Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑pink

Sygnalizacja komórkowa

Komórki w organizmie komunikują się ze sobą. Najczęściej komunikacja ta przebiega z wykorzystaniem sygnałów chemicznych, głównie hormonówhormonhormonówneuroprzekaźnikówneuroprzekaźnikineuroprzekaźników. Cząsteczki sygnałowe nazywane są ligandami. Wytwarzane i wydzielane przez określone komórki, docierają one do innych komórek, stanowiąc swoisty rodzaj wiadomości, na które komórki odpowiadają określoną reakcją. Dany sygnał może odebrać jedynie komórka, która ma odpowiednie receptory – jest to tzw. komórka docelowa. Gdy ligand wiąże się z receptorem, zmienia jego kształt lub aktywność, powodując również zmianę wewnątrz komórki. Informacja przenoszona przez ligand jest często przekazywana za pośrednictwem sieci przekaźników chemicznych wewnątrz komórki, co prowadzi do różnych zmian w komórce, np. zmiany aktywności genu czy podziału komórki.

bg‑pink

Rodzaje sygnalizacji komórkowej

Sygnalizacja komórkowa może przybierać różne postacie, w zależności od zasięgu oddziaływania cząsteczki sygnałowej. Wyróżnia się autokrynne, parakrynne, endokrynne lub neurokrynne działanie cząsteczek sygnałowych oraz sygnalizację przez bezpośredni kontakt między komórkami.

Sygnalizacja autokrynna

Sygnalizacja autokrynna zachodzi, kiedy cząsteczka sygnałowa wywiera bezpośredni wpływ na komórkę, w której została zsyntetyzowana. W pewnych przypadkach, jeśli odpowiednie receptory zlokalizowane są wewnątrzkomórkowo, cząsteczka może zacząć oddziaływać na komórkę, zanim zostanie wydzielona. Przykładem działania autokrynnego jest hamowanie przez insulinęinsulinainsulinę jej wydzielania przez komórki B trzustki.

RIf1t3Tx3nY1i
Schemat sygnału autokrynnego przedstawia komórkę w postaci struktury zbliżonej kształtem do prostokąta z jajowatą, żółtą strukturą koloru żółtego oraz czarnym punktem w środku i maltutkimi, czarnymi punktami na obwodzie. Z powierzchni komórki wychodzą w prawo okrągłe, większe punkty koloru żółtego. Są to cząsteczki sygnałowe zaznaczone numerem 2. Od nich prowadzi strzałka do dolnej części komórki. Znajduje się tam receptor w kształcie odwróconej litery Y oznaczony numerem 1.
Sygnał autokrynny.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Sygnalizacja parakrynna

Sygnalizacja parakrynna odbywa się, gdy wydzielona cząsteczka sygnałowa nie jest transportowana przez krew do odległych tkanek i narządów, ale oddziałuje lokalnie na komórki sąsiadujące z komórką wydzielniczą. Dyfuzja cząsteczki sygnałowej do komórek docelowych zachodzi poprzez płyn zewnątrzkomórkowy. Przykładem sygnalizacji parakrynnej może być lokalne oddziaływanie somatostatynysomatostatynasomatostatyny, wydzielanej przez komórki D trzustki, na trzustkowe komórki A (wydzielające glukagonglukagonglukagon) i komórki B (wydzielające insulinę).

R39JrNHsUtLzb
Schemat przedstawia sygnał parakrynny. Pokazane są na nim dwie sąsiadujące komórki. Mają one kształty zbliżone do prostokąta, w środku każdej z nich widnieje żółte, owalne jądro z czarnymi strukturami w środku - jedna, większa w centrum, inne, mniejsze dookoła obwodu. Z jednej z nich wychodzą okrągłe cząsteczki sygnałowe w postaci większych, żółtych punktów opisanych numerem 1. Cząsteczki te przemieszczają się do drugiej komórki poprzez receptor w kształcie położonej poziomo, skierowanej w ich stronę litery Y, który znajduje się przy jej ścianie. Jest oznaczony numerem 2.
Sygnał parakrynny.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Sygnalizacja endokrynna

Sygnalizacja endokrynna to najczęstszy mechanizm przekazywania informacji przez układ hormonalny. W tym przypadku związek chemiczny (hormon), wydzielony przez komórki gruczołu wydzielania wewnętrznego, transportowany jest do odległych tkanek i narządów, gdzie wywiera specyficzny efekt. Do hormonów uczestniczących w tej sygnalizacji należą m.in. insulina, glukagon, tyroksynatyroksynatyroksynakortyzolkortyzolkortyzol.

R7XKHdBr82J1r
Na ilustracji ukazano wydzielanie dokrewne. Przedstawione są dwie komórki w kształcie zbliżonym do prostokąta. W środku każdej z nich widnieje żółte, owalne jądro z czarnymi strukturami w środku - jedna, większa w centrum, inne, mniejsze, dookoła obwodu. Pomiędzy nimi znajduje się czerwona grubsza, pofalowana linia, na której końcu jest strzałka. Jest to krwiobieg, oznaczony numerem 2. Wewnątrz krwiobiegu ukazane są cząsteczki sygnałowe, oznaczone numerem 1. Cząsteczki wędrują poprzez krwiobieg z jednej do drugiej komórki. Wychwytuje je receptor w kształcie litery Y, zaznaczony numerem 3 i zlokalizowany w okolicy ściany drugiej komórki.
Wydzielanie dokrewne.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Sygnalizacja neurokrynna

Sygnalizacja neurokrynna odbywa się dzięki uwalnianiu neuroprzekaźników (neurohormonów) z zakończeń synaptycznych. Ich produkcja oraz wydzielanie zachodzą niemal wyłącznie pod wpływem pobudzenia układu nerwowego. Neurohormony mogą wywierać efekty synaptyczne na inne neurony (sygnalizacja synaptyczna, w której komórki nerwowe przekazują sygnały, jest wyjątkowym przykładem sygnalizacji parakrynnej) oraz efekty hormonalne na odległe narządy (za pośrednictwem układu krążenia). Do głównych neurohormonów należy zaliczyć adrenalinęadrenalinaadrenalinę, noradrenalinęnoradrenalinanoradrenalinę, wazopresynęwazopresynawazopresynę, oksytocynęoksytocynaoksytocynę oraz hormony podwzgórzowe, regulujące uwalnianie hormonów przysadki mózgowej.

Sygnalizacja przez bezpośredni kontakt między komórkami

Sygnalizacja przez bezpośredni kontakt jest możliwa dzięki obecności połączeń szczelinowych (u zwierząt) i plazmodesmplazmodesmyplazmodesm (u roślin) pomiędzy komórkami, przez które małe cząsteczki sygnałowe mogą dyfundować z komórki do komórki. Dzięki temu cały zespół komórek może odpowiedzieć na sygnał, który dotarł do tylko jednej lub kilku z nich.

Słownik

adrenalina
adrenalina

neuroprzekaźnik w układzie nerwowym oraz jeden z hormonów rdzenia nadnerczy

glukagon
glukagon

hormon trzustki, prowadzący do podwyższenia stężenia glukozy we krwi

homeostaza
homeostaza

zdolność organizmu do utrzymania względnie stałego poziomu czynników wewnętrznych pomimo zmian w otoczeniu

hormon
hormon

związek chemiczny syntetyzowany i wydzielany przez gruczoł wydzielania wewnętrznego, a następnie przenoszony z krwią do innego narządu, gdzie wywiera swoiste działanie pobudzające lub hamujące

insulina
insulina

hormon trzustki, prowadzący do obniżenia stężenia glukozy we krwi

kortyzol
kortyzol

hormon wytwarzany przez korę nadnerczy; wpływa na tempo metabolizmu, a jego poziom zmienia się w cyklu dobowym; nazywany jest hormonem stresu

neuroprzekaźniki
neuroprzekaźniki

substancje chemiczne wytwarzane i uwalniane przez neurony (komórki nerwowe); służą do przekazywania informacji między neuronami lub z neuronu do narządu wykonawczego (mięśnia, gruczołu)

noradrenalina
noradrenalina

neuroprzekaźnik w układzie nerwowym oraz jeden z hormonów rdzenia nadnerczy

oksytocyna
oksytocyna

hormon produkowany w podwzgórzu, a wydzielany przez tylny płat przysadki mózgowej; zwiększa produkcję mleka w gruczołach mlecznych

plazmodesmy
plazmodesmy

połączenia między sąsiednimi komórkami w tkance roślinnej; pasemka cytoplazmy przechodzące w poprzek wspólnej ściany komórkowej, łączące protoplasty komórek roślinnych

somatostatyna
somatostatyna

hormon wydzielany głównie przez podwzgórze w mózgu, także komórki D trzustki; hamuje uwalnianie z przysadki mózgowej somatotropiny, a w przewodzie pokarmowym – glukagonu, insuliny i gastryny

tyroksyna
tyroksyna

hormon tarczycy; wpływa na ogólną przemianę materii (m.in. pobudza syntezę białek, przyspiesza utlenianie komórkowe, aktywuje wiele enzymów) oraz na wzrost i rozwój młodych organizmów

wazopresyna
wazopresyna

hormon produkowany w podwzgórzu, a wydzielany przez tylny płat przysadki mózgowej; zmniejsza ilość wody wydalanej przez nerki