Co to są luki?
Złącza szczelinowe to cylindryczne kanały między komórkami zwierzęcymi, które umożliwiają przechodzenie małych cząsteczek i jonów z wnętrza jednej komórki do wnętrza sąsiedniej komórki. W strukturach roślinnych podobne struktury nazywa się plazmodesmata. Bez tych przejść materiał nie mógłby przejść przez błonę plazmatyczną, która oddziela wnętrze komórki od zewnątrz. Złącza szczelinowe pomagają komórkom szybko przekazywać sygnały chemiczne i elektryczne i osiągnąć homeostazę lub równowagę fizjologiczną.
Złącza szczelinowe przepuszczają tylko jony lub naładowane cząsteczki, a małe cząsteczki do około 1000 daltonów przechodzą do następnej komórki. W przeciwieństwie do innych kanałów komórkowych, połączenia szczelinowe nie ograniczają, jaki rodzaj materiału przechodzi z komórki do komórki. Kanały te znajdują się w większości rodzajów komórek zwierzęcych, z wyjątkiem włókien mięśni szkieletowych i swobodnie krążących komórek, takich jak czerwone krwinki i krążące limfocyty.
Złącza szczelinowe powstają, gdy dwa przeciwstawne połączenia lub półkanały łączą się w przestrzeni wewnątrzkomórkowej lub przestrzeni między dwoma sąsiadującymi komórkami. W pobliżu kanału przestrzeń wewnątrzkomórkowa zwęża się do około 30 angstremów (1,2e-7 cali) od około 200 angstremów (9,8e-7 cali) lub szerszych. Connexony to heksagonalne struktury białkowe złożone z sześciu białek zwanych koneksynami.
Trzy podstawowe funkcje połączeń szczelinowych zawierają uszkodzone komórki, sprzężenie metaboliczne i sprzężenie elektryczne. Jeśli komórka ulegnie uszkodzeniu, ważne jest odizolowanie jej od innych komórek lub zabicie złej komórki, aby defekt się nie rozprzestrzenił. Złącza szczelinowe przesyłają sygnały śmierci między komórkami i zamykają się w odpowiedzi na podwyższony poziom wapnia wewnątrzkomórkowego i niskie pH. Sugeruje się, że uszkodzenie komunikacji połączenia szczeliny powoduje raka, ponieważ komórki tracą zdolność izolowania i zabijania wadliwych komórek. Trwają badania w celu zbadania stopnia zaangażowania złącza szczelinowego w wywoływanie raka.
Połączenia szczelin są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu ze względu na ich rolę w sprzężeniu elektrycznym. Ponieważ pozwalają one na przejście naładowanych cząstek lub jonów z komórki do komórki, jony powodują zmianę ogólnego ładunku komórki. Jeśli ładunek komórki staje się bardziej dodatni, nazywa się to depolaryzacją, a jeśli komórka staje się wystarczająco depolaryzowana lub wystarczająco dodatnia, powoduje potencjał czynnościowy. Z kolei potencjał akcji wywołuje szybką falę sygnałów, której kulminacją jest skurcz mięśni. Złącza szczelinowe są używane w tej funkcji w mięśniach gładkich i mięśniu sercowym.
Sprzężenie elektryczne występuje również między sąsiadującymi neuronami na wyspecjalizowanych połączeniach szczelinowych zwanych synapsami elektrycznymi. Te synapsy elektryczne przenoszą również neurony w przestrzeni wewnątrzkomórkowej, aby utworzyć depolaryzację lub ładunek dodatni w sąsiednim neuronie. Sygnalizacja elektryczna jest znacznie szybsza niż sygnalizacja chemiczna i może oferować sygnały transmisji w obu kierunkach.
Połączenia szczelin pomagają w sprzężeniu metabolicznym, umożliwiając chemicznym drugim przekaźnikom, takim jak jony wapnia i cykliczny monofosforan adenozyny - znany również jako cAMP lub cykliczny AMP, przejście do cytoplazmy sąsiedniej komórki. Cykliczny AMP jest drugim przekaźnikiem chemicznym pochodzącym z trifosforanu adenozyny, bardziej znanym jako ATP. Cykliczny AMP z łatwością przechodzi przez skrzyżowania szczelin, umożliwiając mu przekazywanie wiadomości hormonów. Hormony są ważnymi chemikaliami przekaźnikowymi, z których wiele nie może samodzielnie przejść przez błony komórkowe i wymaga pomocy wtórnych przekaźników i kanałów, takich jak połączenia szczelinowe.