ギャップジャンクション解説と働き

電気シナプスelectrical synapse

１つの神経細胞が他の神経細胞と情報伝達する特殊化した部位はシナプスと呼ばれています。
このシナプスの伝達様式には科学シナプスと、電気シナプスの２種類あります。
大部分のシナプスでは化学物質が伝達に使われますが、一部のシナプスでは電気的にのみ伝達が行われます。（実際脳のシナプスは大部分が化学シナプスです）

電気シナプスでは、シナプス前細胞と後細胞は２つの細胞の細胞質を直接つなぐ特殊なチャネル、すなわちギャップジャンクションを通して伝達を行います。電気シナプスではシナプス遅延は著しく短く、約1000倍も伝達が早いです。

電気的伝達は、一群の神経細胞の活動を組織化することにも役立っています。同期性を提供するのです。
さらに、電気シナプスはシグナル伝達物質が透過するので、細胞間の代謝シグナルを伝達することもできます。

グリア細胞においては、ギャップ結合は細胞間伝達だけでなく、細胞内情報伝達にも関わっています。
脳において、個々のアストロサイト（星状膠細胞）はお互いにギャップ結合で連結され、グリア細胞ネットワークを形成しています。

心臓でのギャップジャンクション

デスモソームで強固に連結された心筋細胞間で、迅速にイオンシグナルを伝播し、拍動中の心筋細胞が協調して収縮するよう、電気的に刺激しています。

哺乳類の出産における子宮筋の収縮機能におけるギャップジャンクション

分娩において、哺乳類の子宮筋細胞は同調して強く収縮しなければなりません。
この同調した活性を可能にするため、分娩の直前から分娩の間、主な子宮筋コネキシンであるCx43の量は通常の約５～１０倍に増加してギャップジャンクションの数と大きさを増やしますが、分娩後には急速に減少します。

発生中の胚におけるギャップジャンクション

成長や細胞分化を調節する化学的・電気的な情報の伝達がギャップジャンクションを介して行われています。
卵母細胞と周囲の顆粒膜細胞の間や隣接する顆粒膜細胞同士間での代謝産物やシグナル伝達物質の移動を仲介して、卵巣での卵細胞の発達に重要な役割を果たしています。

消化管のギャップ結合

ある種の細胞外ホルモン刺激により、細胞内の代謝を調節する２次メッセンジャー（例、cAMP, IP3, Ca2+)と呼ばれる小さな細胞内シグナル伝達分子の産生や放出が誘導されます。2次メッセンジャーはギャップジャンクションを介して細胞間を伝播できるので、１つの細胞に対するホルモン刺激によって、その細胞と多くの隣接する細胞に協調した応答を引き起こすことができます。
このようなギャップジャンクションを介したシグナル伝達は、例えば、膵臓からの消化酵素の分泌や、腸の協調した筋収縮の波（蠕動）などにおいて、重要な役割を果たします。

コネキシン遺伝子の変異

コネキシン遺伝子の変異は、少なくとも８つのヒト遺伝病の原因となります。
神経感覚性難聴、白内障、心臓機能障害、進行性の末梢神経変性が特徴であるX染色体連鎖シャルコーーマリーートゥース病があります。