الاتصال الخلوي

ال الاتصال الخلوي هي عملية تتكون من اتصال بين الخلايا وداخلها. يتم تبادل المعلومات أولاً بين الخلايا عبر المواد المرسال. داخل الخلية ، يتم تمرير الإشارة بعد ذلك عبر المستقبلات والمواد المرسلة الثانوية وحتى يتم تضخيمها.

ما هو الاتصال الخلوي؟

يستخدم الاتصال الخلوي لنقل المحفزات الخارجية من خلال إرسال الإشارات بين الخلايا وداخل الخلايا. يتم نقل الإشارات الخارجية عبر مواد مراسلة خاصة مثل الهرمونات ، ونقل التحفيز الكهربائي بوساطة الناقل العصبي أو الأيوني ، وجزيئات السطح المرتبطة بالخلايا أو المواد عالية الجزيئية في الفضاء بين الخلايا.

تصل الإشارات إلى داخل الخلية عبر مستقبلات أو ما يسمى بتقاطعات الفجوة وتؤدي إلى سلسلة من التفاعلات اعتمادًا على مسار الإرسال. يتم تكوين الرسل الثاني (مواد رسول ثانوي) في الخلية ، والتي تنقل الإشارة إلى نقطة الهدف وتضخمها في نفس الوقت. يحدث تضخيم الإشارة لأن الإشارة الخارجية تؤدي إلى تكوين عدد كبير من الرسل الثاني.

على عكس الاتصال بين الخلايا ، في الاتصال داخل الخلايا ، تتم معالجة الإشارات في الخلية وتحويلها إلى تفاعل. هنا لا تنتقل المعلومات من خلية إلى أخرى ، ولكن يتم إرسالها بواسطة رسل كيميائي مع تضخيم إلى الوجهة الخلوية. تُعرف عملية الاتصال داخل الخلايا بأكملها أيضًا باسم نقل الإشارة.

الوظيفة والمهمة

تعالج الاتصالات داخل الخلايا في الكائنات متعددة الخلايا الإشارات المرسلة عن طريق المواد المرسلة خارج الخلية وكذلك عن طريق المنبهات الخارجية (السمع ، الرؤية ، الشم). ينظم توصيل الإشارة العمليات البيولوجية المهمة مثل نسخ الجينات ، ورد الفعل المناعي ، وانقسام الخلايا ، وإدراك الضوء ، وإدراك الرائحة أو تقلص العضلات.

يتم تشغيل بداية الاتصال داخل الخلايا بواسطة محفزات خارج الخلية أو داخلها. تشمل المحفزات خارج الخلية الهرمونات ، وعوامل النمو ، والسيتوكينات ، والغذاء العصبي ، والناقلات العصبية. علاوة على ذلك ، فإن التأثيرات البيئية مثل الضوء أو الموجات الصوتية هي أيضًا منبهات خارج الخلية.

داخل الخلايا ، غالبًا ما تؤدي أيونات الكالسيوم إلى تشغيل شلالات تحويل الإشارة. يتم التقاط الإشارات خارج الخلية مبدئيًا بواسطة مستقبلات موجودة في الخلية أو في غشاء الخلية. يتم التمييز بين مستقبلات العصاري الخلوي والمستقبلات الغشائية.

توجد مستقبلات العصارة الخلوية داخل الخلية في السيتوبلازم. إنها تمثل نقاط هجوم للجزيئات الصغيرة التي يمكن أن تمر بسهولة عبر غشاء الخلية. وتشمل هذه المنشطات والريتينويدات وأول أكسيد الكربون وأكسيد النيتريك. بعد تنشيطها ، تضمن مستقبلات الستيرويد تكوين رسل ثانٍ ، يكون مسؤولاً عن عمليات النسخ.

توجد المستقبلات المرتبطة بالغشاء في غشاء الخلية ولها مناطق خارج الخلية وداخلها. أثناء إرسال الإشارة ، ترسو جزيئات الإشارة على المنطقة خارج الخلية للمستقبل ، ومن خلال تغييرها التوافقي ، تأكد من تمرير الإشارة إلى المنطقة داخل الخلايا. ثم تتم العمليات الكيميائية الحيوية هناك ، مما يؤدي إلى إنشاء سلسلة من الرسل الثاني.

تنقسم المستقبلات المرتبطة بالغشاء إلى ثلاث مجموعات ، والقنوات الأيونية ، والمستقبلات المقترنة بالبروتين g والمستقبلات المرتبطة بالإنزيم. في حالة القنوات الأيونية ، هناك قنوات أيونية يتم التحكم فيها بواسطة الترابط والجهد. هذه عبارة عن بروتينات عبر الغشاء يتم تنشيطها أو تعطيلها اعتمادًا على الإشارة وبالتالي تغيير نفاذية أيونات معينة.

عند تنشيطه ، يتسبب مستقبل مقترن بالبروتين g في تحلل البروتين G إلى مكونين. هذان المكونان نشطان ويضمنان تمرير الإشارة من خلال تشكيل بعض الرسل الثاني.

المستقبلات المقترنة بالإنزيم هي أيضًا مستقبلات تعتمد على الغشاء وتطلق الإنزيمات المرتبطة بها عند إرسال الإشارات. هناك ست فئات من المستقبلات المرتبطة بالإنزيم. اعتمادًا على المستقبل النشط ، يتم تنفيذ الإشارات المقابلة. على سبيل المثال ، يمثل مستقبل التيروزين كيناز مستقبل هرمون الأنسولين ، وبالتالي يتم التوسط في تأثير الأنسولين عبر هذا المستقبل.

ترتبط بعض الخلايا بما يسمى تقاطعات الفجوة. تقاطعات الفجوة هي قنوات بين الخلايا المجاورة وتمثل شكلاً من أشكال الاتصال داخل الخلايا.عندما تصل الإشارة إلى خلية معينة ، تضمن تقاطعات الفجوة انتشارها السريع داخل الخلايا المجاورة.

الامراض والاعتلالات

من الممكن حدوث اضطرابات في الاتصال داخل الخلايا (تحويل الإشارة) في العديد من النقاط في عملية إرسال الإشارات ويمكن أن يكون لها تأثيرات صحية مختلفة. تنجم العديد من الأمراض عن الفعالية غير الكافية لبعض المستقبلات.

إذا تأثرت الخلايا المناعية ، تحدث عيوب مناعية نتيجة لذلك. تحدث أمراض المناعة الذاتية والحساسية بسبب المعالجة الخاطئة لعمليات نقل الإشارات داخل الخلايا. لكن الأمراض مثل داء السكري أو تصلب الشرايين غالبًا ما تكون نتيجة لمستقبلات غير فعالة. على سبيل المثال ، قد يكون هناك كمية كافية من الأنسولين في مرض السكري. ومع ذلك ، بسبب نقص أو عدم فعالية مستقبلات الأنسولين ، هناك مقاومة للأنسولين. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج المزيد من الأنسولين. في النهاية ، يمكن أن يصاب البنكرياس بالإرهاق.

يمكن أيضًا إرجاع العديد من الأمراض العقلية إلى اضطرابات الاتصال الخلوي داخل الخلايا ، لأنه في كثير من الحالات لا يكون نقل الإشارات مضمونًا بشكل كافٍ بسبب عدم فعالية مستقبلات الناقلات العصبية بشكل كافٍ.

تلعب الناقلات العصبية أيضًا دورًا مهمًا في المرض العقلي. على سبيل المثال ، يتم التحقيق في الاضطرابات في العمليات المعقدة لنقل الإشارات التي يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل الاكتئاب أو الهوس أو الاضطرابات ثنائية القطب أو الفصام.

يمكن أن تؤدي الأسباب الجينية أيضًا إلى تعطيل الاتصال داخل الخلايا. مثال خاص على الأمراض الوراثية يتعلق بتقاطعات الفجوة. كما ذكرنا سابقًا ، فإن تقاطعات الفجوة هي قنوات بين الخلايا المجاورة. تتشكل بواسطة بروتينات الغشاء ، مجمعات كونيكسين. يمكن أن تؤدي الطفرات المتعددة لهذه المجمعات البروتينية إلى فقدان سمع عميق أو حتى صمم. يكمن سببهم في الوظيفة الخاطئة لتقاطعات الفجوة وما ينتج عنها من اضطراب في الاتصال الخلوي.