,它们参与了细胞膜功能的实现。当前,人们把细胞膜,细胞膜外面的糖萼(亦称细胞外被)、细胞间连接结构以及膜的其他一些特化结构等总称为细胞表面(Cell Surface),有的把细胞膜内表面0.1-0.2um的溶胶层(胞质溶胶)也包括在内。 细胞表面是一个复合的结构体系,其中细胞膜是细胞表面中结构与功能的核心,它和细胞表面中的其他结构一起,使细胞有了一个稳定的微环境,实现其物质交换、信息传递、细胞识别和免疫反应等功能活动。 下面分三个方面,重点介绍细胞外被,细胞连接和其他特化结构。 (一)细胞外被(Cell Coat) 广义地说,所有细胞膜外面含有糖类的覆盖物都看成是细胞的外被,或称糖萼(glycocalyx),实际上,细胞外表的覆盖物可根据其来源、性质及与质膜的关系分为细胞外被,表面粘着物和外在结构,后二种是由细胞分泌出来的含糖大分子。而细胞外被是质膜中糖蛋白和糖脂向外伸出的分支或不分支的寡糖链,实际上是细胞膜结构的一部份。但它又有一定的独立性,如果去掉细胞外被,不会损伤细胞膜,它好似“皮”与“毛”的关系。 现已知糖蛋白的寡糖链未端的单糖常为唾液酸,带负电荷,它们彼此相斥,使糖链充分展开而占很大空间。糖链又彼此交织成网状结构,细胞被网络在其中,另方面由于它有大量的负电荷,吸引了大量的水分子于其周围,还能捕捉Na+、Ca2＋ 等阳离子,从而促使细胞与其周围环境建立起水盐平衡环境。 细胞外被在生命活动中起着重要的作用,主要有以下三个方面的功能: 1.保护作用:消化道、呼吸道、生殖道等上皮细胞的细胞外被有润滑作用,不仅可减少、机械或摩擦,同时可保护上皮不受消化酶的消化,阻止细菌的侵袭。 2.细胞识别与通讯作用:细胞外被中特定的单糖顺序好似细胞的“化学天线”,它是细胞相互识别和通讯的基础。 3.物质运输作用:细胞外被参与物质运输的主要方式是细胞膜受体介导的胞吞作用。糖萼中的寡糖链可作为一种特异性的受体。 (二)细胞连接(Cell junctions) 是指相邻细胞接触区域特殊分化形成的连接结构,作用是加强细胞间的机械联系,维持组织结构的完整性,协调细胞间的功能活动。 细胞连接存在于各种互相紧密接触的细胞之间,但它的数量与连接方式各不相同。由于上皮细胞排列的比较紧密,其细胞的连接方式也比较典型,特别是在单层柱状上皮细胞可见到各种类型的细胞连接装置。 细胞连接的结构很小,只有在电镜下才能观察到,总的来说,它们在结构上包括细胞膜特化部份,膜内侧胞质部分和细胞间隙部分。 根据结构与功能不同,可分为紧密连接,粘合连接和缝隙连接三类,下面分别介绍它们的结构和功能特点。 紧密连接(tight junction)（图2-12） 存在:普遍存在于管腔及腺体上皮细胞靠腔面的一端相邻面。 结构:似拉链,二相邻的细胞膜的外层相互融合,切面上见是多个嵴状空起对合点结构,立体上看,这些对合点是相邻细胞膜外片和嵌入蛋白相互融合构成的条索状结构,形成网状走行,平行于细胞的游离面,使连接具有很大的柔软性,能抗压力。 功能: (1)细胞连接作用 (2)防止物质双向渗透(封闭细胞间隙),既可防止管腔中的物质通过细胞间隙进入组织间隙,又可防止组织间隙的物质通过细胞间隙进入管腔中。 (3)限制镶嵌蛋白在脂双分子层中流动,维持细胞功能的方向性。 如:小肠上皮中,紧密连接形成一个物质屏障,把与从肠腔转运营养分子有关的运输蛋白限制在细胞的顶面膜内,而把从细胞内向血液运送营养物的膜运输蛋白限制在细胞基底面。 图2-12紧密连接(tight junction) 图2-13点状桥粒(Spot desmosome) 2.粘合连接(adhering junction)或称桥粒(desmosomes) 机械地将细胞粘着在一起,根据结构又可分为点状桥粒、带状桥粒、半桥粒。 (1)点状桥粒(Spot desmosome),又称粘合斑,它是相邻细胞间纽扣样的接触点,直径约0.5um,直接将两个细胞铆在一起（图2-13）。 结构:电镜下:点状桥粒区的相邻细胞膜之间,有宽约25nm的细胞间隙,其间隙中充有丝状物质(为糖蛋白和钙),连接处细胞内侧细胞质面有对称而平行的电子密度等的两个圆盘形斑,称为胞质斑,斑内侧细胞质中有大量的张力丝、汇集并附着在胞质斑后又折回细胞质中,张力丝形成一具有张力的网状系统,伸展至整个细胞内部。 功能:为细胞坚韧的连接点,可限制