Bunková komunikácia je proces zložený z medzibunkovej a vnútrobunkovej komunikácie. Informácie sa teda najskôr vymieňajú medzi bunkami prostredníctvom látok prenášajúcich informácie. V bunke sa potom signál prenáša a dokonca zosilňuje prostredníctvom receptorov a sekundárnych poslov.
Čo je to bunková komunikácia?
Bunková komunikácia je proces zložený z medzibunkovej a vnútrobunkovej komunikácie. Bunková komunikácia sa používa na prenos vonkajších stimulov prenosom signálov medzi bunkami a v bunkách. K externému prenosu signálu dochádza prostredníctvom konkrétnych poslov, ako sú napr hormóny, neurotransmitersprostredkovaná alebo iónom sprostredkovaná transdukcia elektrických stimulov, povrch viazaný na bunky molekulyalebo látky s vysokou molekulovou hmotnosťou v medzibunkovom priestore. Signály vstupujú do vnútra bunky cez receptory alebo takzvané medzerové spojenia a spúšťajú tam kaskádu reakcií, v závislosti od prenosovej cesty. V bunke sa teda tvoria druhí poslovia (sekundárne nosné látky), ktoré prenášajú signál do cieľového miesta a súčasne ho zosilňujú. K zosilneniu signálu dochádza, pretože externý signál vedie k vytvoreniu veľkého počtu druhých poslov. Na rozdiel od medzibunkovej komunikácie sú v medzibunkovej komunikácii signály spracovávané v bunke a prevádzané do reakcie. Tu sa informácie neprenášajú z bunky do bunky, ale sú prenášané chemickými poslami v amplifikácii do bunkového cieľového miesta. Celý tento proces intracelulárnej komunikácie je tiež známy ako signálna transdukcia.
Funkcia a úloha
V mnohobunkových organizmoch intracelulárna komunikácia spracováva signály prenášané mimobunkovými poslami, ako aj vonkajšími stimulmi (sluch, zrak, vôňa). Transdukcia signálu reguluje dôležité biologické procesy ako napr gen prepis, imunitná odpoveď, delenie buniek, vnímanie svetla, vnímanie pachu alebo kontrakcia svalov. Nástup intracelulárnej komunikácie je vyvolaný extracelulárnymi alebo intracelulárnymi stimulmi. Medzi extracelulárne spúšťače patrí hormóny, rastové faktory, cytokíny, neurotrofíny alebo neurotransmitery. Okrem toho sú mimobunkovými stimulmi aj vplyvy prostredia, ako sú svetelné alebo zvukové vlny. Intracelulárne, vápnik ióny často spúšťajú kaskády signálnej transdukcie. Extracelulárne signály sú najskôr prijímané receptormi umiestnenými v bunke alebo v bunke bunková membrána. Rozlišuje sa medzi cytosolickými a membránovými receptormi. Cytosolické receptory sú umiestnené v bunke v cytoplazme. Predstavujú ciele pre malých molekuly ktoré môžu ľahko prechádzať cez bunková membrána. Patria sem steroidy, retinoidy, uhlík oxid uhoľnatý a oxid dusnatý. Napríklad steroidné receptory, akonáhle sú aktivované, zabezpečujú tvorbu druhých poslov zodpovedných za transkripčné procesy. Membránovo viazané receptory sú umiestnené v bunková membrána a majú extracelulárne aj intracelulárne domény. Počas prenosu signálu signál molekuly ukotviť v extracelulárnej doméne receptora a zmenou jej konformácie zabezpečiť, aby sa signál prenášal do intracelulárnej domény. Tam potom prebiehajú biochemické procesy, ktoré umožňujú vznik kaskády druhých poslov. Membránové receptory sú rozdelené do troch skupín, iónové kanály, receptory spojené s g-proteínom a receptory spojené s enzýmom. Medzi iónovými kanálmi sú opäť iónovo viazané a napäťovo riadené iónové kanály. Jedná sa o transmembrány proteíny ktoré sa aktivujú alebo deaktivujú v závislosti od signálu, čím sa mení priepustnosť pre určité ióny. Keď je receptor spojený s g-proteínom aktivovaný, spôsobí jeho rozpad na dve zložky. Tieto dve zložky sú aktívne a zabezpečujú prenos signálu tvorením určitých druhých poslov. Receptory spojené s enzýmom sú tiež receptory viazané na membránu, ktoré uvoľňujú enzýmy viazané na ne pri prenose signálu. Existuje teda šesť tried receptorov spojených s enzýmami. V závislosti na aktivovanom receptore sa prenášajú príslušné signály. Napríklad receptor tyrozínkináza predstavuje receptor pre hormón inzulín. Teda účinok inzulín je sprostredkovaná prostredníctvom tohto receptora. Niektoré bunky sú spojené takzvanými medzerami. Medzery sú kanály medzi susednými bunkami a predstavujú formu vnútrobunkovej komunikácie. Keď signál dorazí do konkrétnej bunky, medzičlánky zabezpečujú jeho rýchle šírenie v susedných bunkách.
Choroby a poruchy
Narušenia v intracelulárnej komunikácii (signálna transdukcia) sú možné v mnohých bodoch procesu signálnej transdukcie a môžu mať rôzne zdravie účinky. Mnoho chorôb vyplýva z nedostatočnej účinnosti určitých receptorov. Ak sú ovplyvnené imunitné bunky, dôsledkom toho je imunodeficiencia. Autoimunitné ochorenia a alergie sú spôsobené nesprávnym spracovaním procesov prenosu intracelulárneho signálu. Ale choroby ako napr cukrovka mellitus alebo artérioskleróza sú tiež často výsledkom neúčinných receptorov. V cukrovkanapríklad môžu byť dostatočné inzulín. Kvôli chýbajúcim alebo neúčinným inzulínovým receptorom však inzulínová rezistencia v tomto prípade existuje. Vďaka tomu sa produkuje ešte viac inzulínu. Nakoniec sa môže pankreas vyčerpať. Mnoho duševných chorôb sa dá vysledovať aj k narušeniu vnútrobunkovej bunkovej komunikácie, pretože v mnohých prípadoch nie je prenos signálu dostatočne zabezpečený nedostatočne účinnými receptormi pre neurotransmitery. Neurotransmitery tiež hrajú dôležitú úlohu v duševná choroba. Vedci napríklad skúmajú, ktoré poruchy v zložitých procesoch prenosu signálu môžu viesť na choroby ako napr depresia, mánia, bipolárna porucha alebo schizofrénie. Genetické príčiny môžu tiež viesť k narušeniu vnútrobunkovej komunikácie. Jeden konkrétny príklad dedičných porúch sa týka križovatiek križovatiek. Ako už bolo spomenuté, medzery sú kanály medzi susednými bunkami. Sú tvorené transmembránou proteíny nazývané konexínové komplexy. Niekoľko mutácií týchto proteínových komplexov môže viesť hlboký strata sluchu alebo dokonca hluchota. Ich príčina spočíva v chybnej funkcii križovatiek medzier a vo výslednom narušení bunkovej komunikácie.
