Gap-veikryss er klynger av celle-cellekanaler. Disse krysser cellemembranene i to naboceller og gir en forbindelse mellom cytoplasmaet.
Hva er et gap junction?
Gap-veikryss er såkalte forbindelser (proteinkomplekser) som forbinder plasmamembranen til to celler. Membranene er faste, men et gap er fremdeles synlig under elektronmikroskopet. Kanalene til et gapkryss består av to halvkanaler (connexon). En forbindelse består av proteinkomplekser som kommer sammen i form av en sekskant. En pore forblir fri i midten. En kanal er dannet av to slike proteinkomplekser. Ved hjelp av gapkryss er utveksling av signaler mellom celler mulig. molekyler eller ioner kan overføres ved diffusjon, og disse kan være metabolitter, sekundære budbringere, eller kalsium ioner.
Anatomi og struktur
Begrepet gap junction ble laget av Morris Karnovsky og Jean-Paul Revel. De fant at avstanden mellom to tilstøtende membraner i regionen til et gapkryss blir mindre. Et gapkryss består av seks connexins, som sammen danner en såkalt connexon. En connexon kan være sammensatt av forskjellige connexins eller av samme type connexins. Et connexin består av en polypeptidkjede dannet av to ekstracellulære løkker, henholdsvis fire transmembrane domener og en N- og C-terminal. Lengden på C-terminalen bestemmer molekylvekten. Hos mennesker er det minst 20 connexin-gener, og betegnelsen på de forskjellige connexin-isoformene er basert på molekylvekt. S
o eksempel, connexin 43 har en vekt på 43 kDa. Et gapkryss består ofte av flere isoformer. Den funksjonelle betydningen av dette mangfoldet er ikke fullstendig forstått; det er sannsynlig at kanalene kan reguleres forskjellig som et resultat. En halvkanal blir deretter koblet til halvkanalen i en nabocelle. Denne intercellulære kanalen består enten av forskjellige forbindelser eller av to identiske forbindelser. Porens diameter er 1.5 til 2 nm, slik at ioner eller molekyler å sende. Et gapkryss kan opprettes i løpet av få sekunder når to celler kommer i kontakt. Forbindelser er ordnet i et sekskantet mønster, med omtrent 28,000 XNUMX kanaler per kvadrat mikrometer som danner såkalte plakk.
Funksjon og oppgaver
Gapkryss er spesielt utbredt i embryonistadiet. Hos voksne kan de finnes i netthinnen, gliaceller og epitelceller og hjertemuskulatur. Gap-veikryss utfører følgende funksjoner:
- Å etablere direkte elektrisk kommunikasjon mellom celler.
- Etablering av direkte kjemisk kommunikasjon via såkalte andre budbringere.
- Molekylær utveksling mellom celler
- Forebygge anklager eller molekyler fra å være tapt i utvekslingsprosessen.
Gapkryss tjener til å transportere næringsstoffer inn bein eller linsen i øyet, for eksempel. Næringsstoffene tas opp av marginale celler og føres deretter videre til nabocellene via gap-kryssene. I bukspyttkjertelen og leveren, støtter de sekresjon, mens de er i nervesystemet or hjerte muskler de overfører handlingspotensialer. Gapkryss kan lukke porene ekstremt raskt. Dette skjer for eksempel når en nabocelle blir skadet. Nabocellen kobles deretter fra, og de sunne cellene blir uskadd. I hjerte, i netthinnen eller i nevroner, fungerer gapkryss som transmitterfri, spenningsstyrt synapser, også kalt “elektriske synapser”. Dette gjør at handlingspotensialer kan spre seg veldig raskt og synkront. Konduktansen her avhenger av sammensetningen av forbindelsene.
Sykdommer
Hvis det oppstår endringer i konstruksjonen av gapkryss, kan dette føre til ulike sykdommer. For eksempel, i det såkalte Charcot-Marie-Tooth syndromet, oppstår det en blokkering mellom det periaxonale cytoplasmaet og Schwann-cellen, noe som resulterer i Schwann-celledegenerasjon. Tumorceller mister evnen til å kommunisere på grunn av produksjonen av onkogener og tumorpromotorer. Gap junction kanaler tett og inkompatible connexins dannes, forårsaker tumorceller til vokse.Endret konnexinuttrykk forekommer også i inflammatoriske prosesser. Når hjernegapskryssene endres, fører dette til hjertearytmier det kan være livstruende. Nedsatt funksjonsevne for gapkryss i hjerte har ofte veldig forskjellige årsaker. I den såkalte Chagas sykdom, oppstår en infeksjon med Trypanosoma cruzii, som et resultat av at gap-junction-kanalene bare er innlemmet i membranen i redusert grad. Ved akutt hjerteinfarkt lukkes gapkryss, avtar handlingspotensial varighet. I postinfarktperioden fordeles gapkryssene på nytt, og endringer i distribusjon av gap-kryss forekommer også i kroniske hjertesvikt, i hvilket tilfelle spesielt gap-kryssflaten blir redusert. Videre en forstyrrelse av gapkrysset proteiner kan også føre til medfødt døvhet, medfødt ufruktbarhet or hud sykdommer. Videre spiller gap junction-kanaler en viktig rolle i grå stær. De linsen i øyet kan ikke forsyne seg av blod fordi blod fartøy gjør linsekroppen ugjennomsiktig. Som et resultat er cellene i linsen avhengige av nærliggende celler, med tilførselen som kommer gjennom gap-junction-kanalene. Hvis det oppstår en sammenbrudd i kommunikasjonen, dør cellene og grå stær dannes.
