Zellkontakt

Als Zellkontakte (engl. Cell junction) werden die Berührungspunkte von Zellen in Geweben bezeichnet. Alle mehrzelligen Lebewesen weisen solche Zellkontakte auf. Sie werden auch als Zell-Zell-Wechselwirkungen bezeichnet.

Die Zellkontakte werden im Wesentlichen von Proteinen hergestellt, die sich auf den Zelloberflächen befinden, den Zelladhäsionsmolekülen. Sie haben grundlegend die Aufgabe, das Gewebe zusammenzuhalten und die Kommunikation von Zellen miteinander zu ermöglichen. Viele dieser Zelladhäsionsmoleküle sind Transmembranproteine, die auf beiden Seiten, innen und außen, über die Zellmembran hinausragen. Diese Proteine können Signale von außen, beispielsweise von anderen Zellen, ins Innere weiterleiten, oder Signale von der Zelle an die Nachbarzellen weitergeben. Zelladhäsionsmoleküle vermitteln sowohl Kontakte zwischen Zellen als auch zwischen Zellen und der extrazellulären Matrix.

Bei den Zellkontakten können drei große Gruppen unterschieden werden:

Unduchlässige Verbindungen, Barrierenkontakte oder Verschließende Verbindungen (engl. Occluding junctions), welche die Zellzwischenräume in engen Kontakt bringen und den Fluss von Ionen und Molekülen durch den Zellzwischenraum kontrollieren.
- Zonula occludens oder Tight junction (vorwiegend bei Vertebraten)
- Septate junction (vorwiegend bei Invertebraten)
- Macula occludens
- Fascia occludens
Ankerverbindungen oder Adhäsionskontakte (engl. Anchoring junctions oder Adhering junctions), welche die Zellen mechanisch verbinden. Hier wird zwischen zwei funktionalen Gruppen unterschieden:
1. Zell-Zell-Kontakte (Desmosom im weiteren Sinn)
  - Macula adhaerens (Fleckdesmosom = Desmosom im engeren Sinn)
  - Adherens junctions
    - Zonula adhaerens (Gürteldesmosom)
    - Punctum adhaerens (Punktdesmosom)
    - Fascia adhaerens (Streifendesmosom)
2. Zell-Substrat-Kontakte
  - Hemidesmosom
  - Fokale Adhäsion
Kommunizierende Verbindungen oder Kommunikationskontakte (engl. Communicating junctions) welche den freien Durchfluss von chemischen oder elektrischen Signalen (Ionen und kleinere Moleküle) ermöglichen. Unterschieden werden:
- Gap junction (Nexus)
- Synapse
- Plasmodesmos

Die molekularen Prinzipien lassen sich dabei folgendermaßen vereinfacht zusammenfassen:

Cadherine in der Plasmamembran verankern eine Zelle mit der Plasmamembran benachbarter Zellen (und werden somit in Adherens junctions und Desmosomen gefunden)
Integrine in der Plasmamembran verankern eine Zelle mit Molekülen der extrazellulären Matrix (und werden somit in fokalen Adhäsionen und Hemidesmosomen gefunden)

Der Zusammenhalt und die Kommunikation zwischen Zellen sind die Grundvoraussetzung für die Entstehung von komplexeren Organismen. Erst dadurch wird eine Differenzierung der Zellen und damit eine Spezialisierung von Geweben zu Organen ermöglicht. Die Lipiddoppelschichten der Biomembranen sind dünn und können deshalb die großen Kräfte, die auf einen Zellverband ausgeübt werden, nicht weiterleiten. Zellverankerungen (engl.:Anchoring junctions) lösen dieses Problem, indem sie das Cytoskelett im Inneren einer Zelle mit dem anderer Zellen oder mit der extrazellulären Matrix verbinden.

Literatur

Alberts, B. et. al.: Molecular Biology of the Cell. Garland Science, 4. Auflage, 2002. ISBN 0815340729.
Detlev Drenkhahn und Wolfgang Zenker (Hrsg.): Benninghoff Anatomie Band 1. 15.Auflage, Urban und Schwarzenberg, Wien/München/Baltimore 1994. ISBN 3-541-00245-X

Weblinks