Connexon
Synonyme: Halbkanal, Hemikanal
Englisch: connexon, connexin hemichannel
1. Definition
Unter einem Connexon bzw. Hemikanal versteht man einen Komplex aus sechs Connexinmolekülen, der in der Zellmembran eine Pore bildet.
2. Hintergrund
Die Connexone zweier benachbarter Zellen bilden zusammen einen Kanal, der das Zytoplasma dieser Zellen miteinander verbindet. Durch ihn können Ionen und kleinmolekulare Stoff frei diffundieren. Eine Gruppe bzw. einen Cluster dieser Kanäle bezeichnet man als Gap Junction. Es gibt jedoch auch Connexone, die eine Pore zum Extrazellulärraum bilden.
3. Biochemie
Connexone, die aus einem Connexintyp aufgebaut sind, bezeichnet man als Homomere. Sind verschiedene Connexine am Connexon beteiligt, spricht man von einem Heteromer.
Die Synthese der Connexine findet im endoplasmatischen Retikulum statt. Die einzelnen Untereinheiten werden anschließend im Golgi-Apparat zusammengesetzt. Danach werden sie mit Vesikeln zur Zellmembran transportiert und dort integriert. Der genaue Prozess, mit dem sie die Connexone der Nachbarzelle finden und an sie binden, ist noch nicht geklärt.
Die Entfernung der Connexone aus der Zellmembran erfolgt durch Endozytose, am wahrscheinlichsten durch Clathrin-vermittelte Endozytose. Die entstandenen Vesikel verschmelzen anschließend mit Lysosomen, welche die Connexine proteolytisch abbauen.
4. Morphologie
Ein Connexon ist etwa 7,5 nm lang und hat einen Durchmesser von 2,5 nm. Es ragt dabei ungefähr 0,7 nm in das Zytoplasma und 1,7 nm in den Extrazellulärraum.
5. Funktion
Connexone erfüllen in der menschlichen Physiologie viele verschiedene Aufgaben, die nur ansatzweise bekannt sind. Sie dienen u.a. als elektrische Synapsen, die eine schnelle Koordination von Zellverbünden ermöglichen. Diese Funktion ist für das ZNS und die nahezu synchrone Aktivtität der Kardiomyozyten des Herzmuskels essentiell. Darüber spielen sie eine Rolle im Rahmen der Embryogenese, insbesondere der Neurogenese, und bei neuronalen Reparaturvorgängen.
6. Regulierung
Die Aktivität der Connexone, d.h. das Öffnen und Schließen der Pore wird durch verschiedene Faktoren reguliert. Auch dieser Aspekt der Connexone ist bislang (2024) nur rudimentär erforscht. Die genaue Form der Steuerung ist abhängig von den verbauten Connexinen.
- Chemische Steuerung: Eine hohe intrazelluläre Ca2+-Konzentration und ein niedriger pH-Wert führen zum Schließen der Pore.
- Humorale Steuerung: Neurotransmitter (z.B. Adrenalin, Noradrenalin) oder Wachstumsfaktoren triggern wahrscheinlich eine Öffnung der Connexone.