Клеточная сигнализация 14 октября Общая характеристика клеточной сигнализации

Клеточная сигнализация — это процесс получения и обработки клеткой информации, поступающей из окружающей среды в виде разнообразных сигналов физической или химической природы, результатом чего является специфический ответ клетки на действие сигнала.

Клеточная сигнализация осущест­вляется сигнальными системами, мате­риальную основу которых на молеку­лярном уровне составляют рецепторы, элементы сигнал-передающих путей и эффекторные белки, реализующие от­вет клетки на действие сигнала. Общий принцип функционирования сигналь­ных систем состоит в том, что внешний сигнал, взаимодействуя с рецептором клеток-мишеней, вызывает изменение конформации рецептора и его актива­цию, результатом чего служит передача полученной рецептором информации к эффекторным белкам, обеспечиваю­щим ответ клетки на действие сигнала.

Клеточная сигнализация играет большую роль в формировании адап­тивных реакций про- и эукариотиче­ских организмов на действие факторов окружающей среды.

Особое значение клеточная сигна­лизация имеет для человека, в связи с необходимостью тесной ко­ординации и интеграции деятельности составляющих их клеток в составе це­лостного организма.

Виды клеточной сигнализации

В процессе эволюции появилось несколь­ко видов клеточной сигнализации с использованием химических сигналь­ных молекул, называемых первичными посредниками, или первичными мессен­джерами: паракринная, аутокринная, юкстакринная, эндокринная и синапти­ческая (рис. 5.1; 5.2).

Указанные виды сигнализации различаются по способу доставки химических молекул к клет­кам, а также по расстоянию, на которое действуют сигнальные механизмы.

Паракринная сигнализация характе­ризуется выделением клеткой химиче­ских медиаторов, которые оказывают действие лишь на клетки ближайшего окружения. Паракринная сигнализа­ция играет большую роль в процессах развития организма, дифференцировки клеток, репарации тканей после их по­вреждения и др.

При аутокринной сигнализации клетка выделяет вещества, которые действуют на ту же самую клетку. Этот вид сигнализации широко используют клетки иммунной системы.

Юкстакринная сигнализация характеризуется передачей сигнала от одной клетки другой в результате их адгезии, то есть непосредственного физического контакта. При этом молекула лиганда не отщепляется от сигнализирующей клетки, а остается на наружной поверх­ности клеточной мембраны. Благодаря юкстакринной сигнализации осущест­вляется распознавание клетками друг друга, а также связывание их с внекле­точным матриксом.

Синаптическая сигнализация встре­чается у организмов, имеющих нервную систему. Она характеризует­ся секрецией нейронами сигнальных молекул нейромедиаторов в синапти­ческую щель - узкое, около 50 нм, пространство, разделяющее мембраны передающей сигнал нервной клетки и клетки-мишени, например мышеч­ной или нервной. При этом, благодаря тесному контакту пресинаптической и постсинаптической клеток, достигает­ся быстрое адресное распространение сигнала лишь к клетке-мишени. Весь процесс длится менее миллисекунды, поскольку расстояние, на которое диф­фундирует нейромедиатор, очень мало.

Эндокринная сигнализация харак­теризуется секрецией клетками эндокринных желез биологически активных соединений — гормонов — в кровеносное русло или в тканевую жидкость, ко­торые затем разносятся с током крови к клеткам-мишеням по всему организму. Гормоны действуют на клетки-мишени в чрезвычайно низких концентрациях, так как в крови и интерстициальной жидкости они очень сильно разбавля­ются. Посредством гормонов осущест­вляется межклеточная сигнализация на большие расстояния.