組織中的細胞與細胞外環境

間隙連接(gap junction)

/ GAP JUNK-shun /

想像兩個相鄰的房間,共用的牆上有一段短管把它們連通,於是小東西可以直接從一個房間傳到另一個房間,而不必經過外面的走廊。細胞常常需要快速而私密地與鄰居分享信號和小分子,而不把它們釋放到周圍的液體裡。間隙連接就是這段連通的管道:一條把一個細胞內部直接連到下一個細胞內部的微小通道。

每個間隙連接由叫作連接蛋白(connexin,在脊椎動物中)的蛋白構成。六個連接蛋白排成一個中央有孔的環,在一個細胞的膜上形成半個通道;這一半與鄰居膜上對應的一半對齊,二者合起來形成一根連續的管子,跨越兩細胞之間狹窄的縫隙。這根管子很小,只讓離子和約一千原子質量單位以下的小分子通過——比如鈣離子、小糖和信號分子——而把大蛋白和DNA留在各自細胞內。通道能開能關,所以這種連接是可控的,並非永遠敞開。

在細胞必須步調一致的地方,間隙連接最為重要。在心臟裡,電信號透過間隙連接從一個肌細胞傳到下一個,於是整顆心作為協調的一拍收縮,而不是一群各自抽搐的細胞。它們讓肝細胞共享代謝物,讓一個神經細胞把快速信號傳給鄰居,讓早期胚胎細胞協調。一個有用的對比:緊密連接封住細胞之間的空隙、讓什麼都過不去,而間隙連接則打通通道、讓小分子自由通過——兩者職責相反,卻常常出現在同一層細胞中。

在心肌中,電脈衝透過間隙連接從一個細胞傳到另一個細胞,使數百萬個細胞作為一道協調的波收縮、把血液泵出,而不是各跳各的。

細胞之間敞開的通道讓組織作為一個整體行動——這對穩定的心跳至關重要。

間隙連接和緊密連接容易混淆,因為兩者都位於相鄰細胞之間,但它們做的事相反:間隙連接打開一條通道,緊密連接則把通道封死。

又稱
communicating junction缝隙连接通讯连接