Связь между клетками в организме (межклеточная коммуникация)

В многоклеточном организме каждая функция обеспечивается участием многих, совершенно различных и удаленных друг от друга клеток. Существуют механизмы, с помощью которых клетки или группы клеток, тканей и даже органы могут взаимодействовать друг с другом. Известны два способа связи между клетками: эндокринные клетки с помощью биологически активных веществ, выделяемых в кровь, и нервные клетки с помощью электрических импульсов, распространяющихся по нервным волокнам, координируют разнообразные функции миллиардов клеток, из которых состоит тело человека. В обоих случаях информация от клетки к клетке передается с помощью химических веществ — сигнальных молекул. На такой сигнал специфическая клетка (клетка-мишень) отвечает специфической реакцией — сокращением, секрецией и т. п. По механизму действия сигнальные молекулы можно разделить на три основные группы (рис. 1.7).

Первая группа — локально действующие молекулы. Они быстро поглощаются или разрушаются, поэтому могут действовать непродолжительно и лишь на соседние клетки. К ним относятся фактор роста нервов, некоторые пептиды, производные аминокислот (например, гистамин), простагландины. Про — стагландины (от лат. glandula prostatica — предстательная железа) образуются из жирных кислот. Первоначально они были выделены из предстательной железы барана, но в дальнейшем — найдены во всех тканях, в том числе у человека. Простагландины действуют непродолжительно — от долей секунды до 2 мин, так как быстро расщепляются вблизи места своего синтеза. Связываясь с мембранными рецепторами, они могут вызывать в клетке разнообразные биологические эффекты. Их действие проявляется в пищеварительной и дыхательной системах, они снижают образование тромбов, участвуют в воспалительной реакции.

Вторая группа сигнальных молекул — гормоны (от греч. hormao — побуждаю). Они распространяются с кровью от ме;

Рис. 1.7. Способы межклеточных взаимодействий:

а — паракринное взаимодействие; 6 — сигнализация с помощью молекул, связанных с плазматической мембраной; в — эндокринное взаимодействие; г — синаптическое взаимодействие ста своего синтеза по всему организму, достигают клеток-мишеней и взаимодействуют с рецепторы на их мембранах. В результате такого контакта деятельность клетки активируется или тормозится. К сигнальным молекулам, обладающим гормональной активностью, относятся пептиды (вазопрессин, соматостатин), белки (инсулин, гормон роста, фолликулостимулирующий гормон), производные аминокислот (адреналин, тироксин), стероидные гормоны (кортизол, эстрадиол, прогестерон, тестостерон).

Третья группа сигнальных молекул — медиаторы (от лат. mediator — посредник). С их помощью информация передается непосредственно от клетки к клетке, например между нервными клетками.

Большинство сигнальных молекул водорастворимы; обычно они секретируются во внеклеточную жидкость (нейромедиаторы, гормоны) и не могут проникать через мембрану клетки. Поэтому, как говорилось выше, свое действие на клетку они оказывают через специфический белок-рецептор, находящийся на поверхности плазматической мембраны. Жирорастворимые сигнальные молекулы (стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы) легко проникают внутрь клетки через плазматическую мембрану и там связываются с внутриклеточными белками. Реакция клетки-мшпени на химический сигнал в одних случаях может быть быстрой и непродолжительной, в других — медленной и долговременной. Продолжительность действия медиаторов — миллисекунды п секунды, водорастворимых гормонов — минуты, стероидных гормонов — часы, а гормоны щитовидной железы сохраняют свое действие в течение нескольких дней.