Cosa sono gli svincoli?
Le giunzioni tra i vuoti sono canali cilindrici tra cellule animali che consentono alle piccole molecole e agli ioni di passare dall'interno di una cellula all'interno della cellula adiacente. Quando si trovano nelle cellule vegetali, strutture simili sono chiamate plasmodesmata. Senza questi passaggi, il materiale non potrebbe passare attraverso la membrana plasmatica, che separa l'interno della cellula dall'esterno. Le giunzioni vuote aiutano le cellule a comunicare rapidamente segnali chimici ed elettrici e raggiungere l'omeostasi o l'equilibrio fisiologico.
Le giunzioni di gap lasciano passare solo ioni o particelle cariche e piccole molecole fino a circa 1.000 dalton nella cella successiva. A differenza di altri canali cellulari, le giunzioni gap non limitano il tipo di materiale che passa da una cella all'altra. Questi canali si trovano nella maggior parte dei tipi di cellule animali, ad eccezione delle fibre muscolari scheletriche e delle cellule che circolano liberamente come i globuli rossi e i linfociti circolanti.
Le giunzioni di gap si formano quando due connessioni opposte, o canali emicranici, si uniscono attraverso lo spazio intracellulare o lo spazio tra due celle adiacenti. Vicino al canale, lo spazio intracellulare si restringe a circa 30 angstrom (1,2e-7 pollici) da circa 200 angstrom (9,8e-7 pollici) o più ampio. I connessoni sono strutture proteiche esagonali composte da sei proteine chiamate connessine.
Le tre funzioni principali delle giunzioni gap sono contenenti cellule danneggiate, accoppiamento metabolico e accoppiamento elettrico. Se una cellula viene danneggiata, è importante isolarla da altre cellule o uccidere la cellula difettosa in modo che il difetto non si diffonda. Le giunzioni vuote comunicano i segnali di morte tra le cellule e si arrestano in risposta a livelli elevati di calcio intracellulare e pH basso. Si propone che il danno alla comunicazione della giunzione gap causi il cancro, perché le cellule perdono la capacità di isolare e uccidere le cellule difettose. Sono in corso ricerche per studiare il grado di coinvolgimento della giunzione gap nel causare il cancro.
Le giunzioni gap sono essenziali per il corretto funzionamento del corpo a causa del loro ruolo nell'accoppiamento elettrico. Poiché consentono alle particelle cariche o agli ioni di passare da una cellula all'altra, gli ioni causano il cambiamento della carica complessiva della cellula. Se la carica della cellula diventa più positiva, si chiama depolarizzazione e se la cellula diventa sufficientemente depolarizzata o sufficientemente positiva, provoca un potenziale d'azione. Il potenziale d'azione, a sua volta, scatena una rapida ondata di segnali che culmina in una contrazione muscolare. Le giunzioni gap sono utilizzate in questa capacità nella muscolatura liscia e nella muscolatura cardiaca.
L'accoppiamento elettrico si verifica anche tra neuroni adiacenti in corrispondenza di giunzioni di gap specializzate chiamate sinapsi elettriche. Queste sinapsi elettriche trasmettono anche neuroni attraverso lo spazio intracellulare per creare una depolarizzazione o una carica più positiva nel neurone adiacente. La segnalazione elettrica è molto più veloce della segnalazione chimica e può offrire segnali di trasmissione in entrambe le direzioni.
Le giunzioni di gap aiutano l'accoppiamento metabolico consentendo ai secondi messaggeri chimici come ioni calcio e adenosina monofosfato ciclico - noto anche come cAMP o AMP ciclico - di passare nel citoplasma della cellula adiacente. L'AMP ciclico è un secondo prodotto chimico messaggero derivato dall'adenosina trifosfato, più comunemente noto come ATP. L'AMP ciclico passa prontamente attraverso le giunzioni gap, permettendogli di trasmettere il messaggio degli ormoni. Gli ormoni sono sostanze chimiche messaggere importanti, molte delle quali non possono passare da sole attraverso le membrane cellulari e richiedono l'aiuto di messaggeri secondari e canali come le giunzioni vuote.