Jonction serrée

Jonctions serrées sont des réseaux de protéines. Ils ceinturent le tissu endothélial de l'intestin, de la vessie et du cerveau et, en plus des fonctions de stabilisation, assument également des fonctions de barrière. Les perturbations de ces fonctions de barrière ont un effet négatif sur les différents milieux du corps.

Qu'est-ce qu'une jonction serrée?

Chaque membrane cellulaire contient différentes protéines. Les protéines membranaires individuelles forment un réseau plus ou moins dense. Dans ce contexte, une "connexion étroite", en latin appelée "Zonula occludens" et en anglais "Tight Junction", est une sorte de bande terminale contenant des protéines qui ceint les cellules épithéliales des vertébrés, par exemple, et est étroitement liée aux ligaments cellulaires voisins.

Des jonctions serrées scellent les espaces entre les cellules. Ils correspondent à une barrière à la diffusion. La diffusion est une voie de transport de substance dans le corps des êtres vivants qui absorbe les molécules individuelles dans les cellules. Sous la forme d'une barrière de diffusion, des jonctions serrées contrôlent le flux de molécules dans l'épithélium. Ils empêchent également la diffusion des composants de la membrane de la zone apicale vers la zone latérale et vice versa. Grâce à cette dernière fonction, ils maintiennent la polarité des cellules épithéliales.

Des jonctions serrées ceinturent le rein, la vessie et l'épithélium intestinal. De plus, ils sont un composant fonctionnel de la soi-disant barrière hémato-encéphalique et garantissent que les substances du sang ne peuvent pas se diffuser dans les tissus du cerveau. Les arêtes finales constituées de protéines membranaires peuvent contenir diverses protéines. Ils ne sont probablement pas tous encore connus.

Anatomie et structure

Les protéines membranaires les plus importantes dans les jonctions serrées sont les claudines et l'occludine. Les claudins ont été documentés chez plus de 20 vertébrés différents. Toutes les protéines membranaires intégrales ont une disposition en réseau et relient les membranes de plusieurs cellules dans un contact tête-à-tête. Les pores aqueux composent l'anatomie.

La composition des protéines membranaires contenues diffère de l'épithélium à l'épithélium et dépend des exigences fonctionnelles des jonctions serrées. Par exemple, la claudine 16 dans l'épithélium rénal est impliquée dans l'absorption des ions Mg2 + par les reins dans le sang. Les jonctions serrées forment des réseaux de différentes étanchéité en fonction de la tâche et de l'épithélium. Les protéines membranaires se trouvent vaguement dans l'intestin. La barrière hémato-encéphalique forme une barrière relativement étroite.

L'étanchéité du réseau est en corrélation avec la perméabilité. Le réseau protéique est constitué de brins étroits. En particulier, les zones extracellulaires des protéines individuelles se combinent pour former une connexion cellulaire. Les zones intracellulaires dépendent du cytosquelette des cellules. Les jonctions serrées entourent la circonférence cellulaire d'un épithélium comme une ceinture et se nichent ainsi contre la structure cellulaire épithéliale.

Fonction et tâches

Les jonctions serrées sont principalement une barrière de diffusion. Cette fonction peut retenir complètement les molécules de l'espace intracellulaire, ou être associée à une perméabilité sélective (semi-perméabilité) pour des molécules d'une certaine taille. Le réseau de jonctions serrées, par sa fonction de barrière de diffusion, est le préalable à la transcytose. La diffusion paracellulaire de molécules ou d'ions à travers l'espace épithélial est empêchée par les jonctions serrées. En même temps, les bandes d'extrémité empêchent les fluides corporels de s'écouler.

Les protéines membranaires des jonctions serrées protègent également l'organisme des microorganismes envahissants et forment ainsi également une barrière pour les intrus vivants. En plus de la fonction de barrière, les jonctions serrées ont également une fonction dite de clôture. Le réseau protéique empêche le mouvement des composants membranaires individuels et maintient ainsi la polarité cellulaire de l'épithélium. L'épithélium est divisé en zones apicale et basale par les réseaux. La membrane cellulaire apicale de l'épithélium a une biochimie différente de la membrane cellulaire basolatérale. Les jonctions serrées aident à maintenir ces différences de milieu biochimique et permettent ainsi un transport dirigé de substances.

Des fonctions mécaniques sont ajoutées à ces fonctions. Par exemple, les jonctions serrées servent également à stabiliser les assemblages de cellules épithéliales. Ils relient les cellules du cytosquelette entre elles et assurent la statique tissulaire de l'épithélium. La perméabilité entre les cellules épithéliales est sujette à des changements temporaires. L'épithélium est ainsi capable de réagir à des exigences de transport paracellulaire accrues. Pour cela, les claudines et occludines des «jonctions serrées» s'associent aux protéines membranaires intracellulaires qui se connectent au cytosquelette d'actine.

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Maladies

Les jonctions serrées peuvent être soumises à des changements de structure dus à des mutations et ainsi perdre leurs fonctions. La claudine 16 des réseaux protéiques de l'épithélium rénal n'est pas présente sous la forme requise après des mutations dans le gène codant pour la protéine. De telles mutations peuvent entraîner une perte de Mg2 +.

En raison de la perte de la fonction de barrière, trop peu d'ions Mg2 + sont absorbés par les reins dans le sang et trop sont excrétés avec l'urine. Les maladies peuvent également affecter les «zonula occludens». Cela est particulièrement vrai du cerveau. La barrière hémato-encéphalique est une barrière de diffusion naturelle entre le sang et le cerveau qui maintient le milieu cérébral. Des troubles de la barrière hémato-encéphalique surviennent, par exemple, dans le contexte de la sclérose en plaques. Cependant, des maladies telles que le diabète sucré peuvent également perturber la barrière hémato-encéphalique. L'effet protecteur de la barrière est également perdu avec diverses lésions cérébrales et maladies dégénératives.

Dans la sclérose en plaques, c'est l'inflammation récurrente du cerveau qui a un effet néfaste sur les jonctions serrées. Les cellules de la défense immunitaire du corps surmontent la barrière hémato-encéphalique dans le cadre de la maladie auto-immune.Lors d'un AVC ischémique, les composants des jonctions serrées de la barrière hémato-encéphalique sont même décomposés. Ce type d'accident vasculaire cérébral s'accompagne d'un vide dans le cerveau, qui est ensuite rempli de sang. L'endothélie de la barrière hémato-encéphalique change en deux phases.

Étant donné que le processus pathologique libère des oxydants, des enzymes protéolytiques et des cytokines, la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique change. L'œdème se développe dans le cerveau. Les leucocytes activés libèrent alors ce que l'on appelle des métalloprotéases matricielles, qui décomposent la lame basale et les complexes protéiques dans les jonctions serrées.