3-Celadhesie.pptx

# Celadhesie en de extracellulaire matrix Dit onderwerp behandelt de interacties tussen cellen en hun extracellulaire omgeving, inclusief de componenten van de extracellulaire matrix en de moleculen die cel-cel en cel-matrix interacties mogelijk maken. ### 1.1 Celadhesie Celadhesie omvat de interacties tussen het plasmamembraan van een cel en andere cellen of de extracellulaire matrix (ECM). #### 1.1.1 Moleculen betrokken bij celadhesie Verschillende klassen van moleculen zijn cruciaal voor celadhesie: * **Cadherinen:** Betrokken bij cel-cel interacties. * **Selectinen:** Betrokken bij cel-cel interacties. * **Immunoglobulinen:** Betrokken bij cel-cel interacties. * **Integrinen:** Transmembraaneiwitten die zowel cel-cel als cel-matrix interacties mediëren. #### 1.1.2 Cel-matrix interacties Integrinen spelen een sleutelrol in de interactie tussen cellen en de extracellulaire matrix. Extracellulair binden ze aan matrixcomponenten, terwijl ze intracellulair koppelen aan het cytoskelet (actinefilamenten of intermediaire filamenten) via koppelproteïnen. ### 1.2 De extracellulaire matrix (ECM) De extracellulaire matrix is een complex netwerk van moleculen dat buiten de cellen wordt aangetroffen en structurele ondersteuning, hechting en signaleringsfuncties biedt. #### 1.2.1 Samenstelling van de ECM De ECM bestaat uit drie hoofdbestanddelen: * **Grondsubstantie:** * **Vezels:** * Collageenvezels: Bieden treksterkte. * Elastische vezels: Bieden elasticiteit. * **Weefselvloeistof:** Vergelijkbaar met bloedplasma, essentieel voor nutriëntentransport en afvalverwijdering. Een tekort leidt tot dehydratatie, een overschot tot oedeem. * **Glycoproteïnen:** Globulaire eiwitten met gebonden suikerketens (bv. fibronectine, laminine). * **Glycosaminoglycanen (GAG):** Lineaire ketens van disachariden, waaronder hyaluronzuur en gesulfateerde GAGs. * **Proteoglycanen:** Gesulfateerde GAGs gebonden aan een centraal eiwit. #### 1.2.2 Basale membraan De basale membraan is een dunne extracellulaire laag die voorkomt tussen epitheelweefsel en bindweefsel, en rond spierweefsel, steuncellen van perifere zenuwvezels en vetcellen. Het wordt opgebouwd door parenchym- en bindweefselcellen. ##### 1.2.2.1 Functies van de basale membraan * **Steun en hechting:** Biedt een substraat voor celhechting. * **Scheidingsfunctie:** Is selectief doorlaatbaar voor nutriënten, lymfocyten en granulocyten. * **Regulering van celdeling en differentiatie:** Beïnvloedt celgedrag. ##### 1.2.2.2 Opbouw van de basale membraan De basale membraan bestaat uit drie lagen: 1. **Lamina lucida:** Bevat glycoproteïnen zoals fibronectine en laminine. 2. **Lamina densa:** Een elektronendichte laag van ongeveer 50 nm, rijk aan glycoproteïnen en collageen type IV. 3. **Lamina diffusa (of lamina (fibro) reticularis):** Bevat collageenvezels (bv. type I, III, VII). Alle lagen van de basale membraan bevatten ook glycosaminoglycanen en proteoglycanen. ### 1.3 Celjuncties Celjuncties zijn gespecialiseerde structuren die de interactie tussen aangrenzende cellen mediëren en de structurele integriteit en communicatie van weefsels handhaven. #### 1.3.1 Typen celjuncties en hun functies | Type junction | Functie | Beschrijving | | :---------------------- | :----------- | :-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | **Zonula occludens (tight junction)** | Afsluiting | Vormt ondoorlaatbare barrières door strengen van integrale membraaneiwitten die de intercellulaire ruimte volledig afsluiten. Belangrijk voor het behoud van celpolariteit (bv. in darmepitheel). | | **Zonula adhaerens** | Aanhechting | Kenmerkt zich door een smalle intercellulaire ruimte (± 20 nm). Transmembranaire cadherinen verbinden cellen, terwijl intracellulaire cateninen koppelen aan actinefilamenten. | | **Desmosoom (macula adhaerens)** | Aanhechting | Vormt een vlekvormige aanhechting. Transmembranaire cadherinen verbinden cellen. Intracellulair is er een desmosoomplaat die koppelt aan intermediaire filamenten. Een gerelateerde structuur is het hemidesmosoom, dat cel-matrix aanhechting via integrinen medieert. | | **Nexus (gap junction)** | Communicatie | Vormt een vlekvormige verbinding met een intercellulaire ruimte van 2-4 nm. Cilindervormige intercytoplasmatische kanaaltjes (connexons, gevormd uit connexinen) met een uitwendige diameter van ± 7 nm en een lumen van 1.5 nm. Doorlaatbaar voor moleculen kleiner dan 1000 g/mol, faciliterend in de verdeling van voedingsstoffen, signalen (cAMP, cGMP, hormonen) en het overbrengen van elektrische impulsen. | > **Tip:** Pemphigus is een auto-immuunziekte die de desmogleïnen aantast, leidend tot het afbreken van desmosomen en daarmee weefselintegriteit. > **Voorbeeld:** De zonula occludens in het darmepitheel voorkomt dat bacteriën en luminale inhoud tussen de cellen doorsijpelen, wat essentieel is voor het behoud van de intestinale barrière. > **Voorbeeld:** Gap junctions in het hart zorgen ervoor dat elektrische signalen zich snel door het myocard kunnen verspreiden, waardoor gecoördineerde samentrekkingen mogelijk zijn. --- # Celjuncties Celjuncties zijn structuren die cellen aan elkaar verbinden of aan de extracellulaire matrix, essentieel voor celadhesie, weefselintegriteit en communicatie. ### 2.1 Overzicht van celjuncties Celjuncties kunnen worden ingedeeld op basis van hun functie en structuur. De belangrijkste typen die worden besproken zijn: * **Zonula occludens (tight junction):** Zorgt voor afsluiting en behoud van celpolariteit. * **Zonula adhaerens:** Draagt bij aan cel-cel aanhechting via actinefilamenten. * **Desmosoom (macula adhaerens):** Een vlekkerige cel-cel aanhechting die verbonden is met intermediaire filamenten. * **Nexus (gap junction):** Maakt directe communicatie tussen aangrenzende cellen mogelijk. ### 2.2 Zonula occludens (tight junction) * **Structuur:** Bestaat uit strengen van integrale membraanproteïnen die de intercellulaire ruimte volledig afsluiten. * **Functie:** * Voorkomt de ongecontroleerde passage van moleculen tussen cellen, waardoor de intercellulaire ruimte effectief wordt afgesloten. * Essentieel voor het behoud van celpolariteit, wat cruciaal is voor gespecialiseerde epithelia zoals in de darm. ### 2.3 Zonula adhaerens * **Structuur:** * Kenmerkt zich door dwarsverlopende fijne filamenten. * Heeft een smalle intercellulaire ruimte van ongeveer 20 nanometer. * Intercellulair zijn transmembranaire cadherinen aanwezig. * Intracytoplasmatisch zijn cateninen gebonden aan de cadherinen, die op hun beurt weer zijn vastgehecht aan actinefilamenten. * **Functie:** Speelt een belangrijke rol in cel-cel aanhechting en vormt een band rond de cel. ### 2.4 Desmosoom (macula adhaerens) * **Structuur:** * Vormt een vlekkerige aanhechting tussen cellen. * Intercellulair zijn transmembranaire cadherinen aanwezig. * Intracytoplasmatisch bevinden zich desmosoomplaten waaraan intermediaire filamenten zijn bevestigd. * **Functie:** Biedt sterke mechanische aanhechting tussen cellen, wat bijdraagt aan de weefselsterkte. * **Gerelateerd:** Hemidesmosomen zijn vergelijkbare structuren die cel-matrix aanhechting verzorgen via transmembranaire integrinen. > **Tip:** Pemphigus is een auto-immuunziekte waarbij het immuunsysteem desmogleïne aanvalt, een component van desmosomen. Dit leidt tot het afbreken van desmosomen en het loslaten van cellen. ### 2.5 Nexus (gap junction) * **Structuur:** * Vormt een vlekkerige verbinding tussen aangrenzende plasmamembranen. * De afstand tussen de membranen is 2 tot 4 nanometer. * Bestaat uit cilindervormige intercytoplasmatische kanaaltjes. * De uitwendige diameter van de kanaaltjes is ongeveer 7 nanometer, met een lumen van 1.5 nanometer. * Elk kanaaltje is opgebouwd uit 6 subeenheden genaamd connexinen, die samen een connexon vormen. * **Functie:** * Maakt directe passage van moleculen met een molecuulgewicht tot ongeveer 1000 gram per mol mogelijk. * Vergemakkelijkt de verdeling van voedingsstoffen en signaleringsmoleculen (zoals cAMP, cGMP en hormonen) tussen cellen. * Speelt een rol bij het overbrengen van elektrische impulsen. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Celadhesie | Het proces waarbij cellen aan elkaar of aan de extracellulaire matrix binden, cruciaal voor weefselvorming, onderhoud en vele cellulaire processen. | | Plasmamembraan | De buitenste membraan van een cel die de inhoud van de cel scheidt van de omgeving. | | Cadherinen | Een klasse van transmembraaneiwitten die betrokken zijn bij calcium-afhankelijke cel-cel adhesie, belangrijk voor het vormen van stabiele celverbindingen. | | Selectinen | Transmembraaneiwitten die een rol spelen in cel-cel adhesie, met name in ontstekingsprocessen, door binding aan specifieke koolhydraatstructuren. | | Immunoglobulinen | Een grote eiwitfamilie, waaronder antilichamen, die betrokken zijn bij het immuunsysteem, maar ook bij celadhesie kunnen fungeren als adhesiemoleculen. | | Integrinen | Transmembraanreceptoren die extracellulaire matrixcomponenten binden aan het cytoskelet van de cel, essentieel voor celadhesie, signalering en beweging. | | Extracellulaire matrix (ECM) | Een complex netwerk van macromoleculen buiten de cellen, dat structurele steun biedt, celgedrag reguleert en fungeert als reservoir voor groeifactoren. | | Metastasering | Het proces waarbij kankercellen zich verspreiden vanuit de primaire tumor naar andere delen van het lichaam, vaak geassocieerd met veranderingen in celadhesie. | | Grondsubstantie | Het amorfe deel van de extracellulaire matrix, bestaande uit glycoproteinen, proteoglycanen en glycosaminoglycanen, dat ruimte vult en nutriënten transporteert. | | Glycoproteinen | Eiwitten waaraan koolhydraatketens zijn gebonden; in de ECM spelen ze een rol bij celadhesie en -communicatie (bv. fibronectine, laminine). | | Glycosaminoglycanen (GAG) | Lange, lineaire polysachariden die bestaan uit herhalende disaccharide-eenheden; ze zijn sterk hydrofiel en dragen bij aan de hydratatie en mechanische eigenschappen van de ECM. | | Proteoglycanen | Grote moleculen die bestaan uit een centraal eiwit waaraan één of meer glycosaminoglycaanketens zijn gebonden; ze spelen een belangrijke rol in de structuur en functie van de ECM. | | Basale membraan | Een dunne, extracellulaire laag die epitheelcellen scheidt van het onderliggende bindweefsel; het biedt steun en fungeert als filter. | | Lamina lucida | De binnenste, meer elektronendoorsichtige laag van de basale membraan, rijk aan glycoproteïnen zoals laminine en fibronectine. | | Lamina densa | De middelste, elektronendichte laag van de basale membraan, die voornamelijk collageen type IV bevat en de structurele integriteit van de basale membraan waarborgt. | | Lamina diffusa (of lamina reticularis) | De buitenste, vezelrijke laag van de basale membraan, die bindweefselvezels bevat zoals collageen type I en III, en bijdraagt aan de verbinding met het omringende bindweefsel. | | Zonula occludens (tight junction) | Een celjunctie die de intercellulaire ruimte volledig afsluit, waardoor de doorgang van moleculen wordt voorkomen en celpolariteit wordt gehandhaafd, vooral belangrijk in epithelia. | | Zonula adhaerens | Een celjunctie die zorgt voor mechanische aanhechting tussen cellen door verbinding te maken met het actinecytoskelet via adapterproteïnen zoals cateninen. | | Desmosoom (macula adhaerens) | Een celjunctie die sterke, puntvormige aanhechting tussen cellen biedt door verbinding te maken met intermediaire filamenten, belangrijk voor de mechanische sterkte van weefsels. | | Hemidesmosoom | Een structuur die een cel aan de extracellulaire matrix hecht, functioneel vergelijkbaar met een halve desmosoom, en intermediaire filamenten van de cel met de basale membraan verbindt. | | Nexus (gap junction) | Een celjunctie die directe communicatie tussen naburige cellen mogelijk maakt door de vorming van kanalen die de passage van ionen en kleine moleculen toelaten. | | Connexinen | De eiwitonderdelen waaruit connexons worden gevormd, die de waterkanaaltjes in gap junctions creëren en de selectieve doorgang van stoffen tussen cellen regelen. | | Connexon | Een complex van zes connexine-eiwitten dat een halfkanaal vormt in het celmembraan; twee connexons van naburige cellen vormen samen een functionele gap junction. | | Pemphigus | Een auto-immuunziekte waarbij het lichaam antilichamen produceert tegen desmogleïnen, wat leidt tot de afbraak van desmosomen en blaarvorming in de huid en slijmvliezen. | | Desmogleïne | Een transmembraan glycoproteïne uit de cadherine-familie dat een sleutelcomponent is van desmosomen, en essentieel is voor de adhesie tussen cellen in epitheliale weefsels. |