Co jsou mezery?

Mezery jsou válcové kanály mezi živočišnými buňkami, které umožňují malým molekulám a iontům procházet z vnitřku jedné buňky do vnitřku sousední buňky. Když jsou nalezeny v rostlinných buňkách, podobné struktury se nazývají plasmodesmata. Bez těchto průchodů by materiál nemohl procházet plazmatickou membránou, která odděluje vnitřek buňky od vnějšku. Mezery pomáhají buňkám rychle komunikovat chemické a elektrické signály a dosáhnout homeostázy nebo fyziologické rovnováhy.

Mezery propustí do další buňky pouze ionty nebo nabité částice a malé molekuly do asi 1 000 daltonů. Na rozdíl od jiných buněčných kanálů mezery neomezují, jaký typ materiálu přechází z buňky do buňky. Tyto kanály se vyskytují ve většině typů živočišných buněk, s výjimkou vláken kosterního svalstva a volně cirkulujících buněk, jako jsou červené krvinky a cirkulující lymfocyty.

Mezery vznikají, když se dva protilehlé konexony, nebo hemichannely, spojí přes intracelulární prostor nebo prostor mezi dvěma sousedními buňkami. V blízkosti kanálu se intracelulární prostor zužuje na zhruba 30 angstromů (1,2e-7in) z přibližně 200 angstromů (9,8e-7in) nebo širších. Connexons jsou hexagonální proteinové struktury složené ze šesti proteinů nazývaných konexiny.

Tři základní funkce spojů mezery obsahují poškozené buňky, metabolickou vazbu a elektrickou vazbu. Pokud dojde k poškození buňky, je důležité ji izolovat od ostatních buněk nebo zabít špatnou buňku, aby se vada nerozšířila. Mezery spojují signály smrti mezi buňkami a vypínají se v reakci na zvýšené intracelulární hladiny vápníku a nízké pH. Navrhuje se, že poškození komunikace mezerou způsobuje rakovinu, protože buňky ztrácejí schopnost izolovat a zabíjet vadné buňky. Probíhá výzkum s cílem zjistit, do jaké míry je zapojení mezery způsobeno rakovinou.

Mezery jsou zásadní pro správnou funkci těla díky jejich roli v elektrické vazbě. Když umožňují nabité částice nebo ionty procházet z buňky do buňky, ionty způsobují změnu celkového náboje buňky. Pokud se náboj buňky stane pozitivnějším, nazývá se depolarizace a pokud se buňka dostatečně depolarizuje nebo dostatečně pozitivně, způsobí akční potenciál. Akční potenciál zase vydává rychlou vlnu signálů, která vrcholí svalovou kontrakcí. Mezery se v této kapacitě používají v hladkých svalech a srdečních svalech.

K elektrickému spojení dochází také mezi sousedními neurony ve specializovaných křižovatkách nazývaných elektrické synapsí. Tyto elektrické synapsy také přenášejí neurony přes intracelulární prostor, aby vytvořily depolarizaci nebo pozitivnější náboj v sousedním neuronu. Elektrická signalizace je mnohem rychlejší než chemická signalizace a může nabídnout vysílací signály v obou směrech.

Mezery pomáhají metabolickému spojení tím, že umožňují chemickým sekundárním poslům, jako jsou ionty vápníku a cyklický adenosin monofosfát - také známý jako cAMP nebo cyklický AMP - procházet cytoplazmou sousedních buněk. Cyklický AMP je druhá messengerová chemie odvozená od adenosintrifosfátu, běžněji známého jako ATP. Cyklický AMP snadno prochází mezerovými spoji, což mu umožňuje přenášet zprávy o hormonech. Hormony jsou důležité poslové chemikálie, z nichž mnohé nemohou samy o sobě procházet buněčnými membránami a vyžadují pomoc sekundárních poslů a kanálů, jako jsou mezery.