АДГЕЗИЯ

Адгезия ( лат. adhaesio прилипание, сцепление) — слипание жидких или твердых тел.

В биологии под адгезионными свойствами клетки понимают комплекс ее характеристик, определяющий способность устанавливать и поддерживать контакты с другими клетками и (или) неживым субстратом. В результате адгезионных взаимодействий происходит образование межклеточного контакта — специализированной структуры, которую можно рассматривать как системообразующий элемент при переходе от клеточного к тканевому уровню организации. Межклеточный контакт представляет собой своеобразную органеллу клетки, состоящую из плазматических мембран и специальных структур контактирующих клеток (см. Мембраны биологические). Предполагают, что адгезионные взаимодействия играют чрезвычайно важную роль в таких процессах, как морфогенез ткани, регуляция деления клеток, малигнизация.

Исследования адгезионных взаимодействий были начаты в 1891 году, когда Рингер (S. Ringer) научился получать суспензии клеток, помещая губки в бескальциевый раствор. В 1908 году Уилсон (W. J. Wilson) обнаружил явление реагрегации суспензии клеток губок с образованием жизнеспособного организма. Явление реагрегации было установлено и для эмбриональных тканей многих видов животных. При этом было показано, что в процессе реагрегации у губок происходит видоспецифическая, а у высших животных — тканеспецифическая сортировка клеток. Это явление получило название избирательной адгезии. Адгезия клеток с субстратом в значительной степени зависит от его физико-хим. свойств. Клетки в культуре размножаются только до тех пор, пока не сформируют сплошной монослой (контактное торможение размножения). Были выделены различные видо- и тканеспецифические факторы агрегации клеточных культур, которые представляют собой сложноорганизованные макромолекулы гликопротеидной природы.

При ослаблении способности клеток к установлению межклеточных контактов резко падает устойчивость клеток эпителия к действию повреждающих агентов. Сила сцепления клеток существенно изменяется под действием гормонов. Показано, например, что при стрессе у крыс происходит уменьшение силы сцепления эпителиоцитов. Это явление объясняют зависимостью адгезионных параметров от уровня глюкокортикоидов в крови. Обнаружено также, что состояние межклеточных контактов влияет на пролиферативную активность клеток.

Наиболее подробно изучены изменения адгезии в ходе опухолевого роста. В 1944 году Коумен (D. R. Goman) обнаружил резкое ослабление (в 5—10 раз) силы сцепления клеток в некоторых опухолях человека. Позднее были установлены изменения адгезионных параметров при химическом и спонтанном канцерогенезе. В тканях-мишенях мышей высокораковых линий адгезионные взаимодействия нарушены с раннего постнатального возраста. Эти и другие аналогичные данные важны для объяснения инвазивности опухолей, способности к метастазированию и некоторых других их свойств.

Величина сил адгезии в тканях взрослых животных может быть уменьшена в результате предварительной обработки ткани бескальциевыми растворами, комплексонами, некоторыми ферментами и так далее. Механизмы адгезии не выяснены окончательно. Известно, что в адгезионных взаимодействиях большую роль играют ионы кальция (другие двухвалентные ионы заменяют их лишь частично). В установлении адгезии большое значение имеет активное движение мембран клеток. В образовании межклеточных контактов принимают участие неспецифические силы Вандер-Ваальса, действующие между мембранами (см. Молекула). Предполагают, что тканеспецифическая адгезия осуществляется с участием макромолекулярного межклеточного цемента. Такой адгезионный фактор, выделенный в эксперименте из бескальциевых экстрактов тканей взрослых животных, может в значительной степени восстанавливать силу сцепления клеток. Его действие тканеспецифично и сопровождается подавлением синтеза ДНК в той же ткани.

Для изучения механизмов адгезии в медико-биологических исследованиях используют несколько групп адгезиометрических методов. Во-первых, это методы, изучающие процессы образования межклеточных контактов в культурах клеток, преимущественно эмбриональных. В этих методах используют, в частности, монослойную культуру клеток на субстрате. Эти методы направлены, в основном, на изучение элементарных механизмов адгезии. С помощью второй группы методов изучают процессы разрушения существующих межклеточных контактов в тканях взрослых животных. Величину адгезионных взаимодействий при этом оценивают по величине силы, необходимой для отделения клеток друг от друга, или по количеству целых клеток, выделенных при дозированном воздействии. В качестве разрушающих воздействий используют механическое, осмотическое, гидродинамическое или гидростатическое воздействия. При этом важно учитывать соотношение сил адгезии и когезии (то есть) прочностных характеристик мембран клеток). Целые клетки могут быть выделены при разрушении тканевого образца, если силы когезии превосходят силы адгезии. Применяют также расчетные методы, в основе которых лежит измерение различных электрических, акустических, механических и других характеристик живых тканей.

Кроме адгезиометрических методов для изучения межклеточных контактов и адгезионных явлений используют различные методы, основанные на определении диффузионных свойств межклеточных контактов и метаболической кооперации клеток.

Библиогр.: Васильев Ю. М. и Маленков А. Г. Клеточная поверхность и реакции клеток, Л., 1968, библиогр.; Конев С. В. и Машуль В. М. Межклеточные контакты, Минск, 1977; Маленков А. Г. и Чуич Г. А. Межклеточные контакты и реакции ткани, М., 1979, библиогр.; Межклеточные взаимодействия, под ред. К. Де Мелло, пер. с англ., М., 1980.

А. Г. Маленков, В. И. Левенталь.