細胞表面

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細胞表面(cell surface)是細胞與細胞外環境的邊界,是一個具有複雜結構的多功能體系。在結構上包括細胞被(cell coat)和細胞質膜。動、植物細胞間的連接結構、細菌與植物細胞的細胞壁以及表面的特化的結構,如鞭毛等都可看成是細胞表面結構的組成部分。在功能上,細胞表面是細胞質膜功能的擴展,它保護細胞,使細胞有一個相對穩定內環境;負責細胞內外的物質交換和能量交換,並通過表面結構進行細胞識別、信息的接收和傳遞、進行細胞運動,以及維護細胞的各種形態,並且與免疫癌變都有十分密切的關係。

一、概述

  細胞表面除了提供細胞一個合適的微環境外,細胞表面的特異分子還能接受外環境來的信號,引起細胞一系列反應多細胞動物中細胞與細胞、細胞與基質按一定的排列形成組織,亦與細胞表面有關。

二、組成

  細胞表面由三部分組成:①細胞表層,即質膜的內部蛋白和糖脂伸出於脂雙層外側的部分,②牢固粘著在細胞表層上的物質,③細胞外物質。

1、細胞表層

  電子顯微鏡下可看到質膜外側有薄薄的染色較深的物質,這就是細胞表層。細胞表層一般較為平坦,亦有凹凸不平處。腸上皮細胞刷狀緣中的細胞表層呈絨毛狀。細胞胞飲時表層出現凹陷巨噬細胞改變形狀時,常常伸出偽足。   細胞表層中有細胞膜受體,位於脂雙層外側,它們能特異地與配體結合。一些受體與來自血流中的相應多肽激素結合后,能通過質膜中的其他分子改變細胞質中某些分子的濃度(如環腺苷酸)從而引起生物效應。另一些受體與相應的神經遞質結合,能使膜通道開啟,改變膜電位或促進細胞分泌。這樣引起的生物效應是受體而不是配體引起的,因為配體並不XX細胞,而且能與受體結合的其他物質,如抗體,亦能引起同樣的生物效應。有一些配體,例如運輸蛋白中的低密度脂蛋白生長調節因子中的上皮生長因子毒素中的白喉毒素,在與相應的受體結合后,能一起XX細胞,然後,配體與原先的受體分開,再在細胞內起反應。吞噬細胞能與細菌結合,並將細菌吞進細胞。細胞與病毒結合后,即被感染。細胞有趨化性。白細胞傷口遷移,細菌向營養物運動,都是因為它們表面有相應的受體。細胞間識別亦是通過細胞表層分子的相互作用來實現的。淋巴細胞能識別來自另一個體的細胞並將它消滅掉,是因為它們的組織相容性抗原不同。相鄰細胞間的粘著是通過細胞粘著分子的相互聯接來實現的。

2、粘附物質

  粘附物質厚薄不一。大多數細胞上的只有20~30納米。腸上皮細胞近心端上的可達幾百納米,其中還有絲狀結構。粘附物質主要由細胞分泌的含糖大分子組成,經重金

屬染色后,能在電子顯微鏡下顯示出來,但與細胞表層的界限難於劃清。因此,有人將這兩層統稱糖被。   粘附物質是細胞外微環境的重要組成部分,其中的含糖物質,如唾液酸透明質酸帶有電荷,能吸附離子以保持微環境中的電荷和酸鹼度的恆定,這對發揮質膜上酶的活性和細胞的活動都是有利的。許多脊椎動物的毛細血管周圍,特別是腎小球周圍的粘附物質對分子的通過起著過濾作用。

3、細胞外物質

  細胞外物質是由細胞分泌並沉積在細胞周圍的物質,其中包括纖維連接蛋白膠原血纖維蛋白肝素、透明質酸、蛋白多糖等大分子,它們亦可以聚合物的形式存在;細胞外物質亦可形成結構,例如基底膜、細胞壁等。   細胞外物質對細胞的固著、分化等都有作用。纖維接連蛋白的某些區段能與細胞外物質中其他分子,如膠原、透明質酸的相應區段聯結形成網架;另一些由幾個特定氨基酸按一定次序排列的區段,與細胞表面中的特定分子聯結,從而將細胞固著。在胚胎髮育過程中,細胞外物質能影響細胞的分化。細胞接受信息后,經過傳導和解釋在形態上出現分化。細胞亦能在基質上按一定的形式運動而出現形態建成。所以,細胞外物質雖然足細胞分泌的產物,但反過來又對細胞產生影響。

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