Gap Junction

Kot Vrzeli je izraz, ki se uporablja za opisovanje nabiranja celično-celičnih kanalov. Te prečkajo celične membrane dveh sosednjih celic in vzpostavijo povezavo med citoplazmo.

Kaj je vrzel med vrzeli?

Prepadi so tako imenovani koneksoni (proteinski kompleksi), ki povezujejo plazemsko membrano dveh celic. Membrane so fiksne, vendar pod elektronskim mikroskopom še vedno vidimo vrzel.

Kanali vrzeli sestavljajo dva polovična kanala (konekson). Konekson je sestavljen iz beljakovinskih kompleksov, ki so sestavljeni v obliki šesterokotnika. Po sredini ostane por prosta. Iz dveh takih beljakovinskih kompleksov nastane kanal. S pomočjo vrzeli vrzeli je možna izmenjava signalov med celicami. Molekule ali ione lahko prenašamo s pomočjo difuzije, ki so lahko presnovni produkti, sekundarne sesalne snovi ali kalcijevi ioni.

Anatomija in struktura

Izraz Gap Junction sta skovala Morris Karnovsky in Jean-Paul Revel. Ugotovili so, da se na območju stične vrzeli razdalja med dvema sosednjima membranama zoži.

Spoj vrzeli sestavlja šest koneksinov, ki skupaj tvorijo tako imenovani konekson. Konekson je lahko sestavljen iz različnih koneksinov ali iste vrste koneksinov. Koneksin je sestavljen iz polipeptidne verige, ki je tvorjena iz dveh zunajceličnih zank, štirih transmembranskih domen ali N- in C-konca. Molekulska teža je določena z dolžino C-konca. Pri ljudeh je vsaj 20 genov za koneksin, imena različnih izoform koneksina pa temeljijo na njihovi molekularni teži. S.

o Teža na primer Connexin 43 znaša 43 kDa. Vrzel vrzeli je pogosto sestavljena iz več izoform. Funkcionalni pomen te raznolikosti še ni popolnoma razjasnjen, zato je patentičnost kanalov verjetno drugače urejena. Polovični kanal je nato povezan s polovičnim kanalom sosednje celice. Ta medcelični kanal je sestavljen iz različnih konektorjev ali dveh enakih veziksov. Premer pore je 1,5 do 2 nm, tako da lahko ioni ali molekule prehajajo skozi.

Stik z vrzeli se lahko vzpostavi v nekaj sekundah, ko prideta v stik dve celici. Vezovi so razporejeni v šesterokotnem vzorcu, pri čemer približno 28.000 kanalov na kvadratni mikrometer tvori tako imenovane plošče.

Funkcija in naloge

Vrzeli vrzeli so zelo pogosti, zlasti v embrionalni fazi. Pri odraslih jih lahko najdemo v mrežnici, glialnih in epitelijskih celicah ter srčni mišici. Vrzeli vrzeli izpolnjujejo naslednje naloge:

• Vzpostavitev neposredne električne komunikacije med celicami
• Izdelava neposredne kemijske komunikacije prek tako imenovanih drugih sporočil
• Molekularna izmenjava med celicami
• Preprečite, da se med izmenjavo izgubijo naboji ali molekule

Razdeljevanje vrzeli se uporablja na primer v kosteh ali očesni leči za prevoz hranil. Hranilne snovi absorbirajo mejne celice in se nato skozi vrzeli prenašajo na sosednje celice. V trebušni slinavki in jetrih podpirajo izločanje, v živčnem sistemu ali v srčni mišici pa prenašajo akcijske potenciale. Razkorak, ki omogoča, da se pore zaprejo izjemno hitro. Do tega pride, na primer, če je poškodovana sosednja celica.

Sosednja celica se nato loči, tako da zdrave celice ostanejo nepoškodovane. V srcu, v mrežnici ali v nevronih vrzeli delujejo kot prenašalci, napetostno vodene sinapse, ki jih imenujemo tudi "električne sinapse". To omogoča, da se akcijski potenciali širijo zelo hitro in sinhrono. Vodljivost je odvisna od sestave koneksinov.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Če se pri gradnji vrzeli pojavijo spremembe, lahko to privede do različnih bolezni. V tako imenovanem sindromu Charcot-Marie-Tooth na primer pride do blokade med periaksonsko citoplazmo in Schwannovo celico, kar vodi v degeneracijo Schwannove celice.

S proizvodnjo onkogenov in promotorjev tumorjev tumorske celice izgubijo sposobnost komunikacije. Kanali stikalne vrzeli tesno in nastanejo nezdružljivi koksksini, zaradi česar rastejo tumorske celice. Spremenjen izraz koksksina se pojavi tudi pri vnetnih procesih. Ko se stiki srčne vrzeli spremenijo, to vodi v srčne aritmije, ki so lahko smrtno nevarne. Motnje v delovanju vrzeli v srcu imajo pogosto zelo različne vzroke. Pri tako imenovani Chagasovi bolezni pride do okužbe s Trypanosoma cruzii, zaradi česar so kanali za režo za režo le manj vgrajeni v membrano. V primeru akutnega srčnega infarkta se vrzeli zaprejo, kar zmanjša trajanje akcijskega potenciala.

V obdobju po infarktu se reže razpok prerazporedijo, spremembe v porazdelitvi vrzeli pa nastanejo tudi v primeru kroničnega srčnega popuščanja, pri čemer se zlasti zmanjša površina vrzeli reže. Motnje beljakovin v prepadu lahko povzroči tudi prirojeno gluhost, prirojeno neplodnost ali kožne bolezni. Kanaktni kanali igrajo pomembno vlogo tudi pri katarakti. Leča očesa se ne more oskrbeti s krvjo, ker krvne žile naredijo telo leče neprozorno. Kot rezultat, so celice v leči odvisne od sosednjih celic, pri čemer se oskrba odvija po kanalih za stikanje reže. Če pride do motenj v komunikaciji, celice umrejo in nastanejo katarakte.