Jonctions communicantes et communication cellulaire

Les jonctions communicantes sont des jonctions qui connectent le cytoplasme de cellules adjacentes par l'intermédiaire d'amas de canaux, permettant le passage direct d'ions et de petites molécules d'une cellule à l'autre. Elles constituent une voie de couplage électrique et métabolique, synchronisant l'activité des cellules dans des tissus tels que le muscle cardiaque, le muscle lisse et de nombreux épithéliums.

Definition

Une jonction communicante est une jonction cellulaire de communication formée par des hémicanaux appariés (connexons) dans les membranes de cellules adjacentes, chaque connexon étant assemblé à partir de protéines de connexine, qui, ensemble, créent un canal aqueux permettant un échange cytoplasmique direct d'ions et de petites molécules d'une masse inférieure à environ un kilodalton.

Scope

Ce sujet aborde la structure des jonctions communicantes en tant que canaux formés de connexines, les types de molécules qu'elles permettent de traverser, leur rôle dans la communication intercellulaire électrique et métabolique, ainsi que la régulation de l'ouverture des canaux (gating). Il est traité comme une entrée de référence et éducative, et non comme une directive clinique.

Key concepts

• Jonction communicante
• Protéines de connexine
• Connexon (hémicanal)
• Couplage cytoplasmique direct
• Couplage électrique
• Couplage métabolique
• Ouverture et régulation des canaux
• Ondes calciques intercellulaires

Mechanisms

Chaque canal de jonction communicante est formé par l'accolement de deux connexons, un provenant de chaque cellule, et chaque connexon est un anneau de six sous-unités de connexine entourant un pore central. Lorsque de nombreux canaux de ce type s'agglomèrent, ils forment une plaque qui relie l'espace étroit entre les membranes apposées. Le pore admet des ions et de petites molécules hydrosolubles jusqu'à environ un kilodalton — y compris des ions porteurs de courant électrique et des seconds messagers tels que le calcium et l'inositol trisphosphate — de sorte que les cellules couplées partagent à la fois les signaux électriques et les métabolites. La perméabilité des canaux n'est pas constante : leur ouverture (gating) est régulée par des facteurs tels que la concentration intracellulaire de calcium, le pH et la phosphorylation des connexines, permettant aux cellules d'ouvrir ou de fermer la communication. Ce couplage soutient un comportement coordonné, y compris la propagation d'ondes calciques intercellulaires à travers les tissus.

Clinical relevance

Le couplage par jonctions communicantes est à la base de fonctions coordonnées telles que la propagation de l'excitation électrique dans le cœur et la synchronisation des cellules sécrétrices et contractiles ; par conséquent, la biologie des connexines est largement étudiée en physiologie et en pathologie. Cette entrée décrit les mécanismes à des fins de référence et d'éducation et ne constitue pas une base pour le diagnostic ou le traitement.

History

La jonction communicante a été reconnue parmi les éléments distingués par Farquhar et Palade (1963) et a été ensuite caractérisée par des études de cryofracture et physiologiques comme un site de couplage direct cellule-à-cellule. L'identification de la famille de gènes des connexines a établi la composition moléculaire des canaux et a permis d'analyser en détail leur ouverture (gating) et leur perméabilité.

Key figures

• Daniel Goodenough
• David Paul
• Werner Loewenstein
• Juan Saez

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• goodenough-paul-2009
• saez-2003

Frequently asked questions

Que traverse une jonction communicante ?

Des ions et de petites molécules hydrosolubles d'une masse allant jusqu'à environ un kilodalton, y compris des ions porteurs de courant et des seconds messagers tels que le calcium et l'inositol trisphosphate, peuvent se déplacer directement entre les cellules couplées.

De quoi sont faites les jonctions communicantes ?

Elles sont constituées de protéines de connexine ; six connexines forment un hémicanal (connexon) dans une cellule, et deux connexons de cellules adjacentes s'accolent bout à bout pour créer un canal continu entre les deux cytoplasmes.