Gap Junction

Tak jako Mezery je termín používaný k popisu hromadění buněčných kanálů. Tyto procházejí buněčnými membránami dvou sousedních buněk a vytvářejí spojení mezi cytoplazmou.

Co je to mezera?

Mezery jsou tzv. Konexony (proteinové komplexy), které spojují plazmatickou membránu dvou buněk. Membrány jsou pevné, ale pod elektronovým mikroskopem je stále vidět mezera.

Kanály mezerového spojení se skládají ze dvou polovičních kanálů (propojení). Konex je tvořen bílkovinnými komplexy, které se skládají ve formě šestiúhelníku. Uprostřed zůstává volný pór. Kanál je vytvořen ze dvou takových proteinových komplexů. Pomocí mezerových spojů je možná výměna signálů mezi buňkami. Molekuly nebo ionty lze přenášet pomocí difúze, což mohou být metabolické produkty, sekundární messengerové látky nebo ionty vápníku.

Anatomie a struktura

Termín Gap Junction byl vytvořen Morrisem Karnovským a Jean-Paulem Revelem. Zjistili, že v oblasti křižovatky se vzdálenost mezi sousedními membránami zužuje.

Mezera se skládá ze šesti konexinů, které společně tvoří tzv. Konexon. Konexon může být složen buď z různých konexinů nebo ze stejného typu konexinů. Konexin sestává z polypeptidového řetězce, který je vytvořen ze dvou extracelulárních smyček, čtyř transmembránových domén nebo N- a C-konce. Molekulová hmotnost je určena délkou C-konce. U lidí existuje alespoň 20 konexinových genů, názvy různých konforminových izoforem jsou založeny na jejich molekulové hmotnosti. S.

o Například Connexin 43 má hmotnost 43 kDa. Mezera je velmi často tvořena několika izoformami. Funkční význam této rozmanitosti nebyl zcela objasněn, průchodnost kanálů může být v důsledku toho pravděpodobně regulována odlišně. Poloviční kanál je pak připojen k polovičnímu kanálu sousední buňky. Tento mezibuněčný kanál je tvořen buď různými konexony, nebo dvěma identickými konexony. Průměr pórů je 1,5 až 2 nm, takže ionty nebo molekuly mohou procházet.

Když se dvě buňky dostanou do kontaktu, lze během několika sekund nastavit mezeru. Spoje jsou uspořádány v šestiúhelníkovém vzoru, přičemž asi 28 000 kanálů na čtvereční mikrometr tvoří tzv. Plaky.

Funkce a úkoly

Mezery jsou velmi časté, zejména v embryonálním stadiu. U dospělých se vyskytují v sítnici, gliových a epiteliálních buňkách a srdečním svalu. Spojení mezer plní následující úkoly:

• Navázání přímé elektrické komunikace mezi buňkami
• Výroba přímé chemické komunikace prostřednictvím tzv. Druhých poslů
• Molekulární výměna mezi buňkami
• Zabraňte ztrátě nábojů nebo molekul během výměny

Mezery se používají například v kostech nebo v čočce oka k transportu živin. Živiny jsou pohlceny hraničními buňkami a pak jsou předávány do sousedních buněk přes mezery. V pankreatu a játrech podporují sekreci, zatímco v nervovém systému nebo v srdečním svalu přenášejí akční potenciál. Mezera umožňuje velmi rychlé uzavření pórů. K tomu dochází například při poškození sousední buňky.

Sousední buňka je následně oddělena, takže zdravé buňky zůstávají nepoškozené. V srdci, v sítnici nebo v neuronech fungují křižovatkové spoje jako synapse bez vysílače, řízené napětím, které se také nazývají „elektrické synapsy“. To umožňuje velmi rychle a synchronně se šířit akční potenciály. Vodivost závisí na složení konexinů.

Zde najdete své léky

Nemoci

Dojde-li ke změnám ve stavbě křižovatek, může to vést k různým nemocem. Například u takzvaného syndromu Charcot-Marie-Tooth dochází k zablokování mezi periaxonální cytoplazmou a Schwannovou buňkou, což vede k degeneraci Schwannovy buňky.

Produkcí onkogenů a nádorových promotorů nádorové buňky ztrácejí schopnost komunikace. Spojovací kanály mezer se uzavírají a vytvářejí se nekompatibilní konexiny, což způsobuje růst nádorových buněk. U zánětlivých procesů dochází také ke změně exprese konexinu. Změní-li se srdeční mezery, vede to ke srdečním arytmiím, které mohou být život ohrožující. Poruchy funkce křižovatek v srdci mají často velmi odlišné příčiny. Při takzvané Chagasově chorobě dochází k infekci trypanosomem cruzii, v důsledku čehož jsou do membrány vestavěny pouze mezery. V případě akutního infarktu se křižovatka mezer uzavře, čímž se zkrátí doba trvání akčního potenciálu.

V období po infarktu jsou spoje mezer redistribuovány a ke změnám v distribuci spojů mezer dochází také v případě chronického srdečního selhání, přičemž se zejména snižuje povrch spoje mezer. Porucha proteinů mezerového spojení může také vést k vrozené hluchotě, vrozené neplodnosti nebo kožním onemocněním. Kanalizační kanály s mezerou také hrají důležitou roli v kataraktech. Oční čočka se nemůže zásobovat krví, protože krevní cévy způsobují, že tělo čočky je neprůhledné. Výsledkem je, že buňky v čočce jsou závislé na sousedních buňkách, přičemž dodávka probíhá přes mezery. Pokud dojde k narušení komunikace, buňky umírají a vyvíjí se katarakta.