Межклеточная щель — это канал между двумя клетками, по которому могут перемещаться молекулы и могут присутствовать щелевые и плотные соединения . В частности, между эпителиальными клетками и эндотелием кровеносных и лимфатических сосудов часто обнаруживаются межклеточные щели , которые также помогают формировать гемато-нервный барьер , окружающий нервы. Межклеточные щели важны для обеспечения транспортировки жидкостей и небольших растворенных веществ через эндотелий.
Размеры межклеточных щелей варьируются по всему телу, однако длина щелей определена для ряда капилляров. Средняя длина щели для капилляров составляет около 20 м/см 2 . Глубина межклеточных щелей, измеренная от люминального до аблюминального отверстий, варьируется в зависимости от типа капилляров, но в среднем составляет около 0,7 мкм. Ширина межклеточных щелей за пределами области соединения (т.е. в большей части щелей) составляет около 20 нм. В межклеточных щелях капилляров подсчитано, что фракционная площадь стенки капилляра, занимаемая межклеточной щелью, составляет 20 м/см 2 х 20 нм (длина х ширина) = 0,004 (0,4%). Это часть площади стенки капилляра, открытая для свободной диффузии небольших гидрофильных растворенных веществ и жидкостей 5 .
Межклеточная щель необходима для межклеточной коммуникации. Расщелина содержит щелевые контакты , плотные соединения , десмосомы и прикрепленные белки, которые помогают распространять и/или регулировать клеточную связь посредством передачи сигнала, поверхностных рецепторов или хемоградиента. Чтобы молекула попала в клетку путем эндоцитоза , фагоцитоза или рецептор-опосредованного эндоцитоза , часто эта молекула сначала должна проникнуть через щель. Межклеточная щель сама по себе является каналом, но то, что течет через канал, например, ионы, жидкость и небольшие молекулы, а также какие белки или соединения придают каналу порядок, имеет решающее значение для жизни клеток, граничащих с межклеточной щелью.
Исследования на клеточном уровне могут доставлять белки, ионы или специфические небольшие молекулы в межклеточную щель в качестве средства инъекции клетки. Этот метод особенно полезен при размножении агрегатов инфекционных цитозольных белков от клетки к клетке. В одном исследовании белковые агрегаты из дрожжевых прионов высвобождались в межклеточную щель млекопитающих и поглощались соседней клеткой, в отличие от прямого переноса клеток. Этот процесс аналогичен секреции и передаче инфекционных частиц через синаптическую щель между клетками иммунной системы, как это наблюдается у ретровирусов . Понимание путей межклеточного переноса белковых агрегатов, особенно путей, включающих расщелины, необходимо для понимания прогрессивного распространения этой инфекции 8 .
Эндотелиальные плотные контакты чаще всего обнаруживаются в межклеточной щели и обеспечивают регуляцию диффузии через мембраны. Эти связи чаще всего обнаруживаются 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 клеточной поверхности. В межклеточных щелях капилляров плотные соединения являются первыми структурными барьерами, с которыми сталкивается нейтрофил при проникновении в межэндотелиальную щель или щель, соединяющую просвет кровеносного сосуда с субэндотелиальным пространством 2 . В эндотелии капилляров плазма сообщается с интерстициальной жидкостью через межклеточную щель. Плазма крови без белков плазмы , эритроцитов и тромбоцитов проходит через межклеточную щель в капилляр 7 .
В частности, межклеточные щели описаны в капиллярных кровеносных сосудах. Три типа капиллярных кровеносных сосудов бывают непрерывными, окончатыми и прерывистыми, при этом непрерывные капилляры являются наименее пористыми из трех, а прерывистые капилляры обладают чрезвычайно высокой проницаемостью. Непрерывные кровеносные капилляры имеют наименьшие межклеточные щели, а прерывистые кровеносные капилляры имеют самые большие межклеточные щели, обычно сопровождающиеся разрывами в базальной мембране 6. Часто жидкость вытесняется из капилляров через межклеточные щели. Жидкость выталкивается через межклеточную щель на артериальном конце капилляра, поскольку именно там давление самое высокое. Однако большая часть этой жидкости возвращается в капилляр на венозном конце, создавая динамику капиллярной жидкости. Две противоборствующие силы достигают этого баланса; гидростатическое давление и коллоидно-осмотическое давление , с помощью межклеточных щелей являются входами и выходами жидкости 4 . Кроме того, на обмен жидкости влияет размер межклеточных щелей и пор в капиллярах. Чем больше межклеточная щель, тем меньше давление и тем больше жидкости вытечет из щели. Это увеличение расщелины вызвано сокращением эндотелиальных клеток капилляров, часто под действием таких веществ, как гистамин и брадикинин . Однако меньшие межклеточные щели не способствуют обмену жидкости 3 . Наряду с жидкостью посредством этого транспорта в капиллярных кровеносных сосудах также переносятся электролиты 4 . Этот механизм обмена жидкости, электролитов, а также небольших растворенных веществ особенно важен в почечных клубочковых капиллярах 3 .
Межклеточные щели также играют роль в формировании гематосердечного барьера (ГСБ). Межклеточная щель между эндотелиоцитами эндокарда в 3–5 раз глубже, чем щель между эндотелиоцитами капилляров миокарда . Кроме того, эти щели часто более извилистые и имеют одно или два плотных соединения и прилипатели зоны, взаимодействующие с кольцевой полосой актиновых филаментов и несколькими соединяющими белками 7 . Эти плотные соединения локализуются на просветной стороне межклеточных щелей, где гликокаликс , который важен для межклеточного распознавания и передачи сигналов между клетками , более развит. Организация эндокардиального эндотелия и межклеточной щели помогает установить гемато-сердечный барьер, обеспечивая активный трансэндотелиальный физико-химический градиент различных ионов 1 .