Что такое разрывы?

Разрывные соединения представляют собой цилиндрические каналы между клетками животных, которые позволяют малым молекулам и ионам проходить изнутри одной клетки внутрь внутренней соседней клетки. При обнаружении в растительных клетках подобные структуры называются плазмодесмами. Без этих проходов материал не мог бы пройти через плазматическую мембрану, которая отделяет внутреннюю часть клетки от внешней. Разрывные соединения помогают клеткам быстро передавать химические и электрические сигналы и достичь гомеостаза или физиологического равновесия.

Разрывные соединения пропускают в следующую ячейку только ионы, или заряженные частицы, и небольшие молекулы до примерно 1000 дальтон. В отличие от других сотовых каналов, щелевые соединения не ограничивают тип материала, который проходит от ячейки к ячейке. Эти каналы обнаруживаются в большинстве типов животных клеток, за исключением волокон скелетных мышц и свободно циркулирующих клеток, таких как эритроциты и циркулирующие лимфоциты.

Разрывные соединения образуются, когда два противоположных коннексона или полуканала соединяются через внутриклеточное пространство или пространство между двумя соседними клетками. Вблизи канала внутриклеточное пространство сужается примерно до 30 ангстрем (1,2e-7 дюймов) от примерно 200 ангстрем (9,8e-7 дюймов) или шире. Коннексоны - это гексагональные белковые структуры, состоящие из шести белков, называемых коннексинами.

Три основные функции щелевых соединений содержат поврежденные клетки, метаболическую связь и электрическую связь. Если клетка повреждена, важно изолировать ее от других или убить плохую, чтобы дефект не распространялся. Разрывные соединения передают сигналы смерти между клетками и отключаются в ответ на повышенные внутриклеточные уровни кальция и низкий pH. Предполагается, что повреждение связи с щелевым соединением вызывает рак, поскольку клетки теряют способность изолировать и убивать дефектные клетки. Исследования продолжаются, чтобы исследовать степень участия щелевого соединения в возникновении рака.

Разрывные соединения необходимы для правильного функционирования организма благодаря их роли в электрической связи. Поскольку они позволяют заряженным частицам или ионам проходить от клетки к ячейке, ионы вызывают изменение общего заряда ячейки. Если заряд клетки становится более положительным, это называется деполяризацией, а если клетка становится достаточно деполяризованной или достаточно положительной, это вызывает потенциал действия. Потенциал действия, в свою очередь, запускает быструю волну сигналов, которая завершается сокращением мышц. Разрывные соединения используются в этом качестве в гладких мышцах и сердечной мышце.

Электрическая связь также происходит между соседними нейронами в специализированных щелевых соединениях, называемых электрическими синапсами. Эти электрические синапсы также передают нейроны через внутриклеточное пространство, чтобы вызвать деполяризацию или более положительный заряд в соседнем нейроне. Электрическая сигнализация намного быстрее, чем химическая, и может передавать сигналы в обоих направлениях.

Разрывные соединения способствуют метаболическому связыванию, позволяя химическим вторичным мессенджерам, таким как ионы кальция и циклический аденозинмонофосфат, также известный как цАМФ или циклический АМФ, проходить в цитоплазму соседних клеток. Циклический АМФ является вторичным химическим веществом, полученным из аденозинтрифосфата, более известного как АТФ. Циклический AMP легко проходит через щелевые соединения, что позволяет ему передавать сообщения гормонов. Гормоны являются важными химическими веществами-посланниками, многие из которых не могут самостоятельно проходить через клеточные мембраны и требуют помощи вторичных посланников и каналов, таких как щелевые соединения.