如果您曾經參加過小組項目,那麼您就會知道溝通是至關重要的。好吧,生命在6億年前開始了自己的小組項目,當時人們認為第一種多細胞生命形式已經進化了。
隨著這一過渡,出現了許多挑戰。該小組項目的成員,即細胞,必須相互溝通和協調。現在,如果它們需要某些東西,例如多餘的糖或感染時對免疫系統的關注,它們就需要提醒身體的其餘部分。多細胞生物還必須建立有效的運輸途徑(例如血管),以快速分配所需的資源。
因此,多細胞生物中的所有細胞必須在稱為「生存」的項目中共同努力,而有效的溝通是其成功的關鍵。細胞沒有聲音和嘴巴可以彼此交流,但這怎麼可能呢?
細胞通過一種稱為小區信令的高效、動態的通信形式來完成所有這些工作。
細胞信令:非常複雜
細胞信號傳導是身體細胞之間通訊的過程,它遵循「簡單」的三個步驟。
假設細胞A想要向細胞B發送消息。細胞A分泌攜帶該消息或信號的分子。這些分子被稱為信號分子,其功能類似於郵遞員或信使。信號分子可以是脂質、蛋白質甚至氣體。
現在,為了接收消息,細胞B需要一個接收器。受體是一種可以結合信號分子的蛋白質。它們位於細胞表面上以結合外部分子,或者它們可以是與細胞內信號分子結合的胞質受體。
每個受體對於特定的信號分子都是唯一的,只有具有信號分子受體的細胞才能接收其信息。當來自細胞A的信號分子與細胞B上的受體結合時,細胞信號的第一部分就完成了。
分子與細胞B上其相應受體的結合會激活該受體。這種激活是通過改變受體的形狀來實現的。細胞B的主動受體現在可以發起一系列事件,其中消息被放大並傳播到細胞的其他部分,有時甚至傳播到其他分子。這是細胞信號傳導的第二步,稱為轉導,該過程稱為信號轉導途徑。
第三步也是最後一步是回應。信號分子現在已經成功將細胞 A的消息傳遞給細胞B。細胞B現在必須決定如何響應此消息。響應是由於細胞B受體的激活引發的信號轉導途徑而發生的。例如,如果細胞A已警告細胞B血糖水平升高,則所產生的反應將使胰島素的產生增加。
細胞信號傳導的類型
對於大多數細胞而言,細胞信令保留的順序是相同的,但是取決於分隔兩個通信細胞的距離,細胞信令可以被分類為幾個不同的類別。
細胞信號可以大致分為細胞內信令和細胞間信令。細胞內信號發生在細胞內,以響應內部和外部刺激。換句話說,它只是當一個細胞在自言自語和獨立工作。另一方面,細胞間信號是細胞與身體其他細胞對話的地方。在許多情況下,信號可能涉及細胞自言自言,並涉及他人,以產生響應。
在細胞間信號傳導的情況下,信號的類型可以根據行進的距離進一步分類。
自分泌信號轉導:有時細胞可以產生與自身膜上的受體結合的信號轉導分子。這樣,細胞就有可能向自己發送消息!儘管聽起來很奇怪,但自分泌信號傳導在發育過程中至關重要,因為它可以確保正確的細胞分裂和細胞身份的維持。將其視為設置提醒並為自己寫筆記;看起來很怪異,但有時有必要。
直接接觸信號:某些細胞彼此非常靠近,處於直接接觸狀態。這樣的細胞具有連接它們的通道。例如,動物細胞中的間隙連接和植物細胞中的胞膜線是連接相鄰細胞的通道。信號分子可以輕鬆通過這些通道。此功能使一組小區能夠響應僅一個小區接收到的信號。
旁分泌信號傳導:這種通信形式發生在彼此靠近但未連接的細胞之間。在這種情況下,細胞通過化學信號分子在短距離內的擴散進行交談。神經元(腦細胞)之間的突觸信號傳導是旁分泌信號傳導的一個例子。神經元在它們自身與下一個神經元之間的間隙中釋放稱為神經遞質的信號分子,這種間隙稱為突觸。因此,突觸信號通過跨多個神經元發送信息,使我們的大腦和中樞神經系統協同工作。
內分泌信號傳導:這是彼此遠離的細胞所採用的一種方法。就像國際上運送的包裹一樣,信號分子可能會穿過血流到達目標細胞。這樣的分子稱為激素。例如,腎上腺釋放的腎上腺素是戰鬥激素。腎上腺素在壓力下釋放,可導致心率和血壓升高,血液重新分配到肌肉,增加葡萄糖生成等。因此,這種激素從腎上腺經血流遍及全身,增加了心肌的運動,從而增加了泵送的能力,也使肝臟產生了葡萄糖。
細胞信號傳導的重要性
身體許多細胞之間的交流使我們能夠響應和適應我們不斷變化的環境。從發育方面,細胞信號確保所有身體器官和組織在同一頁上。也就是說,它保證像細胞功能、大小、位置和數字等事物被檢查。這樣,不同專業組織的細胞保持其特性和功能。例如,心臟細胞只存在於心臟中,肝細胞只存在於肝臟中,並且兩者都發揮各自的專門作用。
細胞信號傳導的作用在發育階段後不會結束,它們必須提醒人體的免疫系統注意任何細菌或病毒的入侵。換句話說,細胞信令不是朝9晚5的工作。它有助於身體適應環境,而這些高度複雜的信號傳導途徑對於一個人的幸福極為重要。研究人員已經將多種疾病(例如癌症、癲癇病、多發性硬化症和阿爾茨海默氏病)與信號傳導途徑的缺陷聯繫在一起。
保持健康的生活方式和富含蛋白質、維生素、礦物質抗氧化劑和健康脂肪的飲食,保持你身體中細胞的"健談"!