Comunicarea celulară este un proces compus din comunicare intercelulară și intracelulară. Astfel, informațiile sunt schimbate mai întâi între celule prin intermediul substanțelor mesager. În interiorul celulei, semnalul este apoi transmis și chiar amplificat prin receptori și mesageri secundari.
Ce este comunicarea celulară?
Comunicarea celulară este un proces compus din comunicare intercelulară și intracelulară. Comunicarea celulară este utilizată pentru a transmite stimuli externi prin transmiterea de semnale între celule și în interiorul celulelor. Transducția semnalului extern are loc prin mesageri specifici, cum ar fi hormoni, neurotransmițător-transducția stimulului electric mediat sau ionizat, suprafață legată de celule molecule, sau substanțe cu greutate moleculară ridicată în spațiul intercelular. Semnalele pătrund în interiorul celulei prin receptori sau așa-numitele joncțiuni gap și declanșează o cascadă de reacții acolo, în funcție de calea de transmisie. Astfel, în celulă se formează al doilea mesager (substanțe mesager secundare), care transmit semnalul către locul țintă și îl amplifică în același timp. Amplificarea semnalului are loc deoarece un semnal extern are ca rezultat formarea unui număr mare de mesageri secundari. Spre deosebire de comunicarea intercelulară, în comunicarea intracelulară semnalele sunt procesate în celulă și transformate într-o reacție. Aici, informațiile nu sunt transmise de la celulă la celulă, ci sunt transmise de către mesagerii chimici sub amplificare la locul țintă celular. Acest întreg proces de comunicare intracelulară este, de asemenea, cunoscut sub numele de transducție de semnal.
Funcția și sarcina
În organismele multicelulare, comunicarea intracelulară procesează semnale transmise de mesageri extracelulari, precum și de stimuli externi (auz, vedere, miros). Transducția semnalului reglează procese biologice importante precum genă transcriere, răspuns imun, diviziune celulară, percepție a luminii, percepție a mirosului sau contracție musculară. Debutul comunicării intracelulare este declanșat de stimuli extracelulari sau intracelulari. Declanșatoarele extracelulare includ hormoni, factori de creștere, citokine, neurotrofine sau neurotransmițători. Mai mult, influențele de mediu, cum ar fi lumina sau undele sonore, sunt, de asemenea, stimuli extracelulari. Intracelular, calciu ionii declanșează adesea cascadele de transducție a semnalului. Semnalele extracelulare sunt preluate mai întâi de receptorii situați în celulă sau în membrana celulara. Se face distincția între receptorii citosolici și cei membranari. Receptorii citosolici sunt localizați în interiorul celulei din citoplasmă. Ele reprezintă ținte pentru mici molecule care poate trece cu ușurință prin membrana celulara. Acestea includ steroizi, retinoizi, carbon monoxid și oxid de azot. De exemplu, receptorii de steroizi, odată activate, asigură formarea de mesageri secundari responsabili de procesele de transcripție. Receptorii legați de membrană sunt localizați în membrana celulara și au atât domenii extracelulare, cât și intracelulare. În timpul transducției semnalului, semnalul molecule andocare la domeniul extracelular al receptorului și, prin schimbarea conformației acestuia, asigurați-vă că semnalul este transmis către domeniul intracelular. Acolo au loc apoi procese biochimice care permit formarea unei cascade de al doilea mesageri. Receptorii cu membrană sunt împărțiți în trei grupe, canalele ionice, receptorii cuplați cu proteina g și receptorii cuplați cu enzima. Dintre canalele ionice, există din nou canale ionice cu ligand și cu tensiune. Acestea sunt transmembranare proteine care sunt activate sau dezactivate în funcție de semnal, schimbând astfel permeabilitatea la anumiți ioni. Un receptor cuplat cu proteina g, atunci când este activat, face ca proteina G să se descompună în două componente. Aceste două componente sunt active și asigură transmisia semnalului prin formarea anumitor mesageri secundari. Receptorii cuplați enzimatic sunt, de asemenea, receptori legați de membrană care eliberează enzime legat de acestea la transmiterea semnalului. Astfel, există șase clase de receptori legați de enzime. În funcție de receptorul activat, semnalele corespunzătoare sunt transduse. De exemplu, receptorul tirozin kinază reprezintă receptorul pentru hormon insulină. Astfel, efectul insulină este mediată prin intermediul acestui receptor. Unele celule sunt conectate prin așa-numitele joncțiuni gap. Joncțiunile gap sunt canale între celulele vecine și reprezintă o formă de comunicare intracelulară. Atunci când un semnal ajunge la o anumită celulă, joncțiunile gap asigură propagarea sa rapidă în celulele vecine.
Boli și tulburări
Întreruperile comunicării intracelulare (transducția semnalului) sunt posibile în multe puncte ale procesului de transducție a semnalului și pot avea diverse sănătate efecte. Multe boli rezultă din eficacitatea insuficientă a anumitor receptori. Dacă celulele imune sunt afectate, apar în consecință imunodeficiențe. Boală autoimună iar alergiile sunt cauzate de procesarea defectuoasă a proceselor de transducție a semnalului intracelular. Dar boli precum diabet mellitus sau arterioscleroză sunt, de asemenea, deseori rezultatul unor receptori ineficienți. În diabet, de exemplu, pot exista suficiente insulină. Cu toate acestea, din cauza lipsei sau ineficienței receptorilor de insulină, rezistenta la insulina există în acest caz. Ca rezultat, se produce și mai multă insulină. În cele din urmă, pancreasul poate deveni epuizat. Multe boli mentale pot fi, de asemenea, urmărite înapoi la tulburări ale comunicării celulare intracelulare, deoarece, în multe cazuri, transmisia semnalului nu este suficient asigurată de receptori insuficient de eficienți pentru neurotransmițători. Neurotransmițătorii joacă, de asemenea, un rol important în boală mintală. De exemplu, cercetătorii investighează care pot fi tulburările din procesele complexe de transmitere a semnalului conduce la boli precum depresiune, manie, tulburare bipolară sau schizofrenie. Cauzele genetice pot, de asemenea conduce la o perturbare a comunicării intracelulare. Un exemplu particular de tulburări ereditare se referă la joncțiunile de decalaj. După cum sa menționat mai devreme, joncțiunile gap sunt canale între celulele vecine. Sunt formate din transmembranare proteine numite complexe de conexină. Mai multe mutații ale acestor complexe proteice pot conduce a profunda pierderea auzului sau chiar surditate. Cauza lor constă în funcția defectuoasă a joncțiunilor de decalaj și întreruperea rezultată a comunicării celulare.
