¿Qué son las uniones brechas?

Las uniones huecas son canales cilíndricos entre las células animales que permiten que pequeñas moléculas e iones pasen del interior de una célula al interior de la célula adyacente. Cuando se encuentra en las células vegetales, estructuras similares se llaman plasmodesmos. Sin estos pasajes, el material no podría pasar a través de la membrana plasmática, que separa el interior de la célula del exterior. Las uniones huecas ayudan a las células a comunicar señales químicas y eléctricas rápidamente y lograr la homeostasis o el equilibrio fisiológico.

Las uniones huecas solo permiten que los iones, o partículas cargadas, y pequeñas moléculas de hasta aproximadamente 1,000 daltons pasen a la siguiente celda. A diferencia de otros canales celulares, las uniones gap no restringen qué tipo de material pasa de una celda a otra. Estos canales se encuentran en la mayoría de los tipos de células animales, con la excepción de las fibras del músculo esquelético y las células que circulan libremente, como los glóbulos rojos y los linfocitos circulantes.

Las uniones brechas se forman cuando dos conexiones opuestas, o hemichannels, se unen a través del espacio intracelular o el espacio entre dos células adyacentes. Cerca del canal, el espacio intracelular se estrecha a aproximadamente 30 angstroms (1.2e-7in) desde alrededor de 200 angstroms (9.8e-7in) o más. Las conexiones son estructuras de proteínas hexagonales compuestas de seis proteínas llamadas conexinas.

Las tres funciones principales de las uniones gap son células dañadas, acoplamiento metabólico y acoplamiento eléctrico. Si una célula se daña, es importante aislarla de otras células o matar la célula mala para que el defecto no se propague. Las uniones brechas comunican las señales de muerte entre las células y se apagan en respuesta a niveles elevados de calcio intracelular y bajo pH. Se propone que el daño a la comunicación de la unión gap causa cáncer, porque las células pierden su capacidad de aislar y matar células defectuosas. Se están realizando investigaciones para investigar el grado de participación de la unión de brechas en la causa del cáncer.

Las uniones huecas son esenciales para el buen funcionamiento del cuerpo debido a su papel en el acoplamiento eléctrico. A medida que permiten que las partículas cargadas, o iones, pasen de una célula a otra, los iones provocan que cambie la carga general de la célula. Si la carga de la célula se vuelve más positiva, se llama despolarización, y si la célula se despolariza lo suficiente o es lo suficientemente positiva, provoca un potencial de acción. El potencial de acción, a su vez, desencadena una rápida ola de señales que culmina en una contracción muscular. Las uniones brechas se utilizan en esta capacidad en el músculo liso y el músculo cardíaco.

El acoplamiento eléctrico también se produce entre neuronas adyacentes en uniones especializadas llamadas sinapsis eléctricas. Estas sinapsis eléctricas también transmiten neuronas a través del espacio intracelular para crear una despolarización o una carga más positiva en la neurona adyacente. La señalización eléctrica es mucho más rápida que la señalización química y puede ofrecer señales de transmisión en ambas direcciones.

Las uniones huecas ayudan al acoplamiento metabólico al permitir que los segundos mensajeros químicos, como los iones de calcio y el monofosfato de adenosina cíclico, también conocido como AMPc o AMP cíclico, pasen al citoplasma de la célula adyacente. El AMP cíclico es un segundo químico mensajero derivado del trifosfato de adenosina, más comúnmente conocido como ATP. El AMP cíclico pasa fácilmente a través de uniones huecas, lo que le permite transmitir el mensaje de las hormonas. Las hormonas son importantes sustancias químicas mensajeras, muchas de las cuales no pueden pasar a través de las membranas celulares por sí mismas y requieren la ayuda de mensajeros secundarios y canales como las uniones gap.