Gap Junction

Tak jak Skrzyżowania Gap to termin używany do opisania nagromadzenia kanałów komórka-komórka. Przechodzą one przez błony komórkowe dwóch sąsiednich komórek i ustanawiają połączenie między cytoplazmą.

Co to jest połączenie typu gap?

Połączenia szczelinowe to tak zwane koneksony (kompleksy białkowe), które łączą błonę plazmatyczną dwóch komórek. Membrany są zamocowane, ale pod mikroskopem elektronowym nadal można zobaczyć przerwę.

Kanały złącza szczelinowego składają się z dwóch półkanałów (koneksonów). Connexon składa się z kompleksów białek, które tworzą sześciokąt. W środku pozostają wolne pory. Kanał jest utworzony z dwóch takich kompleksów białkowych. Za pomocą połączeń szczelinowych możliwa jest wymiana sygnałów między komórkami. Cząsteczki lub jony mogą być przenoszone za pomocą dyfuzji, którymi mogą być produkty przemiany materii, wtórne substancje przekaźnikowe lub jony wapnia.

Anatomia i budowa

Termin Gap Junction został wymyślony przez Morrisa Karnovsky'ego i Jean-Paula Revela. Odkryli, że w obszarze połączenia szczelin zmniejsza się odległość między dwiema sąsiednimi membranami.

Złącze szczelinowe składa się z sześciu koneksyn, które razem tworzą tak zwany konekson. Konekson może składać się z różnych koneksyn lub z tego samego typu koneksyn. Koneksyna składa się z łańcucha polipeptydowego, który jest utworzony z dwóch zewnątrzkomórkowych pętli, czterech domen transbłonowych lub N- i C-końca. Masę cząsteczkową określa długość C-końca. U ludzi istnieje co najmniej 20 genów koneksyny, a nazwy różnych izoform koneksyny są oparte na ich masie cząsteczkowej. S.

Na przykład Connexin 43 ma masę 43 kDa. Złącze szczelinowe bardzo często składa się z kilku izoform. Funkcjonalne znaczenie tej różnorodności nie zostało w pełni wyjaśnione; w rezultacie prawdopodobnie można inaczej regulować drożność kanałów. Półkanał jest następnie połączony z półkanałem sąsiedniej komórki. Ten kanał międzykomórkowy składa się z różnych koneksonów lub dwóch identycznych koneksonów. Średnica porów wynosi od 1,5 do 2 nm, dzięki czemu mogą przechodzić jony lub cząsteczki.

Połączenie szczelinowe można utworzyć w ciągu kilku sekund, gdy zetkną się dwa ogniwa. Koneksony są ułożone w sześciokątny wzór, z około 28 000 kanałów na mikrometr kwadratowy, tworząc tak zwane płytki.

Funkcja i zadania

Połączenia szczelinowe są bardzo powszechne, zwłaszcza w fazie embrionalnej. U dorosłych można je znaleźć w siatkówce, komórkach glejowych i nabłonkowych oraz mięśniu sercowym. Węzły szczelinowe spełniają następujące zadania:

• Ustanowienie bezpośredniej komunikacji elektrycznej między komórkami
• Produkcja bezpośredniej komunikacji chemicznej za pośrednictwem tak zwanych drugich posłańców
• Wymiana molekularna między komórkami
• Zapobiegaj utracie ładunków lub cząsteczek podczas wymiany

Połączenia szczelinowe są wykorzystywane na przykład w kościach lub soczewce oka do transportu składników odżywczych. Składniki odżywcze są wchłaniane przez komórki graniczne, a następnie przekazywane do sąsiednich komórek poprzez połączenia szczelinowe. W trzustce i wątrobie wspomagają wydzielanie, natomiast w układzie nerwowym czy w mięśniu sercowym przekazują potencjały czynnościowe. Połączenie szczelinowe umożliwia niezwykle szybkie zamknięcie porów. Dzieje się tak na przykład w przypadku uszkodzenia sąsiedniej komórki.

Sąsiednia komórka jest następnie odłączana, tak że zdrowe komórki pozostają nieuszkodzone. W sercu, w siatkówce lub w neuronach, połączenia szczelinowe funkcjonują jako pozbawione przekaźników, sterowane napięciem synapsy, zwane również „synapsami elektrycznymi”. Umożliwia to bardzo szybkie i synchroniczne rozprzestrzenianie się potencjałów czynnościowych. Przewodnictwo zależy od składu koneksyn.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Jeśli wystąpią zmiany w budowie połączeń szczelinowych, może to prowadzić do różnych chorób. Na przykład w tak zwanym zespole Charcota-Marie-Tootha dochodzi do zatoru między cytoplazmą okołowierzchołkową a komórką Schwanna, co prowadzi do degeneracji komórki Schwanna.

Wytwarzając onkogeny i promotory nowotworów, komórki nowotworowe tracą zdolność komunikowania się. Kanały szczelinowe zamykają się i tworzą się niezgodne koneksyny, powodując wzrost komórek nowotworowych. Zmieniona ekspresja koneksyny występuje również w procesach zapalnych. Kiedy zmieniają się połączenia mięśnia sercowego, prowadzi to do zaburzeń rytmu serca, które mogą zagrażać życiu. Upośledzenie funkcji połączeń szczelinowych w sercu często ma bardzo różne przyczyny. W tak zwanej chorobie Chagasa dochodzi do infekcji Trypanosoma cruzii, w wyniku której kanały połączeń szczelinowych są tylko w mniejszym stopniu wbudowane w błonę. W przypadku ostrego zawału serca, szczeliny zamykają się, skracając czas trwania potencjału czynnościowego.

W okresie po zawale połączenia szczelinowe ulegają redystrybucji, a zmiany w rozmieszczeniu połączeń szczelinowych występują również w przewlekłej niewydolności serca, w wyniku czego szczególnie zmniejsza się powierzchnia połączenia szczelinowego. Przerwanie białek złącza szczelinowego może również prowadzić do wrodzonej głuchoty, wrodzonej niepłodności lub chorób skóry. Kanały połączeń szczelinowych również odgrywają ważną rolę w zaćmie. Soczewka oka nie może sama zaopatrywać się w krew, ponieważ naczynia krwionośne powodują, że korpus soczewki jest nieprzejrzysty. W rezultacie komórki w soczewce są zależne od sąsiednich komórek, a zasilanie odbywa się przez kanały połączeń szczelinowych. W przypadku zaburzeń komunikacji komórki umierają i rozwija się zaćma.