A sejtkommunikáció egy sejtközi és intracelluláris kommunikációból álló folyamat. Így az információkat először a sejtek cserélik ki messenger anyagokon keresztül. A sejten belül a jel ezután a receptorokon és a másodlagos hírvivőkön keresztül továbbítódik, sőt felerősödik.
Mi a sejtkommunikáció?
A sejtkommunikáció egy sejtközi és intracelluláris kommunikációból álló folyamat. A sejtkommunikációt a külső ingerek továbbítására használják a jelek továbbításával a sejtek között és a sejteken belül. A külső jelátvitel meghatározott hírvivőkön keresztül történik, mint pl hormonok, neurotranszmitterközvetített vagy ion által közvetített elektromos inger transzdukció, sejthez kötött felület molekulák, vagy nagy molekulatömegű anyagok az intercelluláris térben. A jelek receptorokon vagy úgynevezett rés-csomópontokon keresztül jutnak be a sejt belsejébe, és az átviteli útvonaltól függően ott reakciók kaszkádját váltják ki. Így a sejtben második hírvivők (másodlagos hírvivő anyagok) képződnek, amelyek továbbítják a jelet a célhelyre és egyúttal fel is erősítik. A jelerősítés azért következik be, mert egy külső jel nagy számú második hírvivő képződését eredményezi. A sejtek közötti kommunikációval ellentétben az intracelluláris kommunikációban a jeleket a sejtben dolgozzák fel és reakcióvá alakítják. Itt az információt nem sejtről sejtre továbbítják, hanem kémiai hírvivők továbbítják amplifikáció alatt a sejt célhelyére. Az intracelluláris kommunikáció egész folyamatát jelátvitelnek is nevezik.
Funkció és feladat
Többsejtű organizmusokban az intracelluláris kommunikáció feldolgozza az extracelluláris hírvivők, valamint a külső ingerek (hallás, látás, szag). A jelátvitel olyan fontos biológiai folyamatokat szabályoz, mint pl gén transzkripció, immunválasz, sejtosztódás, fényérzékelés, szagérzékelés vagy izomösszehúzódás. Az intracelluláris kommunikáció kezdetét extracelluláris vagy intracelluláris ingerek váltják ki. Az extracelluláris kiváltók közé tartozik hormonok, növekedési faktorok, citokinek, neurotrofinok vagy neurotranszmitterek. Ezenkívül a környezeti hatások, például a fény- vagy hanghullámok, szintén extracelluláris ingerek. Sejten belül, kalcium az ionok gyakran kiváltják a jelátviteli kaszkádokat. Az extracelluláris jeleket először a sejtben vagy a sejtben található receptorok veszik fel sejt membrán. Különbséget tesznek a citoszolos és a membrán receptorok között. A citoszol receptorok a sejtben találhatók a citoplazmában. Ezek jelentik a kicsi célpontjait molekulák amelyek könnyen áthaladhatnak a sejt membrán. Ezek közé tartoznak a szteroidok, retinoidok, szén monoxid és nitrogén-oxid. Például a szteroid receptorok, miután aktiválódtak, biztosítják a transzkripciós folyamatokért felelős második hírvivők kialakulását. A membránhoz kötött receptorok a sejt membrán és mind extracelluláris, mind intracelluláris doménekkel rendelkeznek. A jelátvitel során a jel molekulák dokkoljon a receptor extracelluláris doménjénél, és konformációjának megváltoztatásával biztosítja, hogy a jel az intracelluláris doménbe kerüljön. Ott aztán biokémiai folyamatok játszódnak le, amelyek lehetővé teszik a második hírvivők kaszkádjának kialakulását. A membránreceptorokat három csoportra osztják: az ioncsatornák, a g-fehérjéhez kapcsolt receptorok és az enzimhez kapcsolt receptorok. Az ioncsatornák között ismét vannak ligandumkapu és feszültségfüggő ioncsatornák. Ezek transzmembránok fehérjék amelyek a jeltől függően aktiválódnak vagy deaktiválódnak, ezáltal megváltoztatva bizonyos ionok permeabilitását. Ha egy g-fehérjéhez kapcsolt receptor aktiválódik, a G-fehérje két komponensre bomlik. Ez a két komponens aktív, és bizonyos második hírvivők létrehozásával biztosítja a jel továbbítását. Az enzimhez kapcsolt receptorok szintén membránhoz kötött receptorok, amelyek felszabadítják a enzimek a jelátvitelkor hozzájuk kötődik. Tehát az enzimhez kapcsolt receptorok hat osztályba sorolhatók. Az aktivált receptor függvényében a megfelelő jeleket transzdukálják. Például a receptor tirozin kináz képviseli a hormon receptorát inzulin. Így a inzulin ezen a receptoron keresztül közvetít. Néhány sejt úgynevezett réscsomópontokon keresztül kapcsolódik össze. A réspontok a szomszédos sejtek közötti csatornák, és az intracelluláris kommunikáció egyik formáját jelentik. Amikor egy jel eljut egy adott cellába, a réspontok biztosítják annak gyors terjedését a szomszédos sejtekben.
Betegségek és rendellenességek
Az intracelluláris kommunikáció (jelátvitel) megszakításai a jelátviteli folyamat számos pontján lehetségesek, és különféle Egészség hatások. Számos betegség következménye bizonyos receptorok elégtelen hatékonysága. Ha az immunsejtek érintettek, ennek következménye az immunhiány. Autoimmun betegségek és az allergiát az intracelluláris jelátviteli folyamatok hibás feldolgozása okozza. De olyan betegségek, mint cukorbetegség mellitus vagy érelmeszesedés gyakran hatástalan receptorok eredményei is. Ban ben cukorbetegségpéldául elegendő lehet inzulin. Hiányzó vagy hatástalan inzulinreceptorok miatt azonban inzulinrezisztencia ebben az esetben létezik. Ennek eredményeként még több inzulin termelődik. Végül a hasnyálmirigy kimerülhet. Számos mentális betegség visszavezethető az intracelluláris sejtkommunikáció zavaraira is, mert sok esetben a jelátvitelt nem eléggé biztosítják a neurotranszmitterek elégtelen hatékony receptorai. A neurotranszmitterek szintén fontos szerepet játszanak a mentális betegségek. Például a kutatók azt vizsgálják, hogy a jelátvitel bonyolult folyamatainak mely rendellenességei lehetnek vezet olyan betegségekre, mint depresszió, mánia, bipoláris rendellenesség vagy skizofrénia. Genetikai okok is vezet az intracelluláris kommunikáció zavara. Az örökletes rendellenességek egyik különös példája a réscsomópontokra vonatkozik. Amint azt korábban említettük, a réspontok a szomszédos sejtek közötti csatornák. Transzmembrán képezik őket fehérjék úgynevezett connexin komplexek. Ezen fehérjekomplexek számos mutációja képes vezet mélyreható halláskárosodás vagy akár süketség. Oka a réspontok hibás működésében és a sejtkommunikáció ebből eredő megzavarásában rejlik.
