Skirtingi korinio ryšio tipai

Daugialąsčiuose organizmuose esančios ląstelės turi prisiimti specializuotą vaidmenį ir žinoti, kada reikia atlikti konkrečią veiklą. Ląstelės koordinuoja savo veiksmus per skirtingus korinio ryšio tipus, dar vadinamus ląstelių signalizavimas. Tipiški ląstelių signalai yra cheminio pobūdžio ir gali būti nukreipti lokaliai arba organizmui apskritai.

Korinis ryšys yra daugiapakopis procesas, apimantis:

• Siunčiamas cheminis signalas.
• Signalo priėmimas prie tikslinės ląstelės išorinės membranos receptoriaus.
  
• Signalo perdavimas į tikslinės ląstelės vidų.
• Tikslinės ląstelės elgesio keitimas.

Skirtingi korinio ryšio tipai vykdo tuos pačius veiksmus, tačiau skiriasi nuo signalo perdavimo greičio ir atstumo, kuriuo jis veikia. Nervų ląstelės signalizuoja greitai, bet lokaliai, o hormonus išskiriančios liaukos veikia lėčiau, bet visame organizme.

Skirtingi korinio signalo tipai buvo sukurti atsižvelgiant į greičio ir atstumo reikalavimus, reikalingus įvairioms ląstelių funkcijoms.

Ląstelės naudoja skirtingus signalų tipus, priklausomai nuo to, kurias kitas ląsteles jie nori pasiekti. Keturi ląstelių ryšio tipai yra:

• Parakrinas: Signalinė ląstelė išskiria cheminę medžiagą, kuri difuziškai lokalizuojasi tikslinėse ląstelėse.
  
• Autokrininis: Panašus į parakrininį signalą, tačiau tikslinė ląstelė yra signalinė ląstelė. Ląstelė siunčia signalus iš vienos ląstelės membranos srities į kitą.
• Endokrininė sistema: Endokrininė signalizacija gamina hormoną, kuris kraujotakos sistema keliauja po visą organizmą.
• Sinapsinis: Siunčiančios ir priimančios ląstelės sukūrė sinapsinę struktūrą, priartindamos jų ląstelių membranas, kad būtų lengva keistis signalais.

Ląstelės išleidžia cheminius signalus, kad kitos ląstelės žinotų, kokius veiksmus jos atlieka, ir jos gauna signalus, informuojančius apie kitų organizmo ląstelių veiklą. Tokie veiksmai kaip ląstelių dalijimasis, ląstelių augimas, ląstelių mirtis ir baltymų gamyba yra koordinuojama per skirtingų tipų ląstelių signalizaciją.

Parakrininio signalo perdavimo metu ląstelė išskiria cheminę medžiagą, kuri galiausiai sukelia specifinius kaimyninių ląstelių elgesio pokyčius. Kilmės ląstelė sukelia cheminį signalą, kuris pasklinda visame audinyje. Cheminė medžiaga nėra stabili ir pablogėja, jei tenka keliauti didelius atstumus.

Dėl to naudojamas parakrininis signalas vietinių ląstelių ryšys.

Cheminė medžiaga, kurią ląstelė gamina, yra nukreipta į kitas specifines ląsteles. Tikslinės ląstelės savo ląstelių membranose turi receptorius išskiriamai cheminei medžiagai. Netikslinės ląstelės neturi reikiamų receptorių ir nėra paveiktos. Išsiskyrusi cheminė medžiaga prisijungia prie tikslinių ląstelių receptorių ir sukelia reakciją ląstelės viduje. Reakcija savo ruožtu daro įtaką tikslinėms ląstelių elgsenai.

Pavyzdžiui, odos ląstelės auga sluoksniais, o viršutinį sluoksnį sudaro negyvos ląstelės. Skirtingo audinio ląstelės guli po apatiniu odos ląstelių sluoksniu. Vietinis ląstelių signalizavimas užtikrina, kad odos ląstelės žino, kuriame sluoksnyje jos yra ir ar jos turi dalytis, kad pakeistų negyvas ląsteles.

Parakrininiai signalai taip pat naudojami bendraujant viduje raumeninis audinys. Parakrininis cheminis signalas iš raumens nervinių ląstelių sukelia raumenų ląstelių susitraukimą, leidžiantį raumenims judėti didesniame organizme.

Autokrininis signalas yra panašus į parakrininį signalą, tačiau veikia ląstelę, kuri iš pradžių išskiria signalą. Pirminė ląstelė sukelia cheminį signalą, tačiau signalo receptoriai yra toje pačioje ląstelėje. Dėl to ląstelė stimuliuoja save keisti savo elgesį.

Pavyzdžiui, ląstelė galėtų išskirti cheminę medžiagą, skatinančią ląstelių augimą. Signalas sklinda visame vietiniame audinyje, tačiau jį užfiksuoja kilmės ląstelės receptoriai. Tada ląstelė, kuri išskyrė signalą, yra skatinama aktyviau augti.

Ši funkcija yra naudinga embrionams, kuriuose svarbus augimas, taip pat skatina efektyvią ląstelių diferenciaciją, kai autokrininis signalizavimas sustiprina ląstelės tapatumą. Autokrininė savistimuliacija sveikų suaugusių audinių organizme yra reta, tačiau gali būti nustatyta kai kurių vėžio formų atveju.

Vykdant endokrininę signalizaciją, kilmės ląstelė išskiria hormoną, kuris yra stabilus dideliais atstumais. Hormonas per ląstelės audinį difunduoja į kapiliarus ir keliauja per organizmo kraujotakos sistemą.

Endokrininiai hormonai plinta visame kūne ir nukreipia ląsteles tose vietose, kurios yra nutolusios nuo signalizuojančios ląstelės. Tikslinės ląstelės turi hormono receptorius ir keičia savo elgesį, kai receptoriai yra suaktyvinti.

Pavyzdžiui, antinksčių ląstelės gamina hormoną adrenaliną, dėl kurio organizmas pereina į „kovos ar bėgimo“ režimą. Hormonas kraujyje plinta visame kūne ir sukelia tikslinių ląstelių reakcijas. Kraujagyslės susiaurėja, kad padidėtų raumenų kraujospūdis, širdis greičiau pumpuojasi ir suaktyvėja kai kurios prakaito liaukos. Visas organizmas patenka į pasirengimo papildomam krūviui būseną.

Hormonas visur yra tas pats, bet kai jis suaktyvina ląstelių receptorius, ląstelės keičia savo elgesį skirtingais būdais.

Kai dviem ląstelėms nuolat tenka keistis plačiu signalu, tikslinga sukurti specialias ryšio struktūras, kad būtų lengviau keistis cheminiais signalais. sinapsė yra ląstelių pratęsimas, dėl kurio dviejų ląstelių išorinės ląstelių membranos yra artimos. Signalizacija per sinapsę visada susieja tik dvi ląsteles, tačiau ląstelė gali turėti tokias artimas asociacijas su keliomis ląstelėmis vienu metu.

Cheminiai signalai, išleidžiami į sinapsinis atotrūkis iš karto paima ląstelių partnerių receptoriai. Kai kurių ląstelių tarpas yra toks mažas, kad ląstelės efektyviai liečiasi. Tokiu atveju cheminiai signalai ant vienos ląstelės išorinės ląstelės membranos gali tiesiogiai užmegzti receptorius ant kitos ląstelės membranos, o ryšys yra ypač greitas.

Tipiškas sinapsinis bendravimas vyksta tarp neuronai smegenyse. Smegenų ląstelės sukuria sinapses, kad sukurtų pageidaujamus ryšio kanalus su kai kuriomis kaimyninėmis ląstelėmis. Tuomet ląstelės gali ypač gerai bendrauti su savo sinapsinio ryšio partneriais, greitai ir dažnai keisdamosi cheminiais signalais.

Korinio ryšio signalo siuntimas yra gana tiesus, nes ląstelė išskiria cheminę medžiagą ir signalas paskirstomas pagal jo tipą. Signalo gavimas yra sudėtingesnis, nes signalo cheminė medžiaga lieka už tikslinės ląstelės ribų. Kad signalas galėtų pakeisti langelio elgseną, jis turi patekti į langelį ir sukelti pokyčius.

Pirma, tikslinė ląstelė turi turėti receptorius, atitinkančius cheminį signalą. Receptoriai yra ląstelės paviršiuje esančios cheminės medžiagos, galinčios prisijungti prie tam tikrų cheminių signalų. Kai receptorius prisijungia prie cheminio signalo, jis ląstelės membranos viduje išlaisvina gaiduką.

Tada trigeris įtraukia į signalo perdavimas kurioje suveikusi cheminė medžiaga nukreipta į ląstelės dalį, kurioje turėtų pasikeisti ląstelės elgesys.

Ląstelės auga ir dalijasi dėl signalo iš kitų ląstelių. Toks augimo signalas prisijungia prie tikslinių ląstelių receptorių ir sukelia signalo perdavimą ląstelės viduje. Transdukcijos cheminė medžiaga patenka į ląstelės branduolį ir sukelia ląstelės augimą bei paskesnį ląstelių dalijimąsi.

Transdukcinė cheminė medžiaga tai pasiekia paveikdama genų ekspresija. Tai suaktyvina genus, kurie yra atsakingi už papildomų ląstelių baltymų gamybą, dėl kurių ląstelė auga ir dalijasi. Ląstelė išreiškia naują genų rinkinį ir keičia savo elgesį pagal gautą signalą.

Ląstelės taip pat gali pakeisti savo elgesį pagal ląstelės signalus, keisdamos savo pagamintą energijos kiekį, keisdamos išskiriamų cheminių medžiagų kiekį arba įsitraukdamos į ląstelę apoptozė arba kontroliuojama ląstelių mirtis. Korinio ryšio ciklas išlieka toks pats, kai ląstelės skleidžia signalus, tikslinės ląstelės jas gauna ir tikslinės ląstelės keičia savo elgesį pagal gautą signalą.