Πώς η επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης

Η επικοινωνία των κυττάρων διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη διατήρηση ενός σταθερού, εσωτερικού περιβάλλοντος σε μια διαδικασία γνωστή ως ομοιόσταση, ανταποκρινόμενη τόσο σε εσωτερικές όσο και σε εξωτερικές ενδείξεις. Η λειτουργία των κυττάρων σε έναν συγκεκριμένο ιστό βασίζεται στη σηματοδότηση των κυττάρων για να ανταποκριθεί στο περιβάλλον τους. Η κυτταρική επικοινωνία είναι η ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των κυττάρων ενός ιστού. Η κυτταρική σηματοδότηση είναι η κύρια μέθοδος κυτταρικής επικοινωνίας που επιτρέπει τον συντονισμό μεταξύ μιας ομάδας κυττάρων μέσα σε έναν ιστό. Η διακυτταρική επικοινωνία λαμβάνει χώρα μέσω του εξωκυτταρικού χώρου με τη βοήθεια ορμονών, νευροδιαβιβαστών ή κυτοκινών. Τα τρία στάδια της κυτταρικής επικοινωνίας είναι η λήψη, η μεταγωγή και η απόκριση.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Κυτταρική Επικοινωνία
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Διαδικασία
2. Τι είναι η Ομοιόσταση
     – Ορισμός, δυνατότητα, διαδικασία
3. Πώς η επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης
     – Ο ρόλος της κυτταρικής επικοινωνίας στη διατήρηση της ομοιόστασης

Βασικοί όροι:κυτταρική επικοινωνία, χημικά σήματα, ομοιόσταση, βρόχοι αρνητικής ανάδρασης, βρόχοι θετικής ανάδρασης

Τι είναι η Cell Communication

Η κυτταρική επικοινωνία αναφέρεται σε οποιονδήποτε από πολλούς τρόπους με τους οποίους ζωντανά κύτταρα ενός οργανισμού επικοινωνούν  μεταξύ τους. Εμφανίζεται κυρίως μέσω χημικών σημάτων/αγγελιοφόρους μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως κυτταρική σηματοδότηση. Αυτά τα χημικά σήματα είναι κυρίως πρωτεΐνες που παράγονται από ένα κύτταρο και εκκρίνονται στον εξωκυτταρικό χώρο. Αυτά τα χημικά σήματα μπορεί να είναι ορμόνες, νευροδιαβιβαστές ή κυτοκίνες. Η λήψη, η μεταγωγή και η απόκριση είναι τα τρία στάδια της κυτταρικής επικοινωνίας.

Υποδοχή

Τα μόρια σηματοδότησης χρησιμεύουν ως συνδέτες που συνδέονται ειδικά με τα μόρια που είναι γνωστά ως υποδοχείς στην επιφάνεια των κυττάρων σε έναν ιστό. Αυτοί οι υποδοχείς αλλάζουν τη διαμόρφωσή τους κατά τη δέσμευση στο πρόσδεμα, μεταδίδοντας το σήμα στον ενδοκυτταρικό χώρο. Οι τρεις κύριοι τύποι υποδοχέων στην κυτταρική μεμβράνη είναι οι υποδοχείς διαύλων ιόντων, η κινάση της τυροσίνης υποδοχέα και οι υποδοχείς συζευγμένοι με πρωτεΐνη G.

Μεταγωγή

Η αλλαγή στη διαμόρφωση του διαμεμβρανικού υποδοχέα ξεκινά μια συγκεκριμένη οδό μεταγωγής σήματος, η οποία αποτελείται από πολλά βήματα. Τα μόρια που εμπλέκονται στην οδό μεταγωγής σήματος είναι γνωστά ως μόρια αναμετάδοσης. Τα πολλαπλά βήματα στη μεταγωγή επιτρέπουν τη ρύθμιση της διαδρομής.

Απάντηση

Στο τέλος της οδού μεταγωγής σήματος, μια συγκεκριμένη κυτταρική απόκριση, όπως αντιγραφή DNA, έκφραση γονιδίου, δράση ενζύμου κ.λπ. ξεκινά μέσα στο κύτταρο. Μια διαδρομή σηματοδότησης κυψέλης φαίνεται στην εικόνα 1 .

Εικόνα 1:Σηματοδότηση κυψέλης

Η κυτταρική επικοινωνία εμπλέκεται στην ανάπτυξη, την επισκευή των ιστών, την ανοσία καθώς και την ομοιόσταση.

Τι είναι η Ομοιόσταση

Η ομοιόσταση αναφέρεται σε οποιαδήποτε αυτορυθμιζόμενη διαδικασία μέσω της οποίας τα βιολογικά συστήματα διατηρούν σταθερότητα ενώ προσαρμόζονται στις συνθήκες βέλτιστης επιβίωσης. Η ομοιόσταση διατηρείται από βρόχους αρνητικής και θετικής ανάδρασης.

Αρνητικός βρόχος σχολίων

Ο βρόχος αρνητικής ανάδρασης είναι μια αντίδραση που προκαλεί μείωση της συνάρτησης, ως απόκριση σε κάποιο είδος ερεθίσματος. Η διατήρηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα, η αρτηριακή πίεση, το pH του αίματος, η ισορροπία οξυγόνου/διοξειδίου του άνθρακα, η ισορροπία νερού (ωσμορύθμιση), η ισορροπία οξέος/βάσης, τα επίπεδα ασβεστίου και το ενεργειακό ισοζύγιο είναι παραδείγματα αρνητικών βρόχων ανάδρασης.

Εικόνα 2:Ρύθμιση των επιπέδων ασβεστίου

Θετικοί βρόχοι σχολίων

Οι βρόχοι θετικής ανάδρασης εμπλέκονται στην ενίσχυση του ερεθίσματος. Κατά τον τοκετό, οι συσπάσεις της μήτρας διεγείρονται από την ωκυτοκίνη. Η απελευθέρωση περισσότερης ωκυτοκίνης προκαλεί ισχυρότερες συσπάσεις.

Πώς η επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης

Η ομοιόσταση είναι η διατήρηση ενός σταθερού, εσωτερικού περιβάλλοντος μέσα στο σώμα. Η κυτταρική επικοινωνία παίζει ζωτικό ρόλο στην ομοιόσταση. Τα χημικά σήματα όπως οι ορμόνες, οι νευροδιαβιβαστές ή οι κυτοκίνες χρησιμεύουν ως μόρια που βοηθούν στην αποστολή σημάτων στα εσωτερικά όργανα ή τους ιστούς του σώματος. Η διακυτταρική επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων ενός ιστού βοηθά τον ιστό να λειτουργήσει ως μονάδα. Επομένως, οι ιστοί ή τα όργανα του σώματος μπορούν να αλλάξουν τη λειτουργία τους με βάση τα σήματα λήψης, διατηρώντας καθορισμένα επίπεδα ή συνθήκες ενός συγκεκριμένου οργανισμού.

Συμπέρασμα

Η κυτταρική επικοινωνία είναι ο μηχανισμός αποστολής σημάτων μεταξύ των κυττάρων ενός συγκεκριμένου ιστού. Βοηθά στη διατήρηση ενός σταθερού εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος στέλνοντας σήματα σε όλα τα κύτταρα των οργάνων και των ιστών. Στη συνέχεια, τα όργανα και οι ιστοί μπορούν να λειτουργήσουν μαζί για να επιτύχουν μια συγκεκριμένη λειτουργία μέσα στο σώμα.

Αναφορά:

1." Εισαγωγή στη Σηματοδότηση Κυψέλης." Khan Academy, Διαθέσιμο εδώ.
2."Homeostasis." Khan Academy, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «EGFR signaling pathway» By EGFR_signaling_pathway.png:Eikuchderivative work:Anassagora (συζήτηση) – EGFR_signaling_pathway.png (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
2. «625 Calcium By Ansignaling, Phoneosta» 19 Ιουνίου 2013. – OpenStax College (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia