Como Uniones gap este es el término utilizado para las acumulaciones de canales célula-célula. Estos atraviesan las membranas celulares de dos células vecinas y establecen una conexión entre el citoplasma.
¿Qué es una unión gap?
Las uniones gap son las llamadas conexiones (complejos de proteínas) que conectan la membrana plasmática de dos células. Las membranas están fijas, pero aún se puede ver un espacio bajo el microscopio electrónico.
Los canales de una unión gap constan de dos medios canales (conexiones). Una conexión está formada por complejos de proteínas que se ensamblan en forma de hexágono. Un poro permanece libre en el medio. Un canal se forma a partir de dos de estos complejos de proteínas. Con la ayuda de las uniones gap, es posible el intercambio de señales entre las células. Las moléculas o iones se pueden transferir con la ayuda de la difusión, que pueden ser productos metabólicos, sustancias mensajeras secundarias o iones calcio.
Anatomía y estructura
El término Gap Junction fue acuñado por Morris Karnovsky y Jean-Paul Revel. Descubrieron que en el área de una unión de brecha, la distancia entre dos membranas vecinas se estrecha.
Una unión gap consta de seis conexinas, que juntas forman una denominada conexión. Una conexión puede estar compuesta de diferentes conexinas o del mismo tipo de conexinas. Una conexina consta de una cadena polipeptídica que se forma a partir de dos bucles extracelulares, cuatro dominios transmembrana o un extremo N y C terminal. El peso molecular está determinado por la longitud del extremo C-terminal. Hay al menos 20 genes de conexina en humanos, la designación de las diferentes isoformas de conexina en función de su peso molecular. S.
o Connexin 43, por ejemplo, tiene un peso de 43 kDa. Una unión gap se compone muy a menudo de varias isoformas. El significado funcional de esta diversidad no se ha aclarado completamente; como resultado, la permeabilidad de los canales probablemente se pueda regular de manera diferente. A continuación, se conecta un medio canal al medio canal de una celda vecina. Este canal intercelular está formado por conexiones diferentes o dos conexiones idénticas. El diámetro del poro es de 1,5 a 2 nm, por lo que pueden pasar iones o moléculas.
Se puede configurar una unión de separación en unos pocos segundos cuando dos celdas entran en contacto. Las conexiones están dispuestas en un patrón hexagonal, con alrededor de 28.000 canales por micrómetro cuadrado formando las llamadas placas.
Función y tareas
Las uniones entre huecos están particularmente extendidas en la etapa embrionaria. En los adultos, se pueden encontrar en la retina, en las células gliales y epiteliales y en el músculo cardíaco. Las uniones gap cumplen las siguientes tareas:
- Establecer comunicación eléctrica directa entre celdas
- Producción de comunicación química directa a través de los llamados segundos mensajeros.
- Intercambio molecular entre células
- Evita que se pierdan cargas o moléculas durante el intercambio.
Las uniones entre huecos se utilizan, por ejemplo, en los huesos o en el cristalino del ojo para transportar nutrientes. Los nutrientes son absorbidos por las células fronterizas y luego pasados a las células vecinas a través de las uniones gap. En el páncreas y el hígado apoyan la secreción, mientras transmiten potenciales de acción en el sistema nervioso o en el músculo cardíaco. Una unión de brecha permite que los poros se cierren extremadamente rápido. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se daña una celda vecina.
Posteriormente, la célula vecina se desacopla para que las células sanas permanezcan intactas. En el corazón, en la retina o en las neuronas, las uniones gap funcionan como sinapsis sin transmisor, controladas por voltaje, que también se denominan "sinapsis eléctricas". Esto permite que los potenciales de acción se propaguen de forma muy rápida y sincrónica. La conductividad depende de la composición de las conexinas.
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Si se producen cambios en la construcción de uniones gap, esto puede conducir a diversas enfermedades. En el llamado síndrome de Charcot-Marie-Tooth, por ejemplo, se produce un bloqueo entre el citoplasma periaxonal y la célula de Schwann, que conduce a la degeneración de la célula de Schwann.
Al producir oncogenes y promotores tumorales, las células tumorales pierden su capacidad de comunicarse. Los canales de unión gap se cierran y se forman conexinas incompatibles, lo que hace que las células tumorales crezcan. También se produce un cambio en la expresión de conexina en los procesos inflamatorios. Cuando cambian las uniones cardíacas, esto conduce a arritmias cardíacas que pueden ser potencialmente mortales. Las deficiencias en la función de las uniones gap en el corazón a menudo tienen causas muy diferentes. En la llamada enfermedad de Chagas, se produce una infección por Trypanosoma cruzii, como resultado de lo cual los canales de unión gap están menos integrados en la membrana. En el caso de un ataque cardíaco agudo, las uniones gap se cierran, reduciendo la duración del potencial de acción.
En el período posterior al infarto, las uniones gap se redistribuyen y también se producen cambios en la distribución de las uniones gap en el caso de insuficiencia cardíaca crónica, reduciéndose especialmente la superficie de la unión gap. Una interrupción de las proteínas de la unión gap también puede provocar sordera congénita, infertilidad congénita o enfermedades de la piel. Los canales de unión gap también juegan un papel importante en las cataratas. El cristalino del ojo no puede abastecerse de sangre porque los vasos sanguíneos hacen que el cuerpo del cristalino sea opaco. Como resultado, las celdas de la lente dependen de las celdas vecinas, y el suministro tiene lugar a través de los canales de unión de espacios. Si hay una interrupción en la comunicación, las células mueren y se desarrollan cataratas.
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