Межклеточная щель — это канал между двумя клетками, через который могут перемещаться молекулы, и могут присутствовать щелевые контакты и плотные контакты . В частности, межклеточные щели часто встречаются между эпителиальными клетками и эндотелием кровеносных и лимфатических сосудов , также помогая формировать гематоэнцефалический барьер, окружающий нервы. Межклеточные щели важны для обеспечения транспортировки жидкостей и небольших растворенных веществ через эндотелий.
Размеры межклеточных щелей различаются по всему телу, однако длины щелей были определены для ряда капилляров. Средняя длина щели для капилляров составляет около 20 м/см 2 . Глубина межклеточных щелей, измеренная от люминального до аблюминального отверстия, различается среди различных типов капилляров, но в среднем составляет около 0,7 мкм. Ширина межклеточных щелей составляет около 20 нм за пределами соединительной области (т. е. в большей части щелей). В межклеточных щелях капилляров было подсчитано, что доля площади стенки капилляра, занимаемая межклеточной щелью, составляет 20 м/см 2 x 20 нм (длина x ширина) = 0,004 (0,4%). Это доля площади стенки капилляра, открытая для свободной диффузии небольших гидрофильных растворенных веществ и жидкостей 5 .
Межклеточная щель необходима для межклеточной коммуникации. Щель содержит щелевые контакты , плотные контакты , десмосомы и адгезионные белки, все из которых помогают распространять и/или регулировать клеточную коммуникацию посредством передачи сигнала, поверхностных рецепторов или хемоградиента. Для того чтобы молекула попала в клетку путем эндоцитоза , фагоцитоза или рецептор-опосредованного эндоцитоза , часто эта молекула должна сначала проникнуть через щель. Сама межклеточная щель является каналом, но то, что течет через канал, например, ионы, жидкость и малые молекулы, и какие белки или соединения задают порядок каналу, имеет решающее значение для жизни клеток, граничащих с межклеточной щелью.
Исследования на клеточном уровне могут доставлять белки, ионы или определенные малые молекулы в межклеточную щель в качестве средства инъекции клетки. Этот метод особенно полезен при распространении инфекционных цитозольных белковых агрегатов от клетки к клетке. В одном исследовании белковые агрегаты из дрожжевых прионов были выпущены в межклеточную щель млекопитающих и были захвачены соседней клеткой, в отличие от прямого переноса клеток. Этот процесс был бы похож на секрецию и передачу инфекционных частиц через синаптическую щель между клетками иммунной системы, как это наблюдается у ретровирусов . Понимание путей переноса межклеточных белковых агрегатов, особенно путей, включающих щели, является обязательным для понимания прогрессирующего распространения этой инфекции 8 .
Эндотелиальные плотные контакты чаще всего встречаются в межклеточной щели и обеспечивают регуляцию диффузии через мембраны. Эти связи чаще всего встречаются в самой апикальной части межклеточной щели. Они предотвращают перемещение макромолекул по межклеточной щели и ограничивают латеральную диффузию внутренних мембранных белков и липидов между апикальными и базолатеральными доменами поверхности клеток. В межклеточных щелях капилляров плотные контакты являются первыми структурными барьерами, с которыми сталкивается нейтрофил , когда он проникает в межэндотелиальную щель или зазор, соединяющий просвет кровеносного сосуда с субэндотелиальным пространством 2 . В эндотелии капилляров плазма сообщается с интерстициальной жидкостью через межклеточную щель. Плазма крови без плазменных белков , эритроцитов и тромбоцитов проходит через межклеточную щель и попадает в капилляр 7 .
В частности, межклеточные щели описаны в капиллярных кровеносных сосудах. Три типа капиллярных кровеносных сосудов — непрерывные, фенестрированные и прерывистые, причем непрерывные являются наименее пористыми из трех, а прерывистые капилляры обладают чрезвычайно высокой проницаемостью. Непрерывные кровеносные капилляры имеют самые маленькие межклеточные щели, а прерывистые кровеносные капилляры имеют самые большие межклеточные щели, обычно сопровождаемые зазорами в базальной мембране 6 . Часто жидкость вытесняется из капилляров через межклеточные щели. Жидкость выталкивается через межклеточную щель на артериальном конце капилляра, потому что именно там давление самое высокое. Однако большая часть этой жидкости возвращается в капилляр на венозном конце, создавая динамику капиллярной жидкости. Две противоположные силы достигают этого баланса; гидростатическое давление и коллоидно-осмотическое давление , используя межклеточные щели как входы для жидкости и выходы для жидкости 4 . Кроме того, размер межклеточных щелей и пор в капилляре будет влиять на этот обмен жидкостью. Чем больше межклеточная щель, тем меньше давление и тем больше жидкости будет вытекать из щели. Это увеличение щели вызвано сокращением эндотелиальных клеток капилляров, часто такими веществами, как гистамин и брадикинин . Однако меньшие межклеточные щели не способствуют этому обмену жидкостью 3 . Наряду с жидкостью, электролиты также переносятся через этот транспорт в капиллярных кровеносных сосудах 4 . Этот механизм обмена жидкостью, электролитами, а также небольшими растворенными веществами особенно важен в капиллярах почечных клубочков 3 .
Межклеточные щели также играют роль в формировании гемато -сердечного барьера (ГСБ). Межклеточная щель между эндотелиоцитами эндокарда в 3–5 раз глубже щелей между эндотелиоцитами капилляров миокарда . Кроме того, эти щели часто более извилистые и имеют одно или два плотных соединения и zona adhesivens, взаимодействующих с окружной полосой актиновых филаментов и несколькими соединительными белками 7 . Эти плотные соединения локализуются на люминальной стороне межклеточных щелей, где гликокаликс , который важен для межклеточного распознавания и клеточной сигнализации , более развит. Организация эндокардиального эндотелия и межклеточной щели помогает установить гемато-сердечный барьер , обеспечивая активный трансэндотелиальный физико-химический градиент различных ионов 1 .