4.12: Junções Comunicantes

Organismos multicelulares empregam uma variedade de maneiras para as células comunicarem entre si. Junções comunicantes são proteínas especializadas que formam poros entre células vizinhas em animais, conectando o citoplasma entre as duas, e permitindo a troca de moléculas e iões. Elas são encontradas em uma ampla gama de espécies de invertebrados e vertebrados, medeiam inúmeras funções, incluindo diferenciação e desenvolvimento celular, e estão associados a inúmeras doenças humanas, incluindo doenças cardíacas e cutâneas.

As junções comunicantes de vertebrados são compostas por proteínas transmembranares chamadas conexinas (CX), e seis conexinas formam um hemicanal chamado conexon. Os humanos têm pelo menos 21 formas diferentes de conexinas que são expressas em quase todos os tipos de células. Diz-se que um hemicanal conexon é homomérico quando todas as seis conexinas são iguais, e heteromérico quando compostos por tipos diferentes.

A maioria das células expressa mais do que um tipo de conexina. Estas podem formar hemicanais conexon funcionais ou um canal de junção comunicante completo, emparelhando-se com uma contraparte em uma célula adjacente. As junções são consideradas homotípicas quando cada conexon é igual, e heterotípicas quando diferem. Aglomerados chamados placas de junções comunicantes formam-se geralmente onde os canais são continuamente reciclados e degradados no centro das placas e substituídos na periferia.

As junções comunicantes permitem a passagem de iões, segundos mensageiros, açúcares e outras pequenas moléculas entre as células. Esta troca é seletivamente permeável e determinada pela composição de conexinas do canal. Elas possuem a capacidade, sob certas condições, de alternar entre estados abertos e fechados, permitindo que as células regulem a troca de moléculas entre elas. Fatores como o pH e a presença de iões Ca²⁺ podem regular a comunicação entre as células em menor escala temporal, enquanto que a expressão genética diferencial controla o tipo e a abundância de conexinas nos diversos tipos de células em tecidos em desenvolvimento e adultos.