Conexônio

Também chamado hemicanal de conexina

O conexônio é um complexo de seis conexinas unidas; forma uma passagem para sinais entre células vizinhas.
Conexina: uma proteína que atravessa a membrana celularTambém chamado hemicanal de conexinaÍons e outras pequenas moléculas podem passar por ele nos dois sentidos
O conexônio de uma célula se une ao conexônio da célula vizinha para formar um poro pelo qual passam moléculas sinalizadoras: um canal de junção comunicante. Ele se abre e se fecha.
Junção comunicante: uma junção entre duas células formada por muitos desses canaisAbre-se e fecha-se quando muda a disposição das conexinas

Cada conexônio é um anel de seis proteínas conexinas ao redor de um poro central, que atravessa a membrana celular. Pelos canais acoplados, íons e pequenas moléculas passam diretamente de uma célula para outra, de modo que as células ficam acopladas elétrica e quimicamente. As junções comunicantes formam sinapses elétricas entre alguns neurônios (diferentemente das sinapses químicas; veja sinapse e tecido nervoso) e acoplam as células do músculo cardíaco nos discos intercalares, para que se contraiam juntas; também são comuns no fígado, no pâncreas e em muitos outros tecidos. Os canais se abrem e se fecham, por exemplo em resposta ao cálcio, ao pH e à voltagem.

  • Duas membranas celulares unidas por uma junção comunicante: conexônios pareados atravessam as duas membranas; um conexônio é mostrado ampliado, formado por seis unidades de conexina em torno de um poro pelo qual passam os íons.Junção comunicante e conexônios
  • Esquema de uma sinapse elétrica: duas membranas celulares unidas em uma junção comunicante por conexons, pelos quais os íons passam nas duas direções.Sinapse elétrica (esquema)
  • Esquema de dois conexônios acoplados formando um canal de junção comunicante, com uma proteína conexina desenhada à parte e suas alças extracelulares ampliadas.Conexina e conexônio
  • Esquema simples de uma junção comunicante: um conexônio em cada uma das duas membranas voltadas uma para a outra, unidos através de um espaço de cerca de 3,5 nm, com íons passando diretamente.Junção comunicante (esquema)

· Em algumas células, o hemicanal funciona sozinho como um canal entre o citoplasma e o exterior da célula e deixa passar íons e pequenas moléculas (até cerca de 1 kDa; algumas fontes indicam 1–2 kDa).

· Um conexônio formado por um único tipo de conexina é chamado homomérico; um formado por tipos diferentes é heteromérico.

⇒ Um site com uma ilustração útil de conexinas, conexônios e junções comunicantes (figura, Elsevier, em inglês)

· Os conexônios são especialmente permeáveis a segundos mensageiros solúveis, aminoácidos, nucleotídeos, íons e glicose.

· Os canais são sensíveis à voltagem: os canais de conexônio têm comportas dependentes de voltagem que se abrem ou se fecham conforme a diferença de voltagem entre as duas células.

· As comportas também podem responder à diferença de voltagem entre o interior e o exterior da célula (o potencial de membrana).

Montagem da junção comunicante

As conexinas são produzidas no retículo endoplasmático e montadas em conexônios no complexo de Golgi, que depois são levados até a membrana celular. Uma vez inseridos, os hemicanais se movem livremente na bicamada lipídica. Com a ajuda de certas proteínas, principalmente as caderinas, acoplam-se aos hemicanais da célula vizinha e formam uma junção comunicante; dois conexônios se encontram extremidade com extremidade através de um espaço muito estreito (cerca de 2–4 nm). Estudos recentes mostram ligações entre as junções aderentes e as junções comunicantes, o que sugere que sua formação é finamente coordenada.

Regulação: a comunicação pelas junções comunicantes é regulada de várias maneiras. As principais são:

Regulação química: os íons cálcio (Ca2+), ao se ligarem a certas partes das conexinas, parecem fechar o poro, embora o mecanismo não seja totalmente compreendido. Uma queda do pH dentro da célula (acidificação) também altera a parte terminal da conexina e diminui a atividade do canal.

Fosforilação de proteínas: a fosforilação das conexinas regula a comunicação entre as células de várias maneiras: o transporte das conexinas a partir do complexo de Golgi, sua reunião em locais específicos da membrana e a remoção dos canais que já não são necessários. Os detalhes são complexos, mas sabe-se que a fosforilação está envolvida.

Regulação por fatores humorais: neurotransmissores, fatores de crescimento e outras substâncias bioativas também alteram o acoplamento. Neurotransmissores como a adrenalina e a noradrenalina modulam as junções comunicantes entre células nervosas, por exemplo na retina, e entre as células do coração.

Funções fisiológicas

Os conexônios são importantes para o comportamento e para a fisiologia do sistema nervoso; as pesquisas sobre eles são bastante recentes e muitos detalhes ainda são desconhecidos. No sistema nervoso central, têm um papel importante em doenças como a epilepsia, a isquemia, a inflamação e a neurodegeneração, embora os mecanismos moleculares não sejam totalmente compreendidos. No coração, as junções comunicantes unem as células do músculo cardíaco nos discos intercalares, de modo que a excitação se propaga rapidamente e as células se contraem juntas. Os conexônios também participam do desenvolvimento, por exemplo no crescimento do encéfalo e no seu reparo após lesões, em que ajudam a divisão e a proliferação celular; acredita-se que a sinalização pelo ATP e por outras purinas liberadas através deles esteja envolvida. Participam também da detecção da glicose e da sinalização, o que influencia a alimentação, o ciclo sono–vigília e o uso de energia, e a captação de glicose pelos conexônios aumenta sob estresse e inflamação.

Doenças relacionadas

Algumas doenças cardiovasculares e algumas formas de diabetes estão ligadas aos conexônios. Em ambas, os locais afetados são as junções comunicantes do coração e do pâncreas, que permitem uma comunicação elétrica rápida entre as células. No coração, a principal conexina é a conexina 43 (Cx43), presente nas junções comunicantes dos discos intercalares, que mantêm os batimentos sincronizados. Nas doenças cardíacas, a Cx43 mostra sinais de estresse oxidativo, e sua expressão diminui após o infarto do miocárdio e nas cardiopatias estruturais; essas alterações podem perturbar a coordenação dos batimentos cardíacos e predispor a arritmias, embora os mecanismos não sejam bem compreendidos. No pâncreas, a conexina 36 (Cx36) acopla as células beta secretoras de insulina e auxilia a liberação de insulina induzida pela glicose (secreção endócrina de um hormônio). A perda ou a degradação da Cx36 prejudica a produção de insulina; seu papel exato no diabetes tipo 1 e tipo 2 em seres humanos ainda não está claro. A Cx36 é codificada pelo gene GJD2, um lócus associado à predisposição genética ao diabetes tipo 2.

Sites de referência

[Wikipedia]

· Connexon, Wikipedia (em inglês).

· Gap junction, Wikipedia (em inglês).

[Sites com ilustrações]

· Estrutura do conexônio e da conexina (figura) (Wikimedia Commons)

· Junção comunicante (figura) (Wikimedia Commons)

Referências e fontes

  1. Leitura adicional: Connexon, Wikipedia (em inglês).
  2. Leitura adicional: Gap junction, Wikipedia (em inglês).
  3. Federative International Programme for Anatomical Terminology (FIPAT). Terminologia Anatomica, 2ª ed. (TA2), 2019.