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的內環境;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。

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。  

目錄

組成

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

細胞表層

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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後,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,因為配體並不進入細胞,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後,能一起進入細胞,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。細胞與病毒結合後,即被感染。細胞有趨化性白細胞傷口處遷移,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。  

粘附物質

粘附物質厚薄不一。大多數細胞上的只有20~30奈米。腸上皮細胞近心端上的可達幾百奈米,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

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屬染色後,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

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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;另一些由幾個特定胺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。細胞接受信息後,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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