さまざまな種類の細胞コミュニケーション

多細胞生物の細胞は、特殊な役割を担い、特定の活動をいつ実行するかを知っている必要があります。 細胞は、さまざまな種類の細胞コミュニケーションを通じて行動を調整します。 細胞シグナル伝達. 典型的な細胞信号は本質的に化学的であり、局所的または一般的な生物を標的にすることができます。

細胞通信は、以下を含む多段階のプロセスです。

• 化学信号を送信します。
• 標的細胞の外膜受容体で信号を受信します。
  
• 信号をターゲットセルの内部に中継します。
• ターゲットセルの動作を変更します。

異なるタイプのセルラー通信はすべて同じ手順に従いますが、シグナリングプロセスの速度とそれが作用する距離によって区別されます。 神経細胞は迅速に、しかし局所的に信号を送りますが、ホルモンを放出する腺はよりゆっくりと、しかし生物全体で働きます。

さまざまな種類の細胞シグナル伝達は、さまざまな細胞機能の速度と距離の要件を考慮して進化してきました。

セルは、到達したい他のセルに応じて、さまざまなタイプのシグナリングを使用します。 セル通信には次の4種類があります。

• パラクリン： シグナル伝達細胞は、標的細胞に局所的に拡散する化学物質を分泌します。
  
• オートクリン： パラクリンシグナル伝達に似ていますが、標的細胞はシグナル伝達細胞です。 細胞は、ある細胞膜領域から別の細胞膜領域に信号を送信しています。
• 内分泌： 内分泌シグナル伝達は、循環系を介して生物全体に移動するホルモンを生成します。
• シナプス： 送信セルと受信セルはシナプス構造を構築しており、信号の交換を容易にするために細胞膜を密接に接触させています。

細胞は化学信号を放出して、他の細胞に自分が取っている行動を知らせ、他の生物細胞の活動を知らせる信号を受け取ります。 などのアクション 細胞分裂、細胞増殖、細胞死、およびタンパク質の産生は、さまざまな種類の細胞シグナル伝達を通じて調整されます。

パラクリンシグナル伝達中に、細胞は化学物質を分泌し、最終的に隣接する細胞の行動に特定の変化を引き起こします。 元の細胞は、近くの組織全体に拡散する化学信号を生成します。 化学物質は安定しておらず、長距離を移動する必要がある場合は劣化します。

その結果、パラクリンシグナル伝達は ローカルセル通信.

細胞が生成する化学物質は、他の特定の細胞を対象としています。 標的細胞は、分泌された化学物質の受容体を細胞膜に持っています。 非標的細胞は必要な受容体を持たず、影響を受けません。 分泌された化学物質は、標的細胞の受容体に付着し、細胞内で反応を引き起こします。 次に、反応は標的細胞の挙動に影響を及ぼします。

例えば、 皮膚細胞 死んだ細胞で構成された最上層との層で成長します。 異なる組織の細胞は、皮膚細胞の最下層の下にあります。 局所細胞シグナル伝達は、皮膚細胞がそれらがどの層に位置しているか、そして死んだ細胞を置き換えるために分裂する必要があるかどうかを確実に知るようにします。

パラクリンシグナル伝達は、内部の通信にも使用されます 筋肉組織. 筋肉の神経細胞からのパラクリン化学信号により、筋肉細胞が収縮し、より大きな生物の筋肉の動きが可能になります。

オートクリンシグナル伝達はパラクリンシグナル伝達に似ていますが、最初にシグナルを分泌する細胞に作用します。 元のセルは化学信号を生成しますが、信号の受容体は同じセル上にあります。 その結果、細胞はその行動を変えるためにそれ自身を刺激します。

たとえば、細胞は細胞の成長を促進する化学物質を分泌する可能性があります。 信号は局所組織全体に拡散しますが、元の細胞の受容体によって捕捉されます。 次に、シグナルを分泌した細胞が刺激されて、さらに成長します。

この機能は、成長が重要な胚で有用であり、オートクリンシグナル伝達が細胞のアイデンティティを強化する場合、効果的な細胞分化も促進します。 オートクリンの自己刺激は成人の健康な組織ではまれですが、一部の癌で見られます。

内分泌シグナル伝達では、元の細胞が長距離にわたって安定したホルモンを分泌します。 ホルモンは細胞組織を通って毛細血管に拡散し、生物の循環系を通って移動します。

内分泌ホルモンは体全体に広がり、シグナル伝達細胞から離れた場所の細胞を標的にします。 標的細胞はホルモンの受容体を持っており、受容体が活性化されるとその行動を変化させます。

たとえば、副腎の細胞はホルモンのアドレナリンを生成し、それによって体は「戦うか逃げるか」モードに入ります。 ホルモンは血液中の体全体に広がり、標的細胞で反応を引き起こします。 血管 収縮して筋肉の血圧を上げると、心臓のポンプが速くなり、一部の汗腺が活性化されます。 生物全体が余分な運動の準備ができている状態に置かれます。

ホルモンはどこでも同じですが、それが細胞の受容体を誘発すると、細胞は異なる方法で行動を変えます。

2つのセルが継続的に広範な信号を交換する必要がある場合、化学信号の交換を容易にするために特別な通信構造を構築することは理にかなっています。 ザ・ シナプス は、2つの細胞の外側の細胞膜を近接させる細胞伸長です。 シナプスを介したシグナル伝達は常に2つの細胞のみをリンクしますが、細胞は同時に複数の細胞とそのような密接な関係を持つことができます。

に放出される化学信号 シナプスギャップ すぐにパートナー細胞受容体に取り込まれます。 一部のセルでは、ギャップが非常に小さいため、セルが効果的に接触しています。 その場合、一方の細胞の外側の細胞膜上の化学信号は、もう一方の細胞の膜上の受容体に直接関与する可能性があり、通信は特に高速です。

典型的なシナプスコミュニケーションは ニューロン 脳の中で。 脳細胞はシナプスを構築して、いくつかの隣接する細胞との好ましい通信チャネルを確立します。 その後、細胞はシナプス通信パートナーと特にうまく通信し、化学信号を迅速かつ頻繁に交換することができます。

細胞が化学物質を分泌し、信号がそのタイプに応じて分配されるため、細胞通信信号の送信は比較的簡単です。 信号化学物質は標的細胞の外側に留まるため、信号の受信はより複雑になります。 信号がセルの動作を変更する前に、信号はセルに入り、変更をトリガーする必要があります。

まず、標的細胞は化学信号に対応する受容体を持っている必要があります。 受容体は、特定の化学信号に結合できる細胞表面の化学物質です。 受容体が化学信号に結合すると、細胞膜の内側でトリガーを放出します。

次に、トリガーは次のプロセスを実行します。 シグナル伝達 トリガーされた化学物質は、セルの動作が変化するはずのセルの一部をターゲットにします。

細胞は、他の細胞からのシグナル伝達の結果として成長し、分裂します。 このような成長シグナルは、標的細胞の受容体に結合し、細胞内のシグナル伝達を引き起こします。 形質導入化学物質は細胞核に入り、細胞に成長とそれに続く細胞分裂を開始させます。

形質導入化学物質は、影響を与えることによってこれを達成します 遺伝子発現. それは、細胞を成長させ分裂させる追加の細胞タンパク質の産生に関与する遺伝子を活性化します。 細胞は新しい遺伝子のセットを発現し、受信した信号に応じてその振る舞いを変化させます。

細胞はまた、生成するエネルギーの量を変更したり、分泌した化学物質の量を変更したり、細胞に関与したりすることで、細胞の信号に応じて行動を変えることができます アポトーシス または制御された細胞死。 細胞の通信サイクルは同じままで、細胞が信号を発信し、標的細胞がそれらを受信し、標的細胞が受信した信号に応じて行動を変化させます。