縫隙連接 Gap junction

縫隙連接是一種位於細胞之間的通道，由於可以讓許多的物質在細胞間流動，因此可將多細胞構成如同單一細胞般的性質。在細胞間具有縫隙連接的位置，一般由數百個縫隙連接所構成稱之為縫隙連接斑(plaque)，單一個縫隙連接在相鄰細胞的細胞膜上各有半套的縫隙連接結構稱為連接體(connexon)或連接半管(hemichannel)，一個連接體共由六個連接素(connexin；Cx)所組成，一個連接素的基本結構為具有4個穿越細胞膜區域(transmembrane domain)的蛋白質；已知人體具有21種的連接素基因，而不同連接素所組成的縫隙連接通道性質會有所不同。

連接素是縫隙連接的基本結構。連接體若是由相同連接素所構成的稱為同次單位型(homomeric)連接體，若是由不同連接素所構成的稱為異次單位型(heteromeric)連接體。縫隙連接若是由相同的連接體所構成的稱為同型(homotypic)縫隙連接，若是由不同連接體所構成的稱為異型(heterotypic)縫隙連接。

縫隙連接的相鄰細胞距離約為3nm，縫隙連接直徑約為2nm大小，而其所構成的孔道，一般可讓1000道爾頓(dalton)以下的分子通過，包括常見的離子及第二信使(second messengers)。縫隙連接通道的開關可受到生理機制的調控：(平時的縫隙連接通道開啟機率可達90%)
一、電位性調控(voltage gating)：細胞間的電位差改變，可快速關閉縫隙連接的通道。
二、化學性調控(chemical gating)：鈣離子或氫離子的濃度升高或是連接素的磷酸化，都可使縫隙連接的通道關閉。

縫隙連接的主要功能包括：
一、可選擇性交換細胞間的離子與代謝物。
二、可形成電位性耦合(electrical coupling)及代謝性耦合(metabolic coupling)細胞。
三、可直接在結構上連結細胞。
四、可直接在功能上參與細胞的訊息傳遞。

典型縫隙連接的生理功能範例包括心臟的收縮、分娩時子宮的收縮、胰臟貝他細胞的胰島素分泌、皮膚細胞的生長分裂等等。以心臟收縮為例：心臟的心肌細胞間都有縫隙連接相連，因此當一處心肌細胞發生動作電位時，可以一系列的傳導到所有的心肌細胞，而造成心房與心室細胞的集體收縮，唧出血液。除此之外，上皮細胞、內皮細胞、平滑肌細胞、內臟器官的細胞、膠質細胞、神經細胞、及水晶體細胞之間等等，都有大量的縫隙連接存在；其實人體除了血液細胞外，幾乎所有細胞或多或少都具有縫隙連接。已知的先天性連接素突變疾病可包括耳聾、多發性神經病變、皮膚病變、心律不整、及白內障等。

縫隙連接的解剖圖片可參考下列網址：
http://cellbiology.med.unsw.edu.au/units/images/gap_junction5.jpg
http://www.cytochemistry.net/cell-biology/membr20.jpg

不同組織的縫隙連接的圖片可參考下列網址：
http://www.nature.com/nrn/journal/v6/n3/images/nrn1627-f4.jpg (視網膜)
http://image.tutorvista.com/content/tissues/gap-junction-cardiac-muscle-tissue.jpeg (心肌)
http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter2/images/n2-11.jpg (平滑肌)

縫隙連接與其他細胞功能的交互影響可參考下列網址：
http://circres.ahajournals.org/cgi/content/full/79/4/631/F3
http://www.sabiosciences.com/images/SignalingGapJunctions680.gif