If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

უჯრედშორისი კომუნიკაციის შესავალი

გაიგეთ, როგორ ურთიერთობენ უჯრედები ერთმანეთთან მოკლე და გრძელ მანძილზე სხვადასხვანაირი სასიგნალო გზების მეშვეობით ჩვენს ორგანიზმში.

შესავალი

გგონიათ, თქვენი უჯრედები უბრალოდ სამშენებლო ბლოკებია, არაცოცხალი და გაშეშებული, როგორც კედელში აგურები? თუ ასეა, ცდებით! უჯრედებს შეუძლიათ, აღიქვან, რა ხდება მათ გარშემო და ისიც შეუძლიათ, შესაბამისი პასუხი გასცენ, ირეაგირონ მეზობლებისა და გარემოსგან მომავალ სიგნალებზე. ზუსტად ამ წამსაც თქვენი უჯრედები მილიონობით შეტყობინებას გზავნიან ქიმიური სასიგნალო მოლეკულების სახით!
ამ სტატიაში უჯრედშორისი კომუნიკაციის ძირითად პრინციპებს განვიხილავთ. პირველ რიგში გავიგებთ, თუ როგორ გადაეცემა სიგნალები უჯრედებიდან ერთმანეთს, შემდეგ კი გავეცნობით ჩვენს ორგანიზმში არსებულ გზებს შეტყობინებების მოკლე და გრძელ მანძილზე გადასაცემად.

უჯრედშორისი სასიგნალო გზების მიმოხილვა

უჯრედები, როგორც წესი, ქიმიური სიგნალების მეშვეობით ურთიერთობენ. ეს ქიმიური სიგნალები ცილები ან სხვა მოლეკულებია, რომლებსაც გამგზავნი უჯრედი წარმოქმნის და უჯრედშორის სივრცეში გამოყოფს. შემდეგ ეს სასიგნალო მოლეკულები მეზობელი უჯრედებისკენ „წატივტივდებიან" ბოთლში ჩადებული წერილივით.
ყველა უჯრედს არ შეუძლია, „მიიღოს" რაიმე განსაზღვრული ქიმიური შეტყობინება. იმისთვის, რომ სიგნალის აღქმა შეძლოს (ანუ სამიზნე უჯრედი იყოს) მეზობელ უჯრედს ამ სიგნალის შესაბამისი რეცეპტორიც უნდა ჰქონდეს. სასიგნალო მოლეკულის რეცეპტორთან დაკავშირება რეცეპტორის ფორმის ან აქტივობის ცვლილებას იწვევს, რასაც უჯრედში რაიმე რეაქცია მოჰყვება. სასიგნალო მოლეკულებს ხშირად ლიგანდებს უწოდებენ. ეს ტერმინი ზოგადად აღნიშნავს მოლეკულას, რომელიც სხვა, სპეციფიკურ მოლეკულებს უკავშირდება (მაგ. რეცეპტორებს).
ლიგანდის სახით მოსული შეტყობინება უჯრედის შიგნითაც ვრცელდება სპეციალური გადამცემი მოლეკულების მეშვეობით. საბოლოოდ ეს სიგნალი უჯრედში შესაბამის ცვლილებას იწვევს, მაგალითად, გენის აქტივობის შეცვლას ან რაიმე პროცესის, მაგალითად, უჯრედის გაყოფის, ინდუქციას (წამოწყებას). შესაბამისად საწყისი, უჯრედშორისი (უჯრედიდან უჯრედზე გადაცემული) სიგნალი უჯრედშიდა სიგნალად იქცევა, რაც საბოლოოდ რეაქციას იწვევს.
შეგიძლიათ, ამის შესახებ მეტი შეიტყოთ სტატიებიდან ლიგანდებსა და რეცეპტორებზე, სიგნალის გადაცემასა, და უჯრედულ პასუხზე.

სასიგნალო გზების ფორმები

უჯრედშორისი კომუნიკაცია მოიცავს სიგნალის გადაცემას გამგზავნი უჯრედიდან მიმღებ უჯრედამდე. თუმცაღა, სულაც არ არის აუცილებელი, ეს ორი უჯრედი ერთმანეთის კარის მეზობელი იყოს და არც ყველა შემთხვევაში გადაიცემა სიგნალები ასე.
ქიმიური სასიგნალო გზების ოთხი ძირითადი სახე არსებობს მრავალუჯრედიან ორგანიზმებში: პარაკრინული, ავტოკრინული, ენდოკრინული და პირდაპირი კონტაქტი. მათ შორის ძირითადი განსხვავება ის მანძილია, რასაც სიგნალი გადის გამგზავნი უჯრედიდან მიმღებ უჯრედამდე.

პარაკრინული სასიგნალო გზები

ხშირად ერთმანეთთან ახლოს მყოფი უჯრედები ქიმიური შეტყობინებებით ეკონტაქტებიან ერთმანეთს (ლიგანდებით, რომლებიც უჯრედშორის სივრცეში დიფუნდირებს). სასიგნალო გზას, რომელითაც შედარებით მოკლე მანძილზე განლაგებული უჯრედების კომუნიკაცია ხორციელდება, პარაკრინული ეწოდება.
პარაკრინული სასიგნალო გზების მეშვეობით უჯრედები თავიანთ აქტივობას მეზობლებისას „უთანხმებენ". ეს სტრატეგია მრავალ სხვადასხვა ქსოვილსა და შემთხვევაში გამოიყენება, მაგრამ განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია განვითარებისას, როცა უჯრედთა ერთი ჯგუფი მეზობელ ჯგუფს „ატყობინებს", თუ რა სახის უჯრედები უნდა ჩამოყალიბდეს მათგან.

სიგნალის სინაფსური გადაცემა

პარაკრინული სასიგნალო გზების განსაკუთრებული მაგალითია სიგნალის სინაფსური გადაცემა, რომლის მეშვეობითაც ნერვული უჯრედები ურთიერთობენ ერთმანეთთან. ამ პროცესის სახელწოდება სიტყვა სინაფსიდან მოდის, რომელიც ორ ნერვულ უჯრედს შორის არსებულ კავშირს აღნიშნავს. სწორედ სინაფსის მეშვეობით გადაეცემა შეტყობინება ერთი ნეირონიდან მეორეს.
გამგზავნ ნეირონში სიგნალი ელექტრული იმპულსის სახით აღმოცენდება და სწრაფად გაივლის უჯრედს, კერძოდ კი, მის მორჩისმაგვარ გამონაზარდს, აქსონს. სინაფსთან მიღწევისას იმპულსი სპეციალური ლიგანდების, ნეიროტრანსმიტერების, გამოთავისუფლებას იწვევს უჯრედიდან. ეს მოლეკულები ორ მეზობელ ნეირონს შორის არსებულ ნაპრალს სწრაფად გაივლიან, მიაღწევენ სამიზნე უჯრედს, უკავშირდებიან მასზე არსებულ რეცეპტორებს და უჯრედის შიგნით ქიმიურ ცვლილებებს იწვევენ (ხშირად ეს მოიცავს იონური არხების გახსნასა და მემბრანის ელექტრული პოტენციალის ცვლილებას).
მოდიფიცირებული სურათის წყაროა „სასიგნალო მოლეკულები და უჯრედული რეცეპტორები: სურათი 2", ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია (CC BY 3,0).
სინაფსში გამოთავისუფლებული ნეიროტრანსმიტერები სწრაფად იშლება ან უკანვე შთაინთქმება გამგზავნი უჯრედის მიერ. ეს სისტემას საწყის მდგომარეობაში აბრუნებს, შესაბამისად, სინაფსი მზადაა, შემდეგ სიგნალს ისევ ისე სწრაფად უპასუხოს.
მოდიფიცირებული სურათის წყაროა „სასიგნალო მოლეკულები და უჯრედული რეცეპტორები: სურათი 1", ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია (CC BY 3,0).

ავტოკრინული სასიგნალო გზები

ავტოკრინული სასიგნლო გზა ნიშნავს უჯრედის მიერ სიგნალების საკუთარი თავისთვის გაგზავნას - ისეთი ლიგანდის გამოყოფას, რომელიც ამავე უჯრედის ზედაპირზე მდებარე რეცეპტორებს უკავშირდება (ან, ზოგ შემთხვევაში, უჯრედის შიგნით არსებულს). ეს ერთი შეხედვით უცნაური რამაა, მაგრამ ავტოკრინული სიგნალები ძალიან მნიშვნელოვანია ბევრ პროცესში.
მაგალითად, ავტოკრინული სასიგნალო გზები მნიშვნელოვანია განვითარებაში, რადგან ეხმარება უჯრედებს, „აირჩიონ" სწორი იდენტობა (თუ რა სახის უჯრედად უნდა ჩამოყალიბდნენ) და მას მისდიონ. სამედიცინო თვალსაზრისით, ავტოკრინული სასიგნალო გზები მნიშვნელოვანია ავთვისებიანი სიმსივნეების განვითარებაში და მიიჩნევა, რომ მთავარ როლს ასრულებს მეტასტაზირებაში (სიმსივნის წარმოქმნის ადგილიდან სხვაგან გავრცელებაში)6. მრავალ შემთხვევაში, სიგნალს ავტოკრინული და პარაკრინული ეფექტები ერთდროულად აქვს, ანუ გამგზავნ უჯრედზეც მოქმედებს და მეზობლებზეც.

ენდოკრინული სიგნალის გადაცემა

როცა უჯრედებს სიგნალების გადაცემა დიდ მანძილზე სჭირდებათ, ხშირად ამისთვის დისტრიბუციული ქსელის წრიულ სისტემას იყენებენ. გრძელ მანძილზე მოქმედი ენდოკრინული სასიგნალო გზა მოიცავს სპეციალური უჯრედების მიერ ლიგანდების გამოყოფას პირდაპირ სისხლში და მათ სამიზნე უჯრედებამდე, სხეულის მოშორებულ ნაწილში მიტანას. ორგანიზმის ერთ ნაწილში წარმოქმნილ სასიგნალო მოლეკულებს, რომლებიც შემდეგ სისხლით მიიტანება შორს მდებარე სამიზნემდე, ჰორმონები ეწოდება.
ადამიანებში ჰორმონებს ენდოკრინული ჯირკვლები გამოიმუშავებს და მათ მიეკუთვნება: ფარისებრი ჯირკვალი, ჰიპოთალამუსი, ეპიფიზი, სასქესო ჯირკვლები (სათესლეები და საკვერცხეები) და კუჭქვეშა ჯირკვალი, ანუ პანკრეასი. თითოეული ენდოკრინული ჯირკვალი ერთ ან მეტ ჰორმონს გამოყოფს და სწორედ ეს ნივთიერებებია ორგანიზმის განვითარებისა და ფიზიოლოგიური პროცესების ძირითადი მარეგულირებლები.
მაგალითად, ჰიპოფიზი ზრდის ჰორმონს გამოყოფს (სომატოტროპინს), რომელიც ზრდას ასტიმულირებს, განსაკუთრებით კი ჩონჩხისა და ხრტილის. ჰორმონთა უმრავლესობის მსგავსად, ზრდის ჰორმონიც მრავალი სახის უჯრედზე მოქმედებს ორგანიზმში. მიუხედავად ამისა, ხრტილის უჯრედების მაგალითზე შეგვიძლია, ვთქვათ, როგორ მოქმედებს ზრის ჰორმონი: იგი ამ უჯრედების ზედაპირულ რეცეპტორებს უკავშირდება და მათ გაყოფას ასტიმულირებს7.
მოდიფიცირებული სურათის წყაროა „სასიგნალო მოლეკულები და უჯრედული რეცეპტორები: სურათი 2", ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია (CC BY 3,0).

სიგნალის გადაცემა უჯრედული კონტაქტების მეშვეობით

ნაპრალისებრი კავშირები ცხოველებში და პლაზმოდესმები მცენარეებში პატარა არხებია, რომლებიც პირდაპირ აკავშირებს მეზობელ უჯრედებს. ისინი წყლითაა სავსე და მათი მეშვეობით მცირე ზომის სასიგნალო მოლეკულები, უჯრედშიდა მედიატორები, უჯრედებს შორის დიფუნდირებს. ამ არხებში გაძვრომა პატარა მოლეკულებსაც შეუძლიათ და ნაწილაკებსაც, მაგალითად, კალციუმის იონებს (Ca2+), მაგრამ დიდი მოლეკულები, როგორებიცაა ცილა და დნმ, შიგ ვერ ეტევა განსაკუთრებული დახმარების გარეშე.
სასიგნალო მოლეკულების გადაცემით უჯრედი მეზობლებს ატყობინებს, რა მდგომარეობაა ამჟამად მასში. ამ გზით უჯრედთა ჯგუფს შეუძლია, მხოლოდ ერთ-ერთი მათგანის მიერ მიღებულ სიგნალს კოორდინირებულად, ერთად გასცეს პასუხი. მცენარეებში პლაზმოდესმები თითქმის ყველა უჯრედს შორისაა, რის გამოც მცენარის ორგანიზმი ერთი მთლიანი, გიგანტური ქსელია.
მოდიფიცირებული სურათის წყაროა „სასიგნალო მოლეკულები და უჯრედული რეცეპტორები: სურათი 1", ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია (CC BY 3,0).
პირდაპირი უჯრედშორისი კონტაქტის კიდევ ერთ-ერთი სახეა ორი უჯრედის ფიზიკურად დაკავშირება ერთმანეთთან, მათ ზედაპირებზე არსებული კომპლემენტარული (შესაბამისი) ცილების მეშვეობით. ამ ცილების დაკავშირებისას ერთ-ერთ ან ორივე მათგანს ფორმა ეცვლება, რაც სიგნალს გადასცემს უჯრედს. ეს განსაკუთრებით იმუნური სისტემისთვისაა მნიშვნელოვანი, რადგან იმუნიტეტის უჯრედები ზედაპირულ მარკერებს იყენებენ „საკუთარი" (ორგანიზმის) უჯრედებისა და პათოგენებით ინფიცირებული უჯრედების გასარჩევად9.
_მოდიფიცირებული სურათის წყაროა „ადაპტაციური იმუნური პასუხი: სურათი 7", ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია (CC BY 3,0)._

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.