बहुकोशिकीय जीवों के ऊतकों और अंगों में मौजूद कोशिकाओं के संयोजन जटिल संरचनाओं द्वारा बनते हैं जिन्हें अंतरकोशिकीय संपर्क कहा जाता है। विशेष रूप से अक्सर वे उपकला, सीमा पूर्णांक परतों में पाए जाते हैं।
वैज्ञानिकों का मानना है कि अंतरकोशिकीय संपर्कों द्वारा परस्पर जुड़े तत्वों की एक परत के प्राथमिक पृथक्करण ने अंगों और ऊतकों के गठन और बाद के विकास को सुनिश्चित किया।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विधियों के उपयोग के लिए धन्यवाद, इन बांडों की संरचना के बारे में बड़ी मात्रा में जानकारी जमा करना संभव था। हालाँकि, उनकी जैव रासायनिक संरचना, साथ ही साथ उनकी आणविक संरचना का आज पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है।
अगला, अंतरकोशिकीय संपर्कों की विशेषताओं, समूहों और प्रकारों पर विचार करें।
सामान्य जानकारी
झिल्ली अंतरकोशिकीय संपर्कों के निर्माण में बहुत सक्रिय रूप से शामिल होती है। बहुकोशिकीय जीवों में, तत्वों की परस्पर क्रिया के कारण जटिल कोशिकीय संरचनाएँ बनती हैं। उनका संरक्षणविभिन्न तरीकों से प्रदान किया जा सकता है।
भ्रूण, जर्मिनल ऊतकों में, विशेष रूप से विकास के प्रारंभिक चरणों में, कोशिकाएं एक दूसरे के साथ संबंध बनाए रखती हैं क्योंकि उनकी सतहों में एक साथ रहने की क्षमता होती है। ऐसा आसंजन (कनेक्शन) तत्वों के सतही गुणों से संबंधित हो सकता है।
विशिष्ट रूप
शोधकर्ताओं का मानना है कि ग्लाइकोकैलिक्स की लिपोप्रोटीन के साथ परस्पर क्रिया द्वारा अंतरकोशिकीय संपर्कों का निर्माण प्रदान किया जाता है। कनेक्ट करते समय, एक छोटा सा अंतर हमेशा बना रहता है (इसकी चौड़ाई लगभग 20 एनएम है)। इसमें ग्लाइकोकैलिक्स होता है। जब एक ऊतक को एक एंजाइम के साथ इलाज किया जाता है जो इसकी अखंडता को बाधित कर सकता है या झिल्ली को नुकसान पहुंचा सकता है, तो कोशिकाएं एक दूसरे से अलग होने लगती हैं और अलग हो जाती हैं।
यदि वियोजन कारक को हटा दिया जाए, तो कोशिकाएं फिर से एक साथ आ सकती हैं। इस घटना को पुन: एकत्रीकरण कहा जाता है। तो आप विभिन्न रंगों के स्पंज की कोशिकाओं को अलग कर सकते हैं: पीला और नारंगी। प्रयोगों के दौरान, यह पाया गया कि कोशिकाओं के संबंध में केवल 2 प्रकार के समुच्चय दिखाई देते हैं। कुछ विशेष रूप से नारंगी हैं, जबकि अन्य केवल पीली कोशिकाएँ हैं। मिश्रित निलंबन, बदले में, प्राथमिक बहुकोशिकीय संरचना को स्व-व्यवस्थित और पुनर्स्थापित करते हैं।
अलग-अलग उभयचर भ्रूण कोशिकाओं के निलंबन के प्रयोगों में शोधकर्ताओं द्वारा इसी तरह के परिणाम प्राप्त किए गए थे। इस मामले में, एक्टोडर्म की कोशिकाएं मेसेनचाइम और एंडोडर्म से चुनिंदा रूप से अंतरिक्ष में अलग हो जाती हैं। अगर हम बाद के कपड़ों का इस्तेमाल करते हैंभ्रूण के विकास के चरण, अंग और ऊतक विशिष्टता में भिन्न विभिन्न कोशिका समूह स्वतंत्र रूप से टेस्ट ट्यूब में इकट्ठे होंगे, उपकला समुच्चय, वृक्क नलिकाओं के सदृश बनेंगे।
फिजियोलॉजी: इंटरसेलुलर कॉन्टैक्ट्स के प्रकार
वैज्ञानिक कनेक्शन के 2 मुख्य समूहों में अंतर करते हैं:
- सरल। वे यौगिक बना सकते हैं जो आकार में भिन्न होते हैं।
- जटिल। इनमें स्लिट-लाइक, डेसमोसोमल, टाइट इंटरसेलुलर जंक्शन, साथ ही एडहेसिव बैंड और सिनेप्स शामिल हैं।
आइए उनकी संक्षिप्त विशेषताओं पर एक नजर डालते हैं।
साधारण संबंध
सरल इंटरसेलुलर जंक्शन प्लास्मोल्मा के सुपरमैम्ब्रेन सेल्युलर कॉम्प्लेक्स के बीच बातचीत के स्थल हैं। उनके बीच की दूरी 15 एनएम से अधिक नहीं है। पारस्परिक "मान्यता" के कारण अंतरकोशिकीय संपर्क तत्वों का आसंजन प्रदान करते हैं। ग्लाइकोकैलिक्स विशेष रिसेप्टर परिसरों से सुसज्जित है। वे प्रत्येक जीव के लिए सख्ती से व्यक्तिगत हैं।
कोशिकाओं या कुछ ऊतकों की एक विशेष आबादी के भीतर रिसेप्टर परिसरों का निर्माण विशिष्ट है। वे इंटीग्रिन और कैडरिन द्वारा दर्शाए जाते हैं, जो पड़ोसी कोशिकाओं की समान संरचनाओं के लिए एक समानता रखते हैं। आसन्न साइटोमेम्ब्रेन पर स्थित संबंधित अणुओं के साथ बातचीत करते समय, वे एक साथ चिपक जाते हैं - आसंजन।
हृदय विज्ञान में अंतरकोशिकीय संपर्क
चिपकने वाले प्रोटीन में हैं:
- एकीकृत।
- इम्युनोग्लोबुलिन।
- चयनकर्ता।
- कैडरिन।
कुछ चिपकने वाले प्रोटीन इनमें से किसी भी परिवार से संबंधित नहीं हैं।
परिवारों की विशेषताएं
कोशिका की सतह के तंत्र के कुछ ग्लाइकोप्रोटीन प्रथम श्रेणी के मुख्य हिस्टोकोम्पैटिबिलिटी कॉम्प्लेक्स से संबंधित हैं। इंटीग्रिन की तरह, वे एक व्यक्तिगत जीव के लिए सख्ती से व्यक्तिगत होते हैं और ऊतक संरचनाओं के लिए विशिष्ट होते हैं जिसमें वे स्थित होते हैं। कुछ पदार्थ केवल कुछ ऊतकों में ही पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, E-Cadherins उपकला के लिए विशिष्ट हैं।
इंटीग्रिन को इंटीग्रल प्रोटीन कहा जाता है, जिसमें 2 सबयूनिट होते हैं - अल्फा और बीटा। वर्तमान में, पहले के 10 और दूसरे के 15 प्रकारों की पहचान की गई है। इंट्रासेल्युलर क्षेत्र विशेष प्रोटीन अणुओं (टैनिन या विनकुलिन) या सीधे एक्टिन का उपयोग करके पतले माइक्रोफिलामेंट्स से बंधते हैं।
चयनकर्ता मोनोमेरिक प्रोटीन होते हैं। वे कुछ कार्बोहाइड्रेट परिसरों को पहचानते हैं और उन्हें कोशिका की सतह पर संलग्न करते हैं। वर्तमान में, सबसे अधिक अध्ययन एल, पी और ई-चयनकर्ता हैं।
इम्युनोग्लोबुलिन जैसे चिपकने वाले प्रोटीन संरचनात्मक रूप से शास्त्रीय एंटीबॉडी के समान होते हैं। उनमें से कुछ प्रतिरक्षाविज्ञानी प्रतिक्रियाओं के लिए रिसेप्टर्स हैं, अन्य केवल चिपकने वाले कार्यों के कार्यान्वयन के लिए अभिप्रेत हैं।
कैडरिन के अंतरकोशिकीय संपर्क केवल कैल्शियम आयनों की उपस्थिति में होते हैं। वे स्थायी बंधों के निर्माण में शामिल हैं: उपकला ऊतकों में पी और ई-कैडरिन, और एन-कैडरिन- पेशीय और तंत्रिका में।
गंतव्य
यह कहा जाना चाहिए कि अंतरकोशिकीय संपर्क न केवल तत्वों के सरल आसंजन के लिए हैं। वे ऊतक संरचनाओं और कोशिकाओं के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैं, जिसके निर्माण में वे शामिल हैं। सरल संपर्क कोशिकाओं की परिपक्वता और गति को नियंत्रित करते हैं, हाइपरप्लासिया को रोकते हैं (संरचनात्मक तत्वों की संख्या में अत्यधिक वृद्धि)।
यौगिकों की विविधता
अनुसंधान के क्रम में आकार में विभिन्न प्रकार के अंतरकोशिकीय संपर्क स्थापित किए गए हैं। उदाहरण के लिए, वे "टाइल्स" के रूप में हो सकते हैं। इस तरह के कनेक्शन धमनी एंडोथेलियम में स्तरीकृत केराटिनाइज्ड एपिथेलियम के स्ट्रेटम कॉर्नियम में बनते हैं। दाँतेदार और उंगली के आकार के प्रकार भी हैं। पहले में, एक तत्व का फलाव दूसरे के अवतल भाग में डूब जाता है। यह जोड़ की यांत्रिक शक्ति को काफी बढ़ा देता है।
जटिल कनेक्शन
इस प्रकार के अंतरकोशिकीय संपर्क किसी विशेष कार्य के कार्यान्वयन के लिए विशिष्ट होते हैं। इस तरह के यौगिकों को 2 पड़ोसी कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली के छोटे युग्मित विशेष वर्गों द्वारा दर्शाया जाता है।
निम्नलिखित प्रकार के अंतरकोशिकीय संपर्क हैं:
- लॉकिंग।
- हुक।
- संचार।
डेसमोसोम
वे जटिल मैक्रोमोलेक्यूलर संरचनाएं हैं, जिसके माध्यम से पड़ोसी तत्वों का एक मजबूत संबंध सुनिश्चित किया जाता है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के साथ, इस प्रकार का संपर्क बहुत अच्छी तरह से देखा जाता है, क्योंकि यह उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व से अलग होता है।स्थानीय क्षेत्र एक डिस्क की तरह दिखता है। इसका व्यास लगभग 0.5 माइक्रोन है। इसमें आस-पास के तत्वों की झिल्लियाँ 30 से 40 nm की दूरी पर स्थित होती हैं।
आप दोनों परस्पर क्रिया करने वाली कोशिकाओं की आंतरिक झिल्ली सतहों पर उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले क्षेत्रों पर भी विचार कर सकते हैं। मध्यवर्ती तंतु उनसे जुड़े होते हैं। उपकला ऊतक में, इन तत्वों को टोनोफिलामेंट्स द्वारा दर्शाया जाता है, जो क्लस्टर बनाते हैं - टोनोफिब्रिल्स। टोनोफिलामेंट्स में साइटोकैटिन्स होते हैं। झिल्लियों के बीच एक इलेक्ट्रॉन-घना क्षेत्र भी पाया जाता है, जो पड़ोसी सेलुलर तत्वों के प्रोटीन परिसरों के आसंजन से मेल खाता है।
एक नियम के रूप में, डेसमोसोम उपकला ऊतक में पाए जाते हैं, लेकिन उन्हें अन्य संरचनाओं में भी पाया जा सकता है। इस मामले में, मध्यवर्ती फिलामेंट्स में इस ऊतक की विशेषता वाले पदार्थ होते हैं। उदाहरण के लिए, संयोजी संरचनाओं में विमिन होते हैं, मांसपेशियों में डेस्मिन आदि।
मैक्रोमोलेक्यूलर स्तर पर डेसमोसोम के आंतरिक भाग को डेस्मोप्लाकिन्स - सहायक प्रोटीन द्वारा दर्शाया जाता है। मध्यवर्ती तंतु उनसे जुड़े होते हैं। डेस्मोप्लाकिन्स, बदले में, प्लाकोग्लोबिन द्वारा डेस्मोग्लिन्स से जुड़े होते हैं। यह ट्रिपल यौगिक लिपिड परत से होकर गुजरता है। Desmogleins पड़ोसी कोशिका में प्रोटीन से बंधते हैं।
हालांकि, दूसरा विकल्प भी संभव है। डेस्मोप्लाकिन्स की अटैचमेंट झिल्ली में स्थित इंटीग्रल प्रोटीन - डेस्मोकोलिन्स से की जाती है। ये, बदले में, आसन्न साइटोमेम्ब्रेन में समान प्रोटीन से बंधते हैं।
गर्डल डिस्मोसोम
इसे यांत्रिक कनेक्शन के रूप में भी प्रस्तुत किया जाता है। हालांकि, इसकी विशिष्ट विशेषता रूप है। बेल्ट डिस्मोसोम एक रिबन की तरह दिखता है। एक रिम की तरह, ग्रिप बैंड साइटोलेम्मा और आसन्न कोशिका झिल्ली के चारों ओर लपेटता है।
यह संपर्क झिल्ली के क्षेत्र में और उस क्षेत्र में जहां अंतरकोशिकीय पदार्थ स्थित है, उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व की विशेषता है।
विंकुलिन क्लच बेल्ट में मौजूद होता है, एक सपोर्ट प्रोटीन जो साइटोमेम्ब्रेन के अंदर माइक्रोफिलामेंट्स के लिए अटैचमेंट साइट के रूप में कार्य करता है।
चिपकने वाला टेप सिंगल लेयर एपिथेलियम के एपिकल सेक्शन में पाया जा सकता है। यह अक्सर तंग संपर्क के निकट होता है। इस यौगिक की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि इसकी संरचना में एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स शामिल हैं। वे झिल्ली की सतह के समानांतर हैं। मिनिमायोसिन और अस्थिरता की उपस्थिति में अनुबंध करने की उनकी क्षमता के कारण, उपकला कोशिकाओं की एक पूरी परत, साथ ही साथ उस अंग की सतह की सूक्ष्म राहत, जिसे वे रेखाबद्ध करते हैं, अपना आकार बदल सकते हैं।
गैप संपर्क
इसे नेक्सस भी कहा जाता है। एक नियम के रूप में, एंडोथेलियोसाइट्स इस तरह से जुड़े हुए हैं। स्लॉट जैसे प्रकार के इंटरसेलुलर जंक्शन डिस्क के आकार के होते हैं। इसकी लंबाई 0.5-3 माइक्रोन है।
कनेक्शन स्थल पर आसन्न झिल्ली एक दूसरे से 2-4 एनएम की दूरी पर हैं। इंटीग्रल प्रोटीन, कनेक्टिन, दोनों संपर्क तत्वों की सतह पर मौजूद होते हैं। वे, बदले में, 6 अणुओं से युक्त प्रोटीन परिसरों में एकीकृत होते हैं।
Connexon परिसर एक दूसरे से सटे हुए हैं। प्रत्येक के मध्य भाग में एक छिद्र होता है। जिन तत्वों का आणविक भार 2 हजार से अधिक नहीं है वे स्वतंत्र रूप से इसके माध्यम से गुजर सकते हैं पड़ोसी कोशिकाओं में छिद्र एक दूसरे से कसकर जुड़े हुए हैं। इसके कारण, अकार्बनिक आयनों, पानी, मोनोमर्स, कम आणविक जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के अणु केवल पड़ोसी कोशिका में जाते हैं, और वे अंतरकोशिकीय पदार्थ में प्रवेश नहीं करते हैं।
नेक्सस की विशेषताएं
स्लॉट जैसे संपर्कों के कारण आस-पास के तत्वों में उत्तेजना का संचार होता है। उदाहरण के लिए, इस तरह से न्यूरॉन्स, चिकनी मायोसाइट्स, कार्डियोमायोसाइट्स आदि के बीच आवेग गुजरते हैं। नेक्सस के कारण, ऊतकों में सेल बायोरिएक्शन की एकता सुनिश्चित होती है। तंत्रिका ऊतक संरचनाओं में, अंतराल जंक्शनों को विद्युत सिनेप्स कहा जाता है।
गठबंधन का कार्य सेल बायोएक्टिविटी पर इंटरसेलुलर इंटरस्टिशियल कंट्रोल बनाना है। इसके अलावा, ऐसे संपर्क कई विशिष्ट कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, उनके बिना कार्डियक कार्डियोमायोसाइट्स के संकुचन, चिकनी पेशी कोशिकाओं की तुल्यकालिक प्रतिक्रियाओं आदि की कोई एकता नहीं होगी।
तंग संपर्क
इसे लॉकिंग जोन भी कहते हैं। इसे पड़ोसी कोशिकाओं की सतह झिल्ली परतों के संलयन की साइट के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। ये क्षेत्र एक सतत नेटवर्क बनाते हैं, जो पड़ोसी सेलुलर तत्वों के झिल्ली के अभिन्न प्रोटीन अणुओं द्वारा "क्रॉसलिंक्ड" होता है। ये प्रोटीन एक जाली जैसी संरचना बनाते हैं। यह कोशिका की परिधि को एक बेल्ट के रूप में घेरता है। इस मामले में, संरचना आसन्न सतहों को जोड़ती है।
अक्सर तंग संपर्क के लिएसटे हुए बैंडेड डेसमोसोम। यह क्षेत्र आयनों और अणुओं के लिए अभेद्य है। नतीजतन, यह अंतरकोशिकीय अंतराल और वास्तव में, बाहरी कारकों से पूरे जीव के आंतरिक वातावरण को बंद कर देता है।
ब्लॉकिंग जोन का मतलब
तंग संपर्क यौगिकों के प्रसार को रोकता है। उदाहरण के लिए, गैस्ट्रिक गुहा की सामग्री इसकी दीवारों के आंतरिक वातावरण से सुरक्षित होती है, प्रोटीन कॉम्प्लेक्स मुक्त उपकला सतह से अंतरकोशिकीय स्थान तक नहीं जा सकते हैं, आदि। अवरुद्ध क्षेत्र सेल ध्रुवीकरण में भी योगदान देता है।
तंग जंक्शन शरीर में मौजूद विभिन्न अवरोधों का आधार हैं। अवरुद्ध क्षेत्रों की उपस्थिति में, आस-पास के वातावरण में पदार्थों का स्थानांतरण विशेष रूप से सेल के माध्यम से किया जाता है।
सिनेप्स
वे न्यूरॉन्स (तंत्रिका संरचनाओं) में स्थित विशेष यौगिक हैं। इनके कारण सूचना एक कोशिका से दूसरी कोशिका में संचारित होती है।
विशेष क्षेत्रों में और दो तंत्रिका कोशिकाओं के बीच, और एक न्यूरॉन और प्रभावक या रिसेप्टर में शामिल एक अन्य तत्व के बीच एक सिनैप्टिक कनेक्शन पाया जाता है। उदाहरण के लिए, न्यूरो-एपिथेलियल, न्यूरोमस्कुलर सिनैप्स अलग-थलग हैं।
इन संपर्कों को इलेक्ट्रिकल और केमिकल में बांटा गया है। पूर्व अंतर बांड के समान हैं।
अंतरकोशिकीय पदार्थ आसंजन
कोशिकाएं साइटोलेम्मल रिसेप्टर्स द्वारा चिपकने वाले प्रोटीन से जुड़ी होती हैं। उदाहरण के लिए, उपकला कोशिकाओं में फाइब्रोनेक्टिन और लेमिनिन के लिए रिसेप्टर्स इन्हें आसंजन प्रदान करते हैंग्लाइकोप्रोटीन। लैमिनिन और फ़ाइब्रोनेक्टिन बेसमेंट मेम्ब्रेन (टाइप IV कोलेजन फ़ाइबर) के तंतुमय तत्व के साथ चिपकने वाले सबस्ट्रेट्स हैं।
हेमाइड्समोसोम
कोशिका की तरफ से इसकी जैव रासायनिक संरचना और संरचना एक डिस्मोसोम के समान होती है। विशेष लंगर तंतु कोशिका से अंतरकोशिकीय पदार्थ में फैले होते हैं। उनके कारण, झिल्ली को एक तंतुमय ढांचे और प्रकार VII कोलेजन फाइबर के एंकरिंग तंतुओं के साथ जोड़ा जाता है।
प्वाइंट संपर्क
इसे फोकल भी कहते हैं। बिंदु संपर्क युग्मन कनेक्शन के समूह में शामिल है। इसे फाइब्रोब्लास्ट की सबसे विशेषता माना जाता है। इस मामले में, सेल पड़ोसी सेलुलर तत्वों का पालन नहीं करता है, बल्कि अंतरकोशिकीय संरचनाओं का पालन करता है। रिसेप्टर प्रोटीन चिपकने वाले अणुओं के साथ बातचीत करते हैं। इनमें चोंड्रोनेक्टिन, फ़ाइब्रोनेक्टिन आदि शामिल हैं। वे कोशिका झिल्ली को बाह्य कोशिकीय तंतुओं से बांधते हैं।
बिंदु संपर्क का निर्माण एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स द्वारा किया जाता है। वे इंटीग्रल प्रोटीन की मदद से साइटोलेम्मा के अंदर की तरफ तय होते हैं।
