Cellkommunikation

Cellerna i kroppen kommunicerar med varandra för att kunna upprätthålla homeostas. Homeostas är det samma som stabilitet, jämvikt. Cellen vill gärna ha en jämn nivå av olika ämnen inne i sig. Därför finns det olika system i kroppen som styr cellkommunikationen. Systemen är alltid igång, men på olika nivå; ibland mer och ibland mindre.

Hur cellerna sitter ihop

Cellerna sitter ihop med varandra, på lite olika sätt, och kommunicerar också på olika sätt. Vi börjar med att titta på hur de sitter ihop:

Bild1
Tight juncions.

Tight junctions; På svenska skulle man kunna kalla tight junctions för ”täta förbindelser.” Cellerna sitter här så tätt ihop att det blir svårt för vattenlösliga ämnen av komma igenom cellagret. Sådana här förbindelser finns i mag- och tarmkanalen och i blodkärlen exempelvis. De skyddar hjärnan från att få i sig vattenlösliga gifter, men om vi behöver äta mediciner som är vattenlösliga kan det bli problem för dem att passera och komma dit man vill att de ska komma.

Bild1
Desmosomer

Desmosomer; små ämnen som sticker ut från cellens membran. På insidan av cellen har de kontakt med cellskelettet. Desmosomerna måste komma i kontakt med det de kommunicerar med, det är s.k. ”kontaktberoende signalering.” De här små sakerna tål fysisk påfrestning bra, och det finns många av dem i bland annat hjärtat och huden som ju utsätts för en hel del påfrestning.

Bild1
Hemidesmosomer

Hemidesmosomer; liknar desmosomerna, men skillnaden är att cellen har kontakt med närliggande celler och det extracellulära matrixet (det som finns utanför cellen). Cellen fäster helt enkelt på basalmembranet och underliggande bindväv.

 

Bild1
Gap junctions

Gap junctions; på svenska skulle man kunna säga öppna cellförbindelser. Detta är proteiner som bildar kanaler mellan celler. Cellerna är väldigt nära varandra då, men sitter inte ihop. Dessa kanaler är större än cellmembranens jonkanaler, och de släpper igenom glukos och aminosyror, men inte proteiner. Även om cellerna som binds samman av gap junctions inte riktigt sitter ihop, så fungerar de ändå som en enda cell. När något händer i ena cellen påverkar de det andra cellen. På det viset kan en rörelse spridas mellan cellerna. Små molekyler och aktionspotentialer (elektricitet) kan överföras, vilket bland annat händer mellan cellerna i hjärtmuskeln.

RECEPTOR, SIGNALMOLEKYL OCH SIGNALSUBSTANS…

Hur kommunicerar cellerna då? Jo, cellen som skickar informationen kan kallas signalcell, eller signalerande cell. Jag har också hört ordet signalmolekyl som beskrivning för den cell som skickar information. I andra sammanhang har ordet signalmolekyl i stället använts för information. Informationen kan kallas för signalmolekyl, signalämne, transmittorsubstans eller signalsubstans. Det kan vara proteiner, peptider, aminosyror, steroider, gaser eller hormoner. Den cell som tar emot informationen kallas för målcell. På eller inne i målcellen sitter det en receptor, som på svenska skulle kunna översättas till mottagare. Flera receptorer kan påverkar av ett signalämne på en och samma gång.

Här kommer en liten enkel gloslista över hur just jag valt att avända orden i det här inlägget. Var dock observant på att andra ord kan användas på föreläsningar och i litteratur.

Signalcell = den cell som skickar information.

Signalmolekyl = den molekyl som skickas från en cell till en annan.

Receptor = det som tar emot informationen/signalmolekylen. Receptorn sitter på en mottagarcell.

Mottagarcell = den cell som tar emot informationen.

OLIKA TYPER AV SIGNALMOLEKYLER

Det finns två typer av signalmolekyler; lipofila och hydrofila. Ordet lipofil betyder fettälskande eller fettlöslig. Hydrofil betyder vattenälskande eller vattenlöslig. De är alltså på sätt och vis varandras motsatser. Om man kommer ihåg det kanske det blir lättare att också komma ihåg hur de fungerar?

Lipofila signalmolekyler som alltså löser sig i fett skulle kunna vara östrogen, som är ett steroidhormon. Eftersom de är fettlösliga kan de ta sig igen cellmembranet (som ju består av bland annat fett). Den lipofila signalmolekylen kan tas emot av en intra-cellulära receptor, alltså en receptor som finns inne i cellen, eller av en receptor som sitter på cellmembranet.

Hydrofila signalmolekyler som alltså löser sig i vatten skulle kunna vara angiotensin 2 som är en peptid. Angiotensin har ju en viktig roll i förhållande till njuren, läs gärna mitt inlägg om Njurens funktion om du inte redan gjort det. De hydrofila signalmolekylerna binder till receptorer som sitter på mottagarcellens membran. När signalmolekylen binder till receptorn skickas en signal genom cellen som gör att saker ändras inne i cellen. Informationen har gått fram.

VAR FINNS RECEPTORERNA?

Alla receptorer är membranbundna. Men vissa receptorer sträcker sig in i cellen, medan andra inte gör det. Receptorerna delas in i tre huvudtyper; de kan vara bundna till jonkanaler, enzymer och till G-proteiner. Om receptorn sträcker sig in i cellen svarar de bara på signaler från hormoner som är fettlösliga, som alltså kan passera cellmembranet. Den typen av ämnen som kommer in i cellen påverkar cellkärnans aktivitet, och tillverkningen av proteiner som ju sker i cellkärnan kan därför öka. Här kommer några korta ord om de tre kategorierna av receptorer:

Jonkanal-kopplade receptorer; när signalmolekylen kommer till receptorn som är kopplad till jonkanalen, då öppnas jonkanalen. Ämnen kan släppas in och ut ur jonkanalen.

Enzymkopplade receptorer; ett enzym sitter på insidan av cellmembranet, kopplat till receptorn. När signalsmolekylen binder till receptorn, då aktiveras enzymet på insidan av cellen.

G-proteinkopplade receptorer; en lång kedja av protein går genom cellmembranet hela sju gånger. På insidan sitter ett G-protein kopplat till proteinkedjan. När signalmolekylen binder till proteinkedjans yttre del sker en mängd reaktioner inne i cellen. Proteinkedjans yttre del kallas för N-terminal, den inre delen kallas C-terminal.

OLIKA TYPER AV SIGNALERING

Nu kommer jag att gå in på olika typer av signalering. Man delar upp detta i tre typer; kemisk, elektrisk och kombinationen av kemisk och elektrisk.

Kemisk signalering

Kemiska kommunikation innebär att kemiska ämnen, molekyler, passerar mellan cellerna. Det här är ett långsamt sätt att kommunicera, men effekten varar ganska länge och kan påverka flera organ samtidigt. Ämnen som medverkan i den här typen av signalering/kommunikation är olika signalsubstanser (ämnen som signalerar mellan celler). Exempel på signalsubstanser är hormoner (ämnen som transporteras via blodet från en cell till en annan) och neurotransmittorer (ämnen som släpps från en nervcell och påverkar en annan cell som kan vara vilken typ av cell som helst).

Kemisk signalering på korta avstånd

Kemisk signalering på korta avstånd är kontaktberoende. Det innebär att den sker bland celler som är i kontakt med varandra genom antingen desmosomer, eller hemidesmosomer Sådana celler finns bland annat inom vårt immunsystem, men också i magsäcken. Signaleringen kan vara både parakrin och autokrin.

Bild1
Parakrin signalering.

Parakrin signalering är när lokala hormoner lämnar en cell eller parakrin körtel (hormonproducerande körtel) och påverkar en annan typ av cell. Det är dock en cell som finns i närheten. Ett exempel på detta är hur hormonet histamin produceras av hormonbildande körtlar i magsäcken varifrån de sprids till parietalcellerna som också finns i magsäcken. Parietalcellerna börjar då att producera saltsyra. Du kan läsa mer om hur magsäcken fungerar i mitt inlägg Produktion av ämnen i matspjälkningskanalen (kommer att publiceras i slutet på augusti).

Bild1
Autokrin signalering.

Autokrin signalering innebär istället att de ämnen som frisätts från en cell påverkar den cellen de frisatts från. Det blir alltså en slags rundgång. Ett exempel på detta skulle kunna vara hur den typ av vit blodkropp som kallas makrofager producerar ämnet interferon-beta som sedan påverkar makrofagern till att producera cytokiner. Om granncellen är en makrofag påverkas även den. Du kan läsa mer om makrofagernas produktion av cytokiner i mitt inlägg Patofysiologiska mekanismer 1.

Kemisk signalering på långa avstånd

Kemiska signalering på långa avstånd är förståss inte kontaktberoende. Signaleringen kan delas in i tre underkategorier; endokrin signalering, synaptisk (neurokring signalering och neoroendokrin signalering. 

Bild1
Endokrin signalering.

Endokrin signalering innebär att en cell släpper ifrån sig ett hormon som sedan vandrar ut i blodet. Med hjälp av blodet transporteras hormonet till sin målcell, den cell hormonet ska till. Ett exempel på endokrin signalering skulle kunna vara när hormonet gastrin frisätts från celler i magsäckens nedre del (den delen som allas för antrum). Hormonet släpps ut i blodet och transporteras till parietalcellerna som finns i magsäckens övre delar; cardia, fundus och corpus. Då börjar parietlcellerna att producera mer saltsyra. Alla parietalceller påverkas. Du kan läsa mer i mina inlägg Magsäcken, samt Produktion av ämnen i matspjälkningskanalen.

Elektrisk signalering

Elektrisk kommunikation fungerar på ett sätt som är raka motsatsen till den kemiska reaktionen. Det här går snabbt, effekten är kortvarig och påverkar bara en enskild vävnad. Nervcellens kropp kallas för soma och från soma går det små utskott som kallas för dentritet. Soma och dentriterna är de delen av cellen som tar emot signaler. Sedan går signalerna genom det långa utskottet, nervtråden, som kallas axom. I slutet på axomet sitter en nervterminal som har kontakt med nästa cell. Nervterminaler och kontakten till nästa cell kallas synaps. Det är i synapsen som signalsubstansen frisätts så att den kan signalera till nästa cell.

Rent elektrisk kommunikation finns bara i hjärtat, där det finns gap junctions mellan cellerna. Elektriciteten (aktionspotentialen) sprider sig snabbt från en cell till en annan, alla cellerna reagerar, och på det sättet kan hjärtat arbeta.

Kombinationen av elektrisk och kemisk signalering

Den här typen av kommunikation finns bara i nervsystemet. Effekten är kortvarig och kan påverka antingen ett eller flera vävnader/organ på en och samma gång. Aktionspotentialen (elektriciteten) går längs med axonet som är nervtråden. I slutet på axonet sitter sker en kemisk reaktion som gör att en ”signalsubstans” alltså ett ämne som signalerar till andra celler, frisläpps.

Bild1
Synaptisk neurokrin signalering. Från nerv där signaleringen är elektrisk till muskeln där den är kemisk. Här är det acetylcholin som signaleras till magsäckens celler.

Synaptisk (neurokrin) signalering sker i vårt nervsystem, mellan en nervcell och exempelvis en muskelcell. Det är alltså en elektrisk signal som kommer från nerven. När denna elektriska signal nål en cell i muskeln, då omvandlas signalen och blir kemisk. Ett exempel på synaptisk (neurokrin) signalering skulle kunna vara när transmittorämnet acetylcholin för över en elektrisk signal från en nerv till magsäckens celler. Cellerna börjar då att producera de olika ämnen de är menade att producera.

Bild1
Neuroendokrin signalering från nervcell, genom blodbanan, till målcellen i organet (i detta fall i njuren).

Neuroendokrin signalering är en kombination av endokrin och synaptisk signalering. Detta innebär att ett neurohormon frisätts från en cell för att sedan transporteras via blodet till sin målcell. Ett neurohormon är ett hormon som är producerat i nervcellerna. Ett exempel på neuroendokrin signalering skulle kunna vara när neurohormonet ADH frisätts från celler i hjärnans hypothalamus. Därifrån transporteras det via blodet till njuren där det gör så att njuren tar upp mer vatten. Läs gärna mitt inlägg om Njurens reglering för att få mer information om detta.

Vill du fördjupa dig och få mer kunskap om hur celler ”pratar” med varandra och varför rekommenderar jag att du läser inlägger som handlar om cellsignalering:

Källa: 

Nilsson, S. Cellkommunikation och reglersystem. Föreläsning. Linköpings Universitet. 2014-02-05.

Solunetti. Cellsignalering. 2006. (Hämtad 2014-02-16).

Vad tycker du?