Giunzioni cellulare e matrice extracellulare

Giunzioni extracellulari

Adesione cell-cell o cell-lamina basale

Per formare tessuti resistenti, le cellule devono legarsi le une alle altre. Per far ciò, utilizzano giunzioni cellulari che, sfruttando proteine combinate a filamenti citoscheletrici, conferiscono stabilità alla cellula e consentono lo scambio di molecole. L'adesione cell-cell consiste nell'interazione tra cellule vicine grazie ai legami tra proteine di superficie specializzate in questa funzione. Le cellule esprimono sulla loro superficie un repertorio di proteine che mediano l'adesione, e i partner proteici possono essere omofiliaci o eterofilici. Le principali giunzioni cellulari sono:

Giunzioni occludenti (tight junctions)

• Formate da proteine con più domini transmembrana che sigillano il versante apicale da quello laterale. Queste giunzioni ostacolano la diffusione paracellulare delle sostanze che, in questo modo, per diffondere devono inevitabilmente passare per la cellula.
• Si trovano appena sotto i microvilli, alla sommità tra due cellule epiteliali vicine. Uniscono strettamente le membrane di cellule adiacenti attraverso una serie di aree focali formate da molte proteine transmembrana che formano delle catene e quindi una sorta di reticolato.
• Le principali sono occludina, claudina (multipasso) e proteine della zonula occludente nella parte citoplasmatica per la traduzione del segnale, come ZO-1/2/3, che collegano la struttura al citoscheletro di actina.
• Mantengono diversità tra zone della cellula, ne definiscono i domini funzionali della membrana attraverso diversa distribuzione di proteine e permeabilità.

Giunzioni aderenti (o adesive)

• CAM, formate da proteine transmembrana che nel dominio citoplasmatico si legano a filamenti di actina (formano una sorta di cintura continua nella parte apicale, zonula aderente) oppure a filamenti intermedi (macula aderente/desmosomi) nel loro dominio citoplasmatico. Nel dominio extracellulare invece interagiscono con altre CAM. Sono particolarmente abbondanti nei tessuti sottoposti a forti stress meccanici come muscolo cardiaco e epiteli di rivestimento. Questo tipo di giunzioni permette di fissare in maniera salda la cellula alla lamina basale oppure ad un'altra cellula.
• Le proteine transmembrana possono essere di vario tipo, ma in generale sono ascrivibili ad una delle seguenti famiglie:
  • Caderine; mediano legami omofilici permettendo fondamentali processi di identificazione e adesione nei meccanismi di crescita e differenziamento. Sono Ca-dipendenti; in mancanza di Ca, le cariche negative non neutralizzate sulla loro superficie eserciterebbero una mutua repulsione elettrostatica che non consentirebbe l'avvicinamento tra cellule. Oltre a stabilizzarle, il calcio grazie alle sue cariche positive s'interpone tra due caderine e funziona da collante. Il dominio intracellulare lega altre proteine, le catenine (complesso E-caderina-catenina), che a loro volta si legano al citoscheletro o ai filamenti di actina attraverso vinculina e α-actinina.
  • Immunoglobuline; IgCAM molecole transmembrana monopasso parte della Superfamiglia delle immunoglobuline (IgSF), dette così perché le proteine contengono un numero variabile di domini simili a quelli delle subunità immunoglobuliniche degli anticorpi.
  • Selectine; riconoscono e legano con meccanismo eterofilico un particolare gruppo di oligosaccaridi all'estremità della porzione glucidica di glicoproteine o glicolipidi sulla superficie di altre cellule. Si trovano sulla superficie di globuli bianchi e cellule endoteliali dei vasi sanguigni e mediano il riconoscimento neutrofili-cellule endoteliali, che consiste in più fasi: cattura dei leucociti che scorrono nel flusso sanguigno con conseguente rotolamento dei leucociti sull'endotelio, arresto, rafforzamento dell'adesione ed extravasione. Partecipano più molecole di adesione.
  • Integrine; costituite da due polipeptidi, le loro funzioni sono cruciali nel fissare le cellule alla matrice extracellulare.