Gap Junction

Som Gapkorsningar är termen som används för att beskriva ansamlingar av cell-cellkanaler. Dessa korsar cellmembranen i två angränsande celler och upprättar en koppling mellan cytoplasma.

Vad är en gapskorsning?

Gapkorsningar är så kallade connexons (proteinkomplex) som förbinder två cellers plasmamembran. Membranen är fixerade, men under elektronmikroskopet kan man fortfarande se ett gap.

Kanalerna i en gapskorsning består av två halva kanaler (anslutningar). En anslutning består av proteinkomplex som monteras i form av en hexagon. En pore förblir fri i mitten. En kanal bildas av två sådana proteinkomplex. Med hjälp av mellanrumskorsningarna är det möjligt att utbyta signaler mellan cellerna. Molekyler eller joner kan överföras med hjälp av diffusion, som kan vara metaboliska produkter, sekundära messenger-substanser eller kalciumjoner.

Anatomi & struktur

Begreppet Gap Junction myntades av Morris Karnovsky och Jean-Paul Revel. De upptäckte att i området för en gapskorsning smalnar avståndet mellan två angränsande membran.

En gapkorsning består av sex anslutningar, som tillsammans bildar en så kallad connexon. En anslutning kan byggas upp antingen från olika anslutningar eller från samma typ av anslutningar. En connexin består av en polypeptidkedja, som är bildad av två extracellulära öglor, fyra transmembrandomäner eller en N- och C-terminus. Molekylvikten bestäms av längden på C-terminalen. Det finns minst 20 connexin-gener hos människor, varvid beteckningen av de olika connexin-isoformerna är baserad på deras molekylvikt. S.

o Connexin 43 har till exempel en vikt på 43 kDa. En gapkorsning består ofta av flera isoformer. Denna mångfalds funktionella betydelse har inte klargjorts till fullo; kanalernas tålamod kan förmodligen regleras annorlunda som ett resultat. En halv kanal är sedan ansluten till halvkanalen i en angränsande cell. Denna intercellulära kanal består av antingen olika anslutningar eller två identiska anslutningar. Porens diameter är 1,5 till 2 nm så att joner eller molekyler kan passera igenom.

En gapskorsning kan ställas in inom några sekunder när två celler kommer i kontakt. Anslutningarna är arrangerade i ett hexagonalt mönster, med cirka 28 000 kanaler per kvadratmikrometer som bildar så kallade plack.

Funktion & uppgifter

Gapkorsningar är mycket vanliga, särskilt i embryonstadiet. Hos vuxna kan de hittas i näthinnan, i glial- och epitelceller och i hjärtmuskeln. Gap-korsningar utför följande uppgifter:

• Upprätta direkt elektrisk kommunikation mellan celler
• Produktion av direkt kemisk kommunikation via så kallade andra budbärare
• Molekylär utbyte mellan celler
• Förhindra att laddningar eller molekyler går förlorade under utbytet

Gapkorsningar används till exempel i benen eller ögatlinsen för att transportera näringsämnen. Näringsämnena absorberas av gränscellerna och överförs sedan till de angränsande cellerna via gapöppningarna. I bukspottkörteln och levern stöder de utsöndring, medan de i nervsystemet eller i hjärtmuskeln vidarebefordrar åtgärder. Genom en gapskorsning kan porerna stängas extremt snabbt. Detta inträffar till exempel när en angränsande cell skadas.

Den angränsande cellen frikopplas därefter så att de friska cellerna förblir oskadade. I hjärtat, i näthinnan eller i nervceller fungerar gapkorsningar som sändarfria, spänningsstyrda synapser, som också kallas "elektriska synapser". Detta gör att handlingspotentialer sprids mycket snabbt och synkront. Konduktiviteten beror på sammansättningen av anslutningarna.

Du hittar din medicin här

sjukdomar

Om förändringar inträffar i konstruktionen av gapskors kan detta leda till olika sjukdomar. I det så kallade Charcot-Marie-Tooth-syndromet uppstår till exempel en blockering mellan den periaxonala cytoplasma och Schwann-cellen, vilket leder till degenerering av Schwann-cellen.

Genom att producera onkogener och tumörpromotorer förlorar tumörceller sin förmåga att kommunicera. Gapförbindningskanalerna stängs och inkompatibla föreningar bildas, vilket får tumörcellerna att växa. Ett förändrat connexinuttryck sker också i inflammatoriska processer. Om hjärtgapskorsningarna ändras leder detta till hjärtarytmier som kan vara livshotande. Försämringar i funktionen av klyftor i hjärtat har ofta mycket olika orsaker. I den så kallade Chagas-sjukdomen inträffar en infektion med Trypanosoma cruzii, vilket resulterar i att gapövergångskanalerna bara är mindre inbyggda i membranet. I händelse av en akut hjärtattack stängs gapskorsningarna, vilket reducerar handlingspotentialens längd.

Under perioden efter infarktet fördelas mellanrumskopplingarna och förändringar i fördelningen av gapskorsningarna inträffar också i fallet med kronisk hjärtsvikt, varvid gapskärningsytan särskilt reduceras. En störning av gapskorsningsproteinerna kan också leda till medfödd dövhet, medfödd infertilitet eller hudsjukdomar. Spaltkanalerna spelar också en viktig roll i grå starr. Linsen i ögat kan inte förse sig med blod eftersom blodkärlen gör linsens kropp opak. Som ett resultat är cellerna i linsen beroende av de angränsande cellerna, varvid tillförseln sker via gapövergångskanalerna. Om det finns en störning i kommunikationen, dör cellerna och grå starr utvecklas.