• koordinace všech pochodů, které umožní existenci organismu jako celku
• růst, vývoj, dělení a organizace buněk do tkání
• většina buněk vyšších organismů je naprogramována na nutnou přítomnost specifických signálů, které jí umožňují přežít ® pokud se jí těchto signálů nedostává, buňka aktivuje sebevražedný proces a zabíjí se (programovaná buněčná smrt - apoptóza)

secernují (exocytózou nebo difuzí přes plazmatickou membránu)

signální molekuly.

mají specifické receptory pro signální molekuly (ligandy)

vznikají ligand - receptorové komplexy.

1. membránové receptory

- vážou lipofobní signální molekuly, které nejsou schopny přímého přenosu přes plazmatickou membránu

2. nitrobuněčné receptory

• Je-li hormon či neurotransmiter v nadbytku ® počet aktivních receptorů klesá (regulace dolů - down regulation).
• Jiný typ regulace dolů - desensitizace - receptory jsou chemicky modifikovány tak, že se stávají méně citlivé.
• Při nedostatku chemického messengeru ® počet aktivních receptorů se zvyšuje (regulace nahoru - up regulation).

1. přes buněčná spojení (gap junctions)

• dovolují pouze výměnu malých signálních molekul (intracelulárních mediátorů) - Ca²⁺ a cAMP

1. neurální komunikace

• pomocí neurotransmiterů
• velice rychlý přenos (milisekundy i rychleji)
• receptory vykazují nízkou afinitu ® nutná vysoká koncentrace neurotransmiterů

® to umožní rychlou disociaci po ukončení odpovědi, působí krátkou dobu

1. endokrinní komunikace

• prostřednictvím hormonů
• pomalý přenos signálních molekul (minuty)
• receptory vykazují vysokou afinitu ® nízké koncentrace signálních látek

® působí po dlouhou dobu

 

1. parakrinní komunikace

• prostřednictvím lokálních mediátorů, které difundují extracelulárním prostorem

1. autokrinní komunikace

!!! př. nádorové buňky - syntetizují a uvolňují v nadměrném množství růstové faktory, které je zpětně podněcují k neregulovatelnému bujení; stejným způsob můžou ovlivnit i nenádorové sousední buňky ® autokrinní i parakrinní signalizace probíhá současně

 

 

 

 

 

Lipofilní signální substance

• steroidní hormony, thyroidní hormony, retinoidy, vitamin D
• v krvi jsou pevně, ale reversibilně vázány na bílkovinné nosiče; setrvávají v ní několik hodin (steroidy) až několik dní (thyroidní hormony)
• váží se na nitrobuněčné receptory (uložené v cytosolu či v jádře) ® tím mění jejich konformaci a takto změněné receptory se mohou navázat na DNA a tím aktivovat či potlačit expresi příslušného genu
• jejich účinek je dlouhodobý



 

 

Lipofobní signální substance

• proteohormony - insulin, glukagon, růstové hormony, derivány kys. arachidonové; aminokyseliny a deriváty aminokyselin - adrenalin, noradrenalin, nukleotidy
• váží se na membránové receptory
• jejich účinek je většinou bezprostřední a trvá jen velice krátce

 

Membránové receptory

1. Iontové kanály

• v plazmatických membránách elektricky vzrušivých postsynaptických buněk
• signální látky - neurotransmitery ® přechodně uzavírají či otevírají kanálové proteiny ® mění excitabilitu buněčných membrán (především nikotinové acetylcholinové receptory v postsynaptické membráně kosterního svalu a v nervových buňkách)

1. Receptory spojené s aktivací G proteinů

• receptory aktivované vazbou ligandu regulují aktivitu enzymů nepřímo (prostřednictvím G proteinu) ® takto aktivované enzymy navodí vznik nitrobuněčných mediátorů - tzv. sekundárních poslů (cAMP, Ca²⁺), které pak přenášejí signál na další proteiny v buňce tak, že se na ně navážou, změní jejich konformaci a tím navodí jejich aktivitu ® výsledkem je fosforylace cílových proteinů



1. Receptory s enzymatickou aktivitou (katalytické receptory)

• účinkují samy jako enzymy nebo aktivují enzymy, s nimiž jsou spojeny
• podílejí se na fosforylaci specifických nitrobuněčných (signálních) proteinů

Signální proteiny vytvářejí převodní systém uvnitř cílové buňky, jsou aktivovány přidáním fosfátové skupiny a inaktivovány jejím odstraněním, účastní se fosforylační kaskády až k cílovým proteinům, které zprostředkovávají vlastní biologickou odpověď.

Lokální chemické mediátory

• látky, které působí v bezprostřední blízkosti svého vzniku
• účastní se jak autokrinní, tak parakrinní signalizace
• po svém vzniku jsou rychle buňkami vstřebávány nebo destruovány extracelulárními enzymy, případně imobilizovány v extracelulární matrix
• většina růstových faktorů, deriváty kyseliny arachidonové (eikosanoidy), NO, CO, histamin...

Literatura:

Murray, R.K. a kol.: Harperova biochemie. H&H, 1998

Ganong, W.F.: Přehled lékařské biochemie. H&H, 1999

Vander, A.J., Sherman, J.H., Luciano, D.S.: Human physiology. McGraw-Hill Publishing Company, 1990

Kapras, J., Štark, O.: Lékařská biologie a genetika. Díl 1. SPG, 1987