Hoofdstuk 19: Cel-celverbindingen en extracellulaire matrix
Leerdoel: Onderscheid maken tussen verschillende cel-celverbindingen: tight
junctions, adherens junctions, desmosomen, gap junctions, hemidesmosomen
en focale adhesies.
Antwoord: Epitheelcellen zijn georganiseerd in een samenhangend weefsel
waarbij verschillende soorten verbindingen de cellen onderling en met de
basale lamina koppelen. Elke verbinding heeft een eigen structuur,
cytoskeletkoppeling en functie.
Tight junctions:
• Ligging: apicaal, aan de bovenkant van de cel, net onder het vrije oppervlak.
• Structuur & functie: sluiten de ruimte tussen aangrenzende epitheelcellen af → vormen een barrière die voorkomt dat moleculen of ionen
ongecontroleerd tussen de cellen door lekken.
• Belang: behouden van compartimenten (bijv. scheiden van darminhoud en weefselvloeistof).
Adherens junctions:
• Ligging: net onder de tight junctions, vaak in een ringvormige structuur (adhesie belt) rond de cel.
• Cytoskelet: verbonden met actinefilamenten.
• Functie: sterke adhesie tussen cellen, verdelen van mechanische krachten over het epitheel en coördinatie van weefselvormveranderingen.
Desmosomen:
• Ligging: vaak direct onder adherens junctions, maar ook verspreid langs de laterale celmembranen.
• Cytoskelet: gekoppeld aan intermediaire filamenten.
• Functie: geven weefsel mechanische sterkte en zorgen dat cellen bestand zijn tegen trekkrachten.
• Samen met adherens junctions worden ze ook wel anchoring junctions genoemd.
Gap junctions:
• Ligging: meestal dichter bij de basale zijde van de laterale membranen.
• Structuur & functie: kanaalvormende verbindingen die het cytoplasma van naburige cellen direct met elkaar verbinden.
• Belang: snelle uitwisseling van ionen en kleine moleculen → essentieel voor elektrische en metabole koppeling (bijv. in hartspier).
Hemidesmosomen:
• Ligging: aan de basale zijde van de cel, tegen de basale lamina.
• Cytoskelet: gekoppeld aan intermediaire filamenten.
• Functie: verankeren van de cel stevig aan de basale lamina, zodat het epitheel niet losraakt.
Focale adhesies (actin-linked cell–matrix junctions):
• Ligging: eveneens basaal, in contact met de basale lamina.
• Cytoskelet: gekoppeld aan actinefilamenten.
• Functie: verbinden cellen dynamisch met de extracellulaire matrix en spelen een rol bij signalering en migratie.
Leerdoel: De rol van adaptoreiwitten in verschillende cel-celverbindingen en hun hechting aan
intracellulaire cytoskeletfilamenten uitleggen.
Antwoord: Adaptoreiwitten zijn cruciaal voor de functionele verbinding tussen adhesie-eiwitten en
het cytoskelet. Ze bepalen niet alleen de mechanische stabiliteit van celverbindingen, maar ook hun
regulatie en signaleringscapaciteit. Afhankelijk van het type junction zorgen ze ervoor dat cadherinen
of integrinen gekoppeld worden aan actine of intermediaire filamenten.
Adherens junctions (cel-cel, actine):
• Transmembraan-eiwit: klassieke cadherinen.
• Cytoskelet: actinefilamenten.
• Adaptoreiwitten: α-catenine, β-catenine, p120-catenine en vinculine.
• Rol adaptoren: deze eiwitten koppelen de cadherine-receptor aan actinefilamenten en zorgen voor regulatie van adhesiesterkte en
dynamiek, zodat weefselvormen kunnen veranderen (bijv. tijdens ontwikkeling).
1|Page
, Desmosomen (cel-cel, intermediaire filamenten):
• Transmembraan-eiwit: niet-klassieke cadherinen (desmogleïne, desmocollinen).
• Cytoskelet: intermediaire filamenten (keratine in epitheel).
• Adaptoreiwitten: plakoglobine, plakophiline en desmoplakine.
• Rol adaptoren: ze verbinden de desmosomale cadherinen met het netwerk van intermediaire filamenten, waardoor sterke mechanische
koppeling ontstaat die epitheliale weefsels bestand maakt tegen trek- en drukbelasting.
Actin-linked cell–matrix junctions (focale adhesies):
• Transmembraan-eiwit: integrinen.
• Cytoskelet: actinefilamenten.
• Adaptoreiwitten: taline, kindline, vinculine, paxilline, focal adhesion kinase (FAK) en andere.
• Rol adaptoren: deze complexen koppelen integrinen aan actine en regelen signalering tussen de cel en de matrix, wat essentieel is voor
celmigratie, mechanosensing en regulatie van genexpressie.
Hemidesmosomen (cel-matrix, intermediaire filamenten):
• Transmembraan-eiwit: α6β4-integrine en type XVII collageen.
• Cytoskelet: intermediaire filamenten.
• Adaptoreiwitten: plectine en BP230.
• Rol adaptoren: zorgen voor de koppeling van de integrine-receptor aan intermediaire filamenten, waardoor epitheelcellen stevig in de
basale lamina verankerd worden. Dit voorkomt dat de cellaag loslaat bij mechanische belasting.
Leerdoel: De concepten van homofiele en heterofiele binding in cel-celinteracties begrijpen.
Antwoord:
• Homofiel = like-to-like → cadherine ↔ cadherine (zelfde subtype).
• Heterofiel = unlike-to-unlike → twee verschillende soorten adhesiemoleculen binden aan elkaar.
Homofiele binding:
Bij homofiele binding binden celadhesiemoleculen van hetzelfde type op ene cel aan hetzelfde type moleculen op de tegenoverliggende cel.
• Voorbeeld: cadherinen.
• Mechanisme: de extracellulaire domeinen van cadherinen (EC-domeinen) steken uit het celmembraan. Aan de N-terminus (het uiteinde dat
het verst van het membraan ligt) bevindt zich een structuur met een “knop” en een “pocket”. De knop van een cadherine van de ene cel past
precies in de pocket van een cadherine van de andere cel.
• Kenmerk: dit zorgt voor een symmetrische verbinding: als een cadherine-actine verbinding wordt gemaakt in de ene cel, dan gebeurt dat
ook in de cel ertegenover.
• Functie: draagt bij aan selectieve celherkenning en het bijeenhouden van cellen van hetzelfde type in weefsels.
Heterofiele binding:
Bij heterofiele binding binden celadhesiemoleculen van verschillende typen aan elkaar.
• Voorbeeld: andere adhesiemoleculen (zoals sommige selectinen en integrinen) kunnen heterofiele binding aangaan.
• Mechanisme: het adhesiemolecuul van de ene cel herkent en bindt aan een ander type ligand of receptor op de andere cel.
• Functie: maakt interactie mogelijk tussen verschillende celtypen, bijvoorbeeld tijdens immuunresponsen of bij celmigratie.
Leerdoel: Beschrijven hoe specifieke cadherine-expressie en actine-myosine-interacties bijdragen aan de organisatie van zich ontwikkelende
weefsels.
Antwoord: Cadherinen sturen weefselorganisatie door selectieve, homofiele binding; zowel het type als de hoeveelheid bepaalt cel-sorting.
Adherens junctions koppelen actinebundels en coördineren contracties, waardoor epitheelvellen vervormen en herschikken bij
weefselremodellering.
2|Page
Leerdoel: Onderscheid maken tussen verschillende cel-celverbindingen: tight
junctions, adherens junctions, desmosomen, gap junctions, hemidesmosomen
en focale adhesies.
Antwoord: Epitheelcellen zijn georganiseerd in een samenhangend weefsel
waarbij verschillende soorten verbindingen de cellen onderling en met de
basale lamina koppelen. Elke verbinding heeft een eigen structuur,
cytoskeletkoppeling en functie.
Tight junctions:
• Ligging: apicaal, aan de bovenkant van de cel, net onder het vrije oppervlak.
• Structuur & functie: sluiten de ruimte tussen aangrenzende epitheelcellen af → vormen een barrière die voorkomt dat moleculen of ionen
ongecontroleerd tussen de cellen door lekken.
• Belang: behouden van compartimenten (bijv. scheiden van darminhoud en weefselvloeistof).
Adherens junctions:
• Ligging: net onder de tight junctions, vaak in een ringvormige structuur (adhesie belt) rond de cel.
• Cytoskelet: verbonden met actinefilamenten.
• Functie: sterke adhesie tussen cellen, verdelen van mechanische krachten over het epitheel en coördinatie van weefselvormveranderingen.
Desmosomen:
• Ligging: vaak direct onder adherens junctions, maar ook verspreid langs de laterale celmembranen.
• Cytoskelet: gekoppeld aan intermediaire filamenten.
• Functie: geven weefsel mechanische sterkte en zorgen dat cellen bestand zijn tegen trekkrachten.
• Samen met adherens junctions worden ze ook wel anchoring junctions genoemd.
Gap junctions:
• Ligging: meestal dichter bij de basale zijde van de laterale membranen.
• Structuur & functie: kanaalvormende verbindingen die het cytoplasma van naburige cellen direct met elkaar verbinden.
• Belang: snelle uitwisseling van ionen en kleine moleculen → essentieel voor elektrische en metabole koppeling (bijv. in hartspier).
Hemidesmosomen:
• Ligging: aan de basale zijde van de cel, tegen de basale lamina.
• Cytoskelet: gekoppeld aan intermediaire filamenten.
• Functie: verankeren van de cel stevig aan de basale lamina, zodat het epitheel niet losraakt.
Focale adhesies (actin-linked cell–matrix junctions):
• Ligging: eveneens basaal, in contact met de basale lamina.
• Cytoskelet: gekoppeld aan actinefilamenten.
• Functie: verbinden cellen dynamisch met de extracellulaire matrix en spelen een rol bij signalering en migratie.
Leerdoel: De rol van adaptoreiwitten in verschillende cel-celverbindingen en hun hechting aan
intracellulaire cytoskeletfilamenten uitleggen.
Antwoord: Adaptoreiwitten zijn cruciaal voor de functionele verbinding tussen adhesie-eiwitten en
het cytoskelet. Ze bepalen niet alleen de mechanische stabiliteit van celverbindingen, maar ook hun
regulatie en signaleringscapaciteit. Afhankelijk van het type junction zorgen ze ervoor dat cadherinen
of integrinen gekoppeld worden aan actine of intermediaire filamenten.
Adherens junctions (cel-cel, actine):
• Transmembraan-eiwit: klassieke cadherinen.
• Cytoskelet: actinefilamenten.
• Adaptoreiwitten: α-catenine, β-catenine, p120-catenine en vinculine.
• Rol adaptoren: deze eiwitten koppelen de cadherine-receptor aan actinefilamenten en zorgen voor regulatie van adhesiesterkte en
dynamiek, zodat weefselvormen kunnen veranderen (bijv. tijdens ontwikkeling).
1|Page
, Desmosomen (cel-cel, intermediaire filamenten):
• Transmembraan-eiwit: niet-klassieke cadherinen (desmogleïne, desmocollinen).
• Cytoskelet: intermediaire filamenten (keratine in epitheel).
• Adaptoreiwitten: plakoglobine, plakophiline en desmoplakine.
• Rol adaptoren: ze verbinden de desmosomale cadherinen met het netwerk van intermediaire filamenten, waardoor sterke mechanische
koppeling ontstaat die epitheliale weefsels bestand maakt tegen trek- en drukbelasting.
Actin-linked cell–matrix junctions (focale adhesies):
• Transmembraan-eiwit: integrinen.
• Cytoskelet: actinefilamenten.
• Adaptoreiwitten: taline, kindline, vinculine, paxilline, focal adhesion kinase (FAK) en andere.
• Rol adaptoren: deze complexen koppelen integrinen aan actine en regelen signalering tussen de cel en de matrix, wat essentieel is voor
celmigratie, mechanosensing en regulatie van genexpressie.
Hemidesmosomen (cel-matrix, intermediaire filamenten):
• Transmembraan-eiwit: α6β4-integrine en type XVII collageen.
• Cytoskelet: intermediaire filamenten.
• Adaptoreiwitten: plectine en BP230.
• Rol adaptoren: zorgen voor de koppeling van de integrine-receptor aan intermediaire filamenten, waardoor epitheelcellen stevig in de
basale lamina verankerd worden. Dit voorkomt dat de cellaag loslaat bij mechanische belasting.
Leerdoel: De concepten van homofiele en heterofiele binding in cel-celinteracties begrijpen.
Antwoord:
• Homofiel = like-to-like → cadherine ↔ cadherine (zelfde subtype).
• Heterofiel = unlike-to-unlike → twee verschillende soorten adhesiemoleculen binden aan elkaar.
Homofiele binding:
Bij homofiele binding binden celadhesiemoleculen van hetzelfde type op ene cel aan hetzelfde type moleculen op de tegenoverliggende cel.
• Voorbeeld: cadherinen.
• Mechanisme: de extracellulaire domeinen van cadherinen (EC-domeinen) steken uit het celmembraan. Aan de N-terminus (het uiteinde dat
het verst van het membraan ligt) bevindt zich een structuur met een “knop” en een “pocket”. De knop van een cadherine van de ene cel past
precies in de pocket van een cadherine van de andere cel.
• Kenmerk: dit zorgt voor een symmetrische verbinding: als een cadherine-actine verbinding wordt gemaakt in de ene cel, dan gebeurt dat
ook in de cel ertegenover.
• Functie: draagt bij aan selectieve celherkenning en het bijeenhouden van cellen van hetzelfde type in weefsels.
Heterofiele binding:
Bij heterofiele binding binden celadhesiemoleculen van verschillende typen aan elkaar.
• Voorbeeld: andere adhesiemoleculen (zoals sommige selectinen en integrinen) kunnen heterofiele binding aangaan.
• Mechanisme: het adhesiemolecuul van de ene cel herkent en bindt aan een ander type ligand of receptor op de andere cel.
• Functie: maakt interactie mogelijk tussen verschillende celtypen, bijvoorbeeld tijdens immuunresponsen of bij celmigratie.
Leerdoel: Beschrijven hoe specifieke cadherine-expressie en actine-myosine-interacties bijdragen aan de organisatie van zich ontwikkelende
weefsels.
Antwoord: Cadherinen sturen weefselorganisatie door selectieve, homofiele binding; zowel het type als de hoeveelheid bepaalt cel-sorting.
Adherens junctions koppelen actinebundels en coördineren contracties, waardoor epitheelvellen vervormen en herschikken bij
weefselremodellering.
2|Page
