Gap Junction

Som Gap-kryds er det udtryk, der bruges til at beskrive ophobninger af celle-celle kanaler. Disse krydser cellemembranerne i to naboceller og etablerer en forbindelse mellem cytoplasmaet.

Hvad er et mellemrum?

Gapforbindelser er såkaldte connexons (proteinkomplekser), der forbinder to cellers plasmamembran. Membranerne er faste, men under elektronmikroskopet kan der stadig ses et hul.

Kanalerne i et mellemrum består af to halve kanaler (sammenhænge). Et connexon består af proteinkomplekser, der samles i form af en hexagon. En pore forbliver fri i midten. En kanal dannes ud fra to sådanne proteinkomplekser. Ved hjælp af mellemrumskrydserne er det muligt at udveksle signaler mellem cellerne. Molekyler eller ioner kan overføres ved hjælp af diffusion, som kan være metaboliske produkter, sekundære messenger stoffer eller calciumioner.

Anatomi & struktur

Udtrykket Gap Junction blev myntet af Morris Karnovsky og Jean-Paul Revel. De fandt ud af, at afstanden mellem to tilstødende membraner indsnævres i området med en spaltevej.

Et mellemrum består af seks sammenhænge, ​​der tilsammen danner et såkaldt sammenhæng. Et connexon kan enten være sammensat af forskellige connexins eller af den samme type connexins. En connexin består af en polypeptidkæde, der er dannet af to ekstracellulære sløjfer, fire transmembrane domæner eller en N- og C-terminus. Molekylvægten bestemmes af længden af ​​C-terminalen. Der er mindst 20 connexin-gener hos mennesker, navnene på de forskellige connexin-isoformer er baseret på deres molekylvægt. S.

o Connexin 43 har for eksempel en vægt på 43 kDa. Et mellemrum består ofte af flere isoformer. Den funktionelle betydning af denne mangfoldighed er ikke fuldt ud afklaret; kanalernes tålmodighed kan sandsynligvis reguleres forskelligt som et resultat. En halv kanal forbindes derefter til halvkanalen i en nabocelle. Denne intercellulære kanal består af enten forskellige sammenhænge eller to identiske tilslutninger. Poreens diameter er 1,5 til 2 nm, så ioner eller molekyler kan passere igennem.

Et mellemrum kan oprettes inden for få sekunder, når to celler kommer i kontakt. Forbindelserne er arrangeret i et hexagonalt mønster med ca. 28.000 kanaler pr. Kvadratmikrometer, der danner såkaldte plaques.

Funktion & opgaver

Gap-kryds er meget almindelige, især i den embryonale fase. Hos voksne kan de findes i nethinden, glial og epitelceller og hjertemuskelen. Gap-kryds opfylder følgende opgaver:

• Etablering af direkte elektrisk kommunikation mellem celler
• Produktion af direkte kemisk kommunikation via såkaldte second messengers
• Molekylær udveksling mellem celler
• Undgå, at ladninger eller molekyler går tabt under udvekslingen

Gapkryds bruges for eksempel i knoglerne eller i linsen på øjet til at transportere næringsstoffer. Næringsstofferne absorberes af grænsecellerne og føres derefter videre til de nærliggende celler via mellemrumskrydserne. I bugspytkirtlen og leveren understøtter de sekretion, mens de i nervesystemet eller i hjertemuskulaturen overfører handlingspotentialer. En spaltevejsforbindelse gør det muligt at lukke porerne ekstremt hurtigt. Dette opstår for eksempel når en nabocelle er beskadiget.

Den nærliggende celle afkobles derefter, så de raske celler forbliver uskadede. I hjertet, i nethinden eller i neuroner fungerer spalteforbindelser som transmitterfrie, spændingsstyrede synapser, der også kaldes "elektriske synapser". Dette gør det muligt for handlingspotentialer at sprede sig meget hurtigt og synkront. Konduktiviteten afhænger af sammensætningen af ​​connexins.

Du kan finde din medicin her

sygdomme

Hvis der forekommer ændringer i konstruktionen af ​​spalteforbindelser, kan dette føre til forskellige sygdomme. I det såkaldte Charcot-Marie-Tooth-syndrom forekommer for eksempel en blokering mellem den periaxonale cytoplasma og Schwann-cellen, hvilket fører til degeneration af Schwann-cellen.

Ved at producere onkogener og tumorpromotorer mister tumorceller deres evne til at kommunikere. Mellemrumskanalerne lukker tæt, og der dannes uforenelige connexiner, der får tumorcellerne til at vokse. En ændret connexin-ekspression forekommer også i inflammatoriske processer. Når hjertespalteforbindelser ændres, fører dette til hjertearytmier, der kan være livstruende. Nedskrivninger i funktionen af ​​spalteforbindelser i hjertet har ofte meget forskellige årsager. I den såkaldte Chagas sygdom forekommer en infektion med Trypanosoma cruzii, som et resultat af, at spalteforbindelseskanalerne kun er mindre indbygget i membranen. I tilfælde af et akut hjerteinfarkt lukkes gapskrydserne, hvilket reducerer varigheden af ​​handlingspotentialet.

I perioden efter infarkt distribueres gapskrydserne, og ændringer i fordelingen af ​​spalteforbindelserne forekommer også i tilfælde af kronisk hjertesvigt, idet spalteforbindelsesoverfladen især reduceres. En forstyrrelse af mellemrumsproteinerne kan også føre til medfødt døvhed, medfødt infertilitet eller hudsygdomme. Mellemrumskanalerne spiller også en vigtig rolle i grå stær. Øjens linse kan ikke forsyne sig med blod, fordi blodkar gør linsekroppen uigennemsigtig. Som et resultat er cellerne i linsen afhængige af de nærliggende celler, idet forsyningen finder sted via mellemrumskanalerne. Hvis der er en forstyrrelse i kommunikationen, dør cellerne og grå stær udvikler sig.