Ez a kérdés -úgy gondolom- rendkívül gyakran felmerül, és nem is tűnik túl bonyolultnak első hallásra. Azonban a válasz korántsem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik. Pontosabban: könyvtárnyi anyag áll rendelkezésre. Megpróbáltam összeszedni a legfontosabb dolgokat a témában.

Egy élő szervezet sejtek milliárdjaiból épül fel. Ezeknek a sejteknek az összehangolt működése szükséges ahhoz, hogy egyáltalán működjön. És ez az összehangolt működés el sem képzelhető a sejtek egymással való információcseréje nélkül. Hogyan is történhet mindez?

Alapvető dolog, hogy a sejt érzékelje az adott információt, és erre tudjon válaszolni. Hogyan is érzékelik a sejtek az információkat?
A legkézenfekvőbb talán az, ha először a sejtmembránon keresünk valamiféle bizonyítékot arra, hogy a sejt képes érzékelni a környezetéből jövő jeleket. Milyen az a sejtmembrán? A sejtmembrán főként foszfolipidekből, koleszterolból, fehérjékből, szénhidrátokból felépülő különleges tulajdonságú szerkezet, amely elválasztja és összeköti a sejtet a környezetével.
A sejtek membránja olyan fehérjemolekulákat is tartalmaz, amelyek meg tudnak kötni bizonyos molekulákat pl. fehérjéket, peptideket. Ezeket hívjuk receptoroknak. Amikor kötődik az információt szolgáltató molekula a receptorhoz, a receptornak megváltozik a konformációja (szerkezetváltozáson megy át), és ezzel elindít a sejtben egy olyan változást, aminek a vége valamiféle válasz lesz pl. a sejt ki fog bocsátani egy új molekulát, ami majd hatni fog a környező szövetekre.

A receptorok azonban nemcsak a membránon, hanem a sejt plazmájában is jelen vannak, és a molekula milyensége fogja megszabni azt, hogy milyen receptorhoz fog kötődni. Ha a molekula kicsi, könnyen át tud diffundálni a membránon, akkor nagy valószínűséggel olyan receptorhoz fog kötődni, ami a sejtplazmában található. Ilyenek például a különböző szteroidhormon receptorok. Ezek a receptorok is egy bizonyos sejtválaszt fognak előidézni.

Sokféle receptorunk van-e?A válasz az, hogy igen. Nagyon sokféle receptorunk van, és az ezek által indított folyamatok is változatosak. Vannak olyan receptorok, amik ugyanazt a molekulát kötik meg, pedig jelentősen eltérő szerkezetűek és eltérő választ is hoznak létre.

Most már tudjuk azt, hogy hogyan ismerik fel a sejtek az információkat, de ezek honnan is származnak?
Származhat az információ ugyanabból a sejtből is, amire hat. Ez hogyan lehetséges? A sejt kiválaszt egy molekulát, aminek ugyanazon a sejten van receptora. Így arra a sejtre fog visszahatni, ami kiválasztotta. Ezt a dolgot hívják autokrin szekréciónak.
Vagy származhat az információ a környező sejtekből is, ez a parakrin szekréció. Ennek például nagy jelentősége van az egyedfejlődés során. A legnagyobb hatótávolságú változás az endokrin szekréció, amikor a véráramba fog belekerülni az adott anyag, és ez messze fog változást előidézni. Ilyenek a különböző hormonok. Jó példa erre például a növekedési hormon, ami az agyalapi mirigyben választódik ki és például a csontanyagcserét is befolyásolja.

Ha van két sejt egymás mellett van-e más mechanizmus, amivel információt cserélhetnek?
Igen. Van. Vannak olyan fehérjekomplexek, amik megteremtik a sejt-sejt kapcsolatok kialakulást. Ezeket hívjuk sejtkapcsoló struktúráknak. Ezekből nagyon sokféle van, és majdnem mindegyik más-más feladattal bír.
Lehetőség van arra, hogy két sejt membránja között legyen egy olyan rés, amin keresztül kis molekulákat, ionokat tudjanak kicserélni egymással. Ezt hívjuk gap junction-nek (vagy réskapcsolatnak).Ez egy fehérjékből álló kis csatornácska, amin képesek anyagok vándorolni egyik sejtből a másikba.

Ezeknek nagyon nagy jelentőségük van a sejtek mindennapi életében. A Nature című folyóirat egyik cikke (Elias et al. 2007 Aug. 23, Nature) éppen azzal foglalkozik, hogy ezeknek a kapcsolatoknak milyen nagy szerepe van az agykéreg kialakulásában.

Vannak olyan fehérjekomplexek amik a sejteket egymáshoz rögzítik. Ezeket hívják szoros kapcsolatoknak vagy tight junctionnak. Ez is egy több fehérjéből álló komplex. Nagy jelentősége van abban,hogy a kialakuljon a sejtek polaritása. A sejtek polaritása annyit jelent, hogy a sejtek egyes részei más működéseket végeznek, és ezek a szoros kapcsolatok megakadályozzák, hogy a különböző részek összekeveredjenek. Például a bél hámsejtjeiben így lehetőség van egy irányított anyagáramlás kialakítására. Tehát ezek is nagyon nagy jelentőségűek a szervezetben.

Mivel ez a téma nagyon hosszú, ezért egy következő blogbejegyzésben fogom folytatni, hogy emészthetőbb legyen.