Jonctions lacunaires

Comme Jonctions Gap est le terme utilisé pour décrire les accumulations de canaux cellule-cellule. Celles-ci traversent les membranes cellulaires de deux cellules voisines et établissent une connexion entre le cytoplasme.

Qu'est-ce qu'une jonction gap?

Les jonctions Gap sont des soi-disant connexons (complexes protéiques) qui relient la membrane plasmique de deux cellules. Les membranes sont fixes, mais sous le microscope électronique, un espace peut encore être vu.

Les canaux d'une jonction gap sont constitués de deux demi-canaux (connexons). Un connexon est constitué de complexes protéiques qui s'assemblent sous la forme d'un hexagone. Un pore reste libre au milieu. Un canal est formé à partir de deux de ces complexes protéiques. À l'aide des jonctions d'intervalle, l'échange de signaux entre les cellules est possible. Les molécules ou les ions peuvent être transférés à l'aide de la diffusion, qui peuvent être des produits métaboliques, des substances messagères secondaires ou des ions calcium.

Anatomie et structure

Le terme Gap Junction a été inventé par Morris Karnovsky et Jean-Paul Revel. Ils ont constaté que dans la zone d'une jonction interstitielle, la distance entre deux membranes voisines se rétrécit.

Une jonction gap se compose de six connexines, qui forment ensemble un soi-disant connexon. Un connexon peut être soit composé de connexines différentes, soit du même type de connexines. Une connexine consiste en une chaîne polypeptidique, qui est formée de deux boucles extracellulaires, quatre domaines transmembranaires ou un N- et C-terminal. Le poids moléculaire est déterminé par la longueur de l'extrémité C-terminale. Il existe au moins 20 gènes de connexine chez l'homme, la désignation des différentes isoformes de connexine étant basée sur leur poids moléculaire. S.

o Connexine 43, par exemple, a un poids de 43 kDa. Une jonction gap est très souvent constituée de plusieurs isoformes. La signification fonctionnelle de cette diversité n'a pas été entièrement clarifiée; la perméabilité des canaux peut probablement être régulée différemment en conséquence. Un demi-canal est alors connecté au demi-canal d'une cellule voisine. Ce canal intercellulaire est composé soit de connexons différents, soit de deux connexons identiques. Le diamètre du pore est de 1,5 à 2 nm afin que les ions ou les molécules puissent passer à travers.

Une jonction d'espacement peut être mise en place en quelques secondes lorsque deux cellules entrent en contact. Les connexons sont disposés selon un motif hexagonal, avec environ 28 000 canaux par micromètre carré formant ce que l'on appelle des plaques.

Fonction et tâches

Les jonctions espacées sont très fréquentes, en particulier au stade embryonnaire. Chez les adultes, ils peuvent être trouvés dans la rétine, dans les cellules gliales et épithéliales et dans le muscle cardiaque. Les jonctions Gap remplissent les tâches suivantes:

• Établissement d'une communication électrique directe entre les cellules
• Production de communication chimique directe via les soi-disant seconds messagers
• Échange moléculaire entre les cellules
• Empêcher la perte de charges ou de molécules lors de l'échange

Les jonctions espacées sont utilisées, par exemple, dans les os ou le cristallin de l'œil pour transporter les nutriments. Les nutriments sont absorbés par les cellules de bordure, puis transmis aux cellules voisines via les jonctions lacunaires. Dans le pancréas et le foie, ils soutiennent la sécrétion, tandis que dans le système nerveux ou dans le muscle cardiaque, ils transmettent des potentiels d'action. Une jonction interstitielle permet de fermer les pores très rapidement. Cela se produit, par exemple, lorsqu'une cellule voisine est endommagée.

La cellule voisine est ensuite découplée de sorte que les cellules saines restent intactes. Dans le cœur, dans la rétine ou dans les neurones, les jonctions lacunaires fonctionnent comme des synapses sans émetteur, contrôlées en tension, également appelées «synapses électriques». Cela permet aux potentiels d'action de se propager très rapidement et de manière synchrone. La conductivité dépend de la composition des connexines.

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Maladies

Si des changements se produisent dans la construction des jonctions lacunaires, cela peut entraîner diverses maladies. Dans le syndrome dit de Charcot-Marie-Tooth, par exemple, un blocage se produit entre le cytoplasme périaxonal et la cellule de Schwann, ce qui conduit à une dégénérescence de la cellule de Schwann.

En produisant des oncogènes et des promoteurs tumoraux, les cellules tumorales perdent leur capacité à communiquer. Les canaux de jonction gap se ferment et des connexines incompatibles se forment, provoquant la croissance des cellules tumorales. Une expression de connexine modifiée se produit également dans les processus inflammatoires. Si les jonctions cardiaques changent, cela conduit à des arythmies cardiaques qui peuvent mettre la vie en danger. Les altérations de la fonction des jonctions lacunaires du cœur ont souvent des causes très différentes. Dans la maladie dite de Chagas, une infection à Trypanosoma cruzii se produit, à la suite de laquelle les canaux de jonction lacunaire ne sont que moins intégrés dans la membrane. En cas de crise cardiaque aiguë, les jonctions lacunaires se ferment, ce qui réduit la durée du potentiel d'action.

Dans la période post-infarctus, les jonctions gap sont redistribuées et des changements dans la distribution des jonctions gap se produisent également en cas d'insuffisance cardiaque chronique, la surface de jonction gap étant notamment réduite. Une perturbation des protéines de la jonction lacunaire peut également entraîner une surdité congénitale, une infertilité congénitale ou des maladies de la peau. Les canaux de jonction lacunaire jouent également un rôle important dans les cataractes. Le cristallin de l'œil ne peut pas se fournir de sang car les vaisseaux sanguins rendent le corps du cristallin opaque. Il en résulte que les cellules de la lentille dépendent des cellules voisines, l'alimentation se faisant via les canaux de jonction d'intervalle. En cas de perturbation de la communication, les cellules meurent et des cataractes se développent.