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Editor:
Dr. med.
H. Jastrow
Conditions
of use
Overview Gap-junction (Nexus, Macula communicans):
Pages with explanations are linked to the text below the images if available! (Labelling is in German)
An entire English version of this page is in preparation!
gap-junction = Nexus between 2 pilar
cells of the cochlea (guinea pig)		 stereo image of a nexus, pilar cells
(guinea pig)		 stereo image of a nexus, pilar cells
(guinea pig) 2		 nexus in intercalated disc
heart muscle (monkey)
heart mucle: intercaltaed
disc overview (monkey)		 detail: nexus and fascia
adhaerens (monkey)		 Nexus in intercalated disc
of heart muscle (rat)		 gap-junction heart
muscle cell (rat)		 gap-junction detail from 
intercalated disk (rat)		 Gap-Junction, eye
lens epithelial cells (rat)
Als Nexus, elektrische Synapse (Terminologia histologica: Macula communicans, englisch Gap-junction) bezeichnet man fleck- bis streifenförmige Kommunikationszonen zwischen benachbarten Zellen. Sie sind besonders gut im Bereich von Glanzstreifen zwischen Herzmuskelzellen ausgebildet und können hier rundliche bis irreguläre flächenhafte Zell-Zellkontakte mit einer Fläche bis zu 1 µm² darstellen. Im Bereich der Nexus stoßen Tunnelproteine der beiden Nachbarzellmembranen direkt aneinander. Die im Zentrum der Proteine gelegenen rundlichen feinsten Tunnel haben Durchmesser von nur 1,5 bis 2 nm, deshalb ermöglichen Gap-junctions den direkten Übertritt von Wasser, Ionen und kleinen Moleküle wie Zucker, Aminosäuren, Nucleotiden, Ip3, cAMP, AMP, ADT oder ATP von einer Zelle zur anderen. Frei passieren können alle Moleküle kleiner als 1.200 Dalton (Da). Der Durchtritt von Molekülen zwischen 1.200 und 2.000 Da ist variabel und limitiert, alle Stoffe, die Molekulargewichte über 2.000 Da besitzen, können nicht mehr duchtreten. Die tunnelförmigen Verbindungen, die als Konnexone bezeichnet werden,  bestehen aus 6 Connexin32 (Molekulargewicht des Connexins: 32.000 Da) Untereinheiten in hexagonaler Anordnung in jeder Zellmembran, damit ein ganzer Tunnel aus 2 x 6 = 12 Connexin Molekülen. Die Zell-Zell Kontaktzonen haben Durchmesser von 0,1 – 1 µm, wobei die Zellmembranen hier nur ca. 2 – 3 nm voneinander entfernt sind. Die Bildung von Nexus erfolgt in wenigen Sekunden. Nexus dienen der metabolischen und ionalen Koppelung benachbarter Zellen. So erfolgt in der Herzmuskulatur die Erregungsweiterleitung über diese auch als elektrische Synapsen bezeichneten Zellkontakte. Die Funktion der Nexus wird von zweiwertigen Kationen gesteuert, dabei gilt der Wichtigkeit nach folgende Reihenfolge: Ca++ > Mg++ > Sr++ > Ba++. Wenn Wasserstoffionen (H+) in die Zellen eindringen (z.B. bei Schädigung), werden die Poren reversibel verschlossen, wodurch sich eine geschädigte Zelle von ihren Nachbarn abschottet. Diese werden dadurch zur Einleitung einer Mitose stimuliert, um die geschädigte Zelle zu ersetzen. Auch eine c-AMP Erhöhung oder ein Anstieg intrazellulärer Kalziumionen führt zum Verschluß der Connexonporen.

--> cell-to-cell contacts, tight-junction, desmosome, fascia adhaerens, synapse
--> Electron microscopic atlas Overview
--> Homepage of the workshop

Three images were kindly provided by Prof. H. Wartenberg; other images, page & copyright H. Jastrow.