Giao tiếp tế bào là một quá trình bao gồm giao tiếp giữa các tế bào và nội bào. Do đó, thông tin được trao đổi đầu tiên giữa các tế bào thông qua các chất truyền tin. Trong tế bào, tín hiệu sau đó được truyền đi và thậm chí được khuếch đại qua các thụ thể và sứ giả thứ cấp.
Giao tiếp tế bào là gì?
Giao tiếp tế bào là một quá trình bao gồm giao tiếp giữa các tế bào và nội bào. Giao tiếp tế bào được sử dụng để chuyển tiếp các kích thích bên ngoài bằng cách truyền tín hiệu giữa các tế bào và bên trong tế bào. Truyền tín hiệu bên ngoài xảy ra thông qua các sứ giả cụ thể như kích thích tố, dẫn truyền thần kinh- dẫn truyền kích thích điện qua trung gian hoặc qua trung gian ion, bề mặt liên kết tế bào phân tử, hoặc các chất có khối lượng phân tử cao trong gian bào. Các tín hiệu đi vào bên trong tế bào thông qua các thụ thể hay còn gọi là các điểm nối khoảng cách và kích hoạt một loạt các phản ứng ở đó, tùy thuộc vào đường dẫn truyền. Do đó, các sứ giả thứ hai (chất truyền tin thứ cấp) được hình thành trong tế bào, truyền tín hiệu đến vị trí đích và khuếch đại nó cùng một lúc. Sự khuếch đại tín hiệu xảy ra do tín hiệu bên ngoài dẫn đến sự hình thành một số lượng lớn sứ giả thứ hai. Ngược lại với giao tiếp giữa các tế bào, trong giao tiếp nội bào, các tín hiệu được xử lý trong tế bào và chuyển thành phản ứng. Ở đây, thông tin không được truyền từ tế bào này sang tế bào khác, mà được truyền bởi các sứ giả hóa học dưới sự khuếch đại đến vị trí đích của tế bào. Toàn bộ quá trình giao tiếp nội bào này còn được gọi là truyền tín hiệu.
Chức năng và nhiệm vụ
Ở các sinh vật đa bào, giao tiếp nội bào xử lý các tín hiệu được truyền bởi các sứ giả ngoại bào cũng như bởi các kích thích bên ngoài (thính giác, thị giác, mùi). Truyền tín hiệu điều chỉnh các quá trình sinh học quan trọng như gen phiên mã, phản ứng miễn dịch, phân chia tế bào, cảm nhận ánh sáng, nhận biết mùi hoặc co cơ. Sự khởi đầu của giao tiếp nội bào được kích hoạt bởi các kích thích ngoại bào hoặc nội bào. Các yếu tố kích hoạt ngoại bào bao gồm kích thích tố, yếu tố tăng trưởng, cytokine, tế bào thần kinh hoặc chất dẫn truyền thần kinh. Hơn nữa, những ảnh hưởng từ môi trường như ánh sáng hoặc sóng âm thanh cũng là những tác nhân kích thích ngoại bào. Về mặt nội tế, canxi các ion thường kích hoạt các tầng truyền tín hiệu. Các tín hiệu ngoại bào đầu tiên được tiếp nhận bởi các thụ thể nằm trong tế bào hoặc trong màng tế bào. Một sự phân biệt được thực hiện giữa các thụ thể tế bào và màng. Các thụ thể cytosolic nằm trong tế bào trong tế bào chất. Chúng đại diện cho các mục tiêu nhỏ phân tử có thể dễ dàng đi qua màng tế bào. Chúng bao gồm steroid, retinoid, carbon monoxit và oxit nitric. Ví dụ, các thụ thể steroid, một khi được kích hoạt, sẽ cung cấp cho việc hình thành các sứ giả thứ hai chịu trách nhiệm cho các quá trình phiên mã. Các thụ thể liên kết màng nằm trong màng tế bào và có cả miền ngoại bào và nội bào. Trong quá trình truyền tín hiệu, tín hiệu phân tử cập vào miền ngoại bào của thụ thể và bằng cách thay đổi cấu trúc của nó, đảm bảo rằng tín hiệu được truyền đến miền nội bào. Tại đó, các quá trình sinh hóa diễn ra cho phép hình thành một loạt các sứ giả thứ hai. Các thụ thể màng được chia thành ba nhóm, các kênh ion, các thụ thể kết hợp với protein g và các thụ thể kết hợp với enzym. Trong số các kênh ion, lại có các kênh ion tạo điện thế và phối tử. Đây là những tấm xuyên màng protein được kích hoạt hoặc vô hiệu hóa tùy thuộc vào tín hiệu, do đó thay đổi độ thẩm thấu đối với các ion nhất định. Một thụ thể liên kết với protein g, khi được kích hoạt, sẽ khiến protein G bị phân hủy thành hai thành phần. Hai thành phần này hoạt động và đảm bảo việc truyền tín hiệu bằng cách hình thành một số sứ giả thứ hai. Các thụ thể kết hợp với enzym cũng là các thụ thể liên kết màng để giải phóng enzyme liên kết với chúng khi truyền tín hiệu. Do đó, có sáu lớp thụ thể liên kết với enzym. Tùy thuộc vào thụ thể được kích hoạt, các tín hiệu tương ứng được chuyển đổi. Ví dụ, thụ thể tyrosine kinase đại diện cho thụ thể đối với hormone insulin. Do đó, ảnh hưởng của insulin được trung gian qua thụ thể này. Một số tế bào được kết nối với nhau thông qua cái gọi là các điểm nối khoảng cách. Các điểm giao nhau giữa các ô lân cận và đại diện cho một hình thức giao tiếp nội bào. Khi một tín hiệu đến một ô cụ thể, các điểm nối khoảng cách đảm bảo sự lan truyền nhanh chóng của nó trong các ô lân cận.
Bệnh tật và rối loạn
Sự gián đoạn trong giao tiếp nội bào (truyền tín hiệu) có thể xảy ra ở nhiều điểm trong quá trình truyền tín hiệu và có thể có nhiều sức khỏe Các hiệu ứng. Nhiều bệnh là kết quả của việc không đủ hiệu quả của một số thụ thể. Nếu các tế bào miễn dịch bị ảnh hưởng, hậu quả là suy giảm miễn dịch xảy ra. Bệnh tự miễn và dị ứng là do quá trình xử lý sai lầm của quá trình dẫn truyền tín hiệu nội bào. Nhưng các bệnh như bệnh tiểu đường mellitus hoặc xơ cứng động mạch cũng thường là kết quả của các thụ thể hoạt động kém hiệu quả. Trong bệnh tiểu đường, ví dụ, có thể có đủ insulin. Tuy nhiên, do thiếu hoặc không hiệu quả các thụ thể insulin, kháng insulin tồn tại trong trường hợp này. Kết quả là, insulin được sản xuất nhiều hơn. Cuối cùng, tuyến tụy có thể bị kiệt sức. Nhiều bệnh tâm thần cũng có thể bắt nguồn từ những rối loạn trong giao tiếp tế bào nội bào, bởi vì trong nhiều trường hợp, việc truyền tín hiệu không được đảm bảo đầy đủ do các thụ thể dẫn truyền thần kinh không đủ hiệu quả. Chất dẫn truyền thần kinh cũng đóng một vai trò quan trọng trong bệnh tâm thần. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đang điều tra những rối loạn nào trong các quá trình phức tạp của quá trình truyền tín hiệu có thể dẫn các bệnh như trầm cảm, mania, rối loạn lưỡng cực hoặc tâm thần phân liệt. Nguyên nhân di truyền cũng có thể dẫn đến sự xáo trộn trong giao tiếp nội bào. Một ví dụ cụ thể về rối loạn di truyền liên quan đến các điểm nối khoảng cách. Như đã đề cập trước đó, các điểm nối khoảng cách là các kênh giữa các ô lân cận. Chúng được hình thành bởi xuyên màng protein được gọi là phức hợp liên kết. Một số đột biến của các phức hợp protein này có thể dẫn sâu sắc mất thính lực hoặc thậm chí bị điếc. Nguyên nhân của chúng nằm ở chức năng khiếm khuyết của các điểm nối khoảng cách và dẫn đến sự gián đoạn trong giao tiếp tế bào.
