Щелевой переход

Так как Щелевые соединения этот термин используется для обозначения скоплений межклеточных каналов. Они пересекают клеточные мембраны двух соседних клеток и устанавливают связь между цитоплазмой.

Что такое щелевой переход?

Щелевые соединения - это так называемые коннексоны (белковые комплексы), которые соединяют плазматические мембраны двух клеток. Мембраны зафиксированы, но под электронным микроскопом все еще видна щель.

Каналы щелевого перехода состоят из двух полуканалов (коннексонов). Коннексон состоит из белковых комплексов, которые собираются в форме шестиугольника. Пора остается свободной посередине. Канал образуется из двух таких белковых комплексов. С помощью щелевых контактов возможен обмен сигналами между клетками. С помощью диффузии могут передаваться молекулы или ионы, которые могут быть продуктами метаболизма, вторичными веществами-переносчиками или ионами кальция.

Анатомия и строение

Термин Gap Junction был придуман Моррисом Карновски и Жан-Полем Ревелем. Они обнаружили, что в области щелевого соединения расстояние между двумя соседними мембранами сужается.

Щелевое соединение состоит из шести коннексинов, которые вместе образуют так называемый коннексон. Коннексон может быть построен либо из разных коннексинов, либо из коннексинов одного типа. Коннексин состоит из полипептидной цепи, которая образована двумя внеклеточными петлями, четырьмя трансмембранными доменами или N- и C-концом. Молекулярная масса определяется длиной С-конца. У человека существует по меньшей мере 20 генов коннексина, причем обозначение различных изоформ коннексина основано на их молекулярной массе. С.

o Коннексин 43, например, имеет вес 43 кДа. Щелевой контакт очень часто состоит из нескольких изоформ. Функциональное значение этого разнообразия до конца не выяснено, в результате, вероятно, можно по-разному регулировать проходимость каналов. Затем полуканал подключается к полуканалу соседней соты. Этот межклеточный канал состоит либо из разных коннексонов, либо из двух идентичных коннексонов. Диаметр поры составляет от 1,5 до 2 нм, так что ионы или молекулы могут проходить через нее.

Щелевой переход может быть установлен в течение нескольких секунд при соприкосновении двух ячеек. Коннексоны расположены по шестиугольной схеме, примерно 28 000 каналов на квадратный микрометр образуют так называемые бляшки.

Функции и задачи

Щелевые соединения очень распространены, особенно на эмбриональной стадии. У взрослых они могут быть обнаружены в сетчатке, в глиальных и эпителиальных клетках, а также в сердечной мышце. Щелевые переходы выполняют следующие задачи:

• Установление прямой электрической связи между ячейками
• Производство прямой химической связи через так называемые вторичные мессенджеры
• Молекулярный обмен между клетками
• Предотвратить потерю зарядов или молекул во время обмена

Щелевые соединения используются, например, в костях или хрусталике глаза для транспортировки питательных веществ. Питательные вещества поглощаются пограничными клетками и затем передаются соседним клеткам через щелевые соединения. В поджелудочной железе и печени они поддерживают секрецию, в то время как в нервной системе или в сердечной мышце они передают потенциалы действия. Щелевое соединение позволяет очень быстро закрывать поры. Это происходит, например, при повреждении соседней ячейки.

Соседняя клетка впоследствии отделяется, так что здоровые клетки остаются неповрежденными. В сердце, сетчатке или нейронах щелевые соединения функционируют как свободные от передатчика, управляемые напряжением синапсы, которые также называют «электрическими синапсами». Это позволяет потенциалам действия распространяться очень быстро и синхронно. Электропроводность зависит от состава коннексинов.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Если в конструкции щелевых контактов происходят изменения, это может привести к различным заболеваниям. Например, при так называемом синдроме Шарко-Мари-Тута между периаксональной цитоплазмой и шванновской клеткой возникает закупорка, что приводит к дегенерации шванновской клетки.

Вырабатывая онкогены и опухолевые промоторы, опухолевые клетки теряют способность общаться. Каналы щелевого соединения закрываются, и образуются несовместимые коннексины, вызывающие рост опухолевых клеток. Измененная экспрессия коннексина возникает также при воспалительных процессах. Когда сердечные промежутки меняются, это приводит к сердечным аритмиям, которые могут быть опасными для жизни. Нарушения функции щелевых контактов в сердце часто имеют самые разные причины. При так называемой болезни Шагаса возникает инфекция Trypanosoma cruzii, в результате чего каналы щелевого соединения лишь в меньшей степени встраиваются в мембрану. В случае острого сердечного приступа щелевые контакты закрываются, что сокращает продолжительность потенциала действия.

В постинфарктном периоде щелевые соединения перераспределяются, и изменения в распределении щелевых соединений также происходят в случае хронической сердечной недостаточности, в частности, уменьшается поверхность щелевых соединений. Нарушение белков щелевого соединения также может привести к врожденной глухоте, врожденному бесплодию или кожным заболеваниям. Каналы щелевого соединения также играют важную роль при катаракте. Хрусталик глаза не может снабжать себя кровью, потому что кровеносные сосуды делают тело хрусталика непрозрачным. В результате ячейки в линзе зависят от соседних ячеек, а питание осуществляется через каналы щелевого перехода. Если происходит нарушение связи, клетки погибают и развивается катаракта.