Eine Tight Junction, auch als Zona occludens bekannt, gehört zu einer Gruppe von Verbindungen, die Zellen miteinander und mit dem sie umgebenden Gewebe verbinden und so zur strukturellen Stabilität und Festigkeit beitragen. Tight Junctions ermöglichen auch den effizienten Transport von Substanzen durch Epithelzellen, indem sie Transportproteine in verschiedene Zellregionen segregieren. Die Verbindungen befinden sich am oberen Teil oder Apex der Zelle und bilden Dichtungen, die eine Bewegung zwischen Basis und Apex in beide Richtungen verhindern. Dies bedeutet, dass die Spitze jeder Zelle effektiv ein von der Basis getrenntes Kompartiment bildet. Tight Junctions verhindern auch, dass Substanzen von einer Epithelzelle zur nächsten gelangen.
Kämme benachbarter Zellen treffen sich und verbinden sich fest miteinander, um feste Verbindungen zu bilden. Sie lassen bestimmte Moleküle passieren, verschließen aber ansonsten den Raum zwischen den Zellen vollständig. Proteine werden daran gehindert, sich innerhalb der Membran zu bewegen, was dazu beiträgt, sie in bestimmten Bereichen zu konzentrieren, in denen sie Substanzen zwischen den Zellen transportieren. Dies bietet eine Möglichkeit, verschiedenen Teilen der Zelle verschiedene Funktionen zuzuweisen.
Zum Beispiel ermöglichen die Epithelzellen, die den Darm auskleiden, Nährstoffe aus dem Darminhalt durch ihre apikalen Oberflächen. Nährstoffe bewegen sich dann durch ihre basalen und lateralen Oberflächen, um die extrazelluläre Flüssigkeit zu erreichen und in die Blutgefäße zu gelangen. Für diesen Prozess werden zwei verschiedene Sätze von Transportproteinen benötigt, einer am Apex und einer an der Basis und den Seiten der Zelle, und Tight Junctions sorgen dafür, dass sie in ihren jeweiligen Bereichen bleiben. Moleküle werden auch daran gehindert, durch die Zwischenräume zwischen den Zellen in den Darm zurückzukehren, da sie durch Tight Junctions versiegelt werden. Manchmal sind Epithelzellen in der Lage, Tight Junctions anzupassen, um zusätzliches Wasser und Substanzen durchzulassen, beispielsweise wenn die Konzentrationen im Darm nach einer Mahlzeit erhöht werden.
Tight Junctions bestehen aus einem Netzwerk von Dichtungssträngen, die Plasmamembranen zusammenhalten. Sie werden hauptsächlich aus einer Gruppe von Proteinen gebildet, die als Claudin bezeichnet werden. Andere Arten von Verbindungen umfassen Ankerverbindungen, die Zellzytoskelette miteinander verbinden und aus Cadherin- oder Integrinproteinen hergestellt werden. Zytoskelette sind Netzwerke aus Filamenten, die Zellen ihre Form geben. Schließlich ermöglichen Gap Junctions direkt den Durchgang von Molekülen zwischen Zellen.
Zonulin ist ein Protein, das die Durchlässigkeit von Tight Junctions im Darm reguliert und bei Autoimmunerkrankungen wie Zöliakie und Diabetes eine Rolle spielt. Bei Zöliakie führt der Verzehr von Gluten zu einem hohen Zonulinspiegel, der den Darm durchlässiger macht als üblich. Gluten gelangt dann ins Blut und löst eine Autoimmunreaktion aus, bei der Antikörper auf den Darm abzielen, was zu Symptomen wie Bauchschmerzen und Durchfall führt. Die Behandlung beinhaltet im Allgemeinen die Vermeidung von Gluten in der Ernährung, aber Medikamente, die entwickelt wurden, um die Wirkung von Zonulin zu blockieren, könnten sich in Zukunft als nützlich erweisen.