תקשורת תאים היא תהליך המורכב מתקשורת בין-תאית ותוך-תאית. לפיכך, מידע מוחלף תחילה בין תאים באמצעות חומרי שליח. בתוך התא, האות מועבר ואף מוגבר באמצעות קולטנים ושליחים משניים.
מהי תקשורת סלולרית?
תקשורת תאים היא תהליך המורכב מתקשורת בין-תאית ותוך-תאית. תקשורת תאים משמשת להעברת גירויים חיצוניים על ידי העברת אותות בין תאים ובתאים. התמרה אות חיצונית מתרחשת באמצעות שליחים ספציפיים כגון הורמונים, נוירוטרנסמיטר-מעבר גירוי חשמלי מתווך או יון, משטח קשור לתאים מולקולות, או חומרים בעלי משקל מולקולרי גבוה במרחב הבין-תאי. האותות נכנסים לחלל התא דרך קולטנים או מה שמכונה צומת פערים ומפעילים שם מפל של תגובות, תלוי במסלול ההעברה. כך נוצרים בתא שליחים שניים (חומרים של שליח משני) המעבירים את האות לאתר היעד ומגבירים אותו במקביל. הגברת האות מתרחשת מכיוון שאות חיצוני מביא ליצירת מספר רב של שליחים שניים. בניגוד לתקשורת בין-תאית, בתקשורת תוך-תאית מעובדים האותות בתא והופכים לתגובה. כאן המידע לא מועבר מתא לתא אלא מועבר על ידי שליחים כימיים בהגברה לאתר היעד הסלולרי. כל התהליך הזה של תקשורת תאית ידוע גם כמעבר אותות.
פונקציה ומשימה
באורגניזמים רב-תאיים, תקשורת תוך-תאית מעבדת אותות המועברים על ידי שליחים חוץ-תאיים וכן על ידי גירויים חיצוניים (שמיעה, ראייה, ריח). התמרת אותות מווסתת תהליכים ביולוגיים חשובים כגון גֵן תעתיק, תגובה חיסונית, חלוקת תאים, תפיסת אור, תפיסת ריח או כיווץ שרירים. הופעת התקשורת התוך-תאית מופעלת על ידי גירויים חוץ-תאיים או תאיים. טריגרים תאיים כוללים הורמונים, גורמי גדילה, ציטוקינים, נוירוטרופינים או נוירוטרנסמיטרים. יתר על כן, השפעות סביבתיות כמו גלי אור או קול הם גם גירויים חוץ תאיים. באופן תאיים, סידן יונים לעיתים קרובות מפעילים את מפל התמרה. האותות החוץ תאיים נלקחים תחילה על ידי קולטנים הממוקמים בתא או בתא קרום תא. מבדילים בין קולטנים ציטוזוליים לממברנות. קולטנים ציטוזוליים ממוקמים בתוך התא בציטופלזמה. הם מייצגים יעדים עבור קטנים מולקולות שיכול לעבור בקלות דרך קרום תא. אלה כוללים סטרואידים, רטינואידים, פַּחמָן חד חמצני ו תחמוצת חנקן. לדוגמא, קולטני סטרואידים, לאחר הפעלתם, מספקים היווצרות שליחים שניים האחראים על תהליכי שעתוק. הקולטנים הקשורים לקרום ממוקמים ב קרום תא ויש להם גם תחומים תאיים וגם תאיים. במהלך העברת האות, האות מולקולות לעגן לתחום החוץ-תאי של הקולטן, ובאמצעות שינוי הקונפורמציה שלו, וודאו שהאות מועבר לתחום התוך-תאי. שם מתרחשים אז תהליכים ביוכימיים המאפשרים מפל של שליחים שניים להיווצר. קולטני הממברנה מחולקים לשלוש קבוצות, תעלות היונים, הקולטנים המצומדים לחלבון ה- G והקולטנים המצמידים את האנזים. בין תעלות היונים, יש שוב תעלות יונים עם ליגנד ומתח. אלה הם טרנסממברניים חלבונים המופעלים או מבוטלים בהתאם לאות, ובכך משנים את החדירות ליונים מסוימים. קולטן המצויד בחלבון G, כאשר הוא מופעל, גורם לחלבון ה- G להתפרק לשני מרכיבים. שני רכיבים אלה פעילים ומבטיחים את העברת האות על ידי יצירת שליחים שניים מסוימים. קולטנים המצוידים באנזים הם גם קולטנים הקשורים לקרום המשחררים את אנזימים קשור אליהם עם העברת האות. לפיכך, ישנם שש סוגים של קולטנים הקשורים לאנזים. בהתאם לקולטן המופעל, האותות המתאימים מועברים. לדוגמא, הקולטן טירוזין קינאז מייצג את הקולטן להורמון אינסולין. לפיכך, ההשפעה של אינסולין מתווך באמצעות קולטן זה. תאים מסוימים מחוברים באמצעות צומת פערים כביכול. צומת פערים הם ערוצים בין תאים שכנים ומייצגים סוג של תקשורת תוך תאית. כאשר אות מגיע לתא מסוים, צומת פערים מבטיח התפשטות מהירה שלו בתוך התאים הסמוכים.
מחלות והפרעות
שיבושים בתקשורת תוך תאית (התמרת אות) אפשריים בנקודות רבות בתהליך הולכת האות ויכולים להיות שונים בריאות אפקטים. מחלות רבות נובעות מיעילות מספקת של קולטנים מסוימים. אם תאים חיסוניים מושפעים, ליקויים חיסוניים מתרחשים כתוצאה מכך. מחלות אוטואימוניות ואלרגיות נגרמות כתוצאה מעיבוד לקוי של תהליכי העברת אותות תאיים. אך מחלות כגון סוכרת mellitus או טרשת עורקים הם לעתים קרובות גם תוצאה של קולטנים לא יעילים. ב סוכרת, למשל, ייתכן שיהיה מספיק אינסולין. עם זאת, בגלל קולטני אינסולין חסרים או לא יעילים, עמידות לאינסולין קיים במקרה זה. כתוצאה מכך, מיוצר אינסולין עוד יותר. בסופו של דבר, הלבלב עלול להתיש. ניתן לייחס מחלות נפש רבות להפרעות בתקשורת תאית תאית, מכיוון שבמקרים רבים העברת האות אינה מובטחת מספיק על ידי קולטנים לא מספיק יעילים למוליכים עצביים. משדרים עצביים ממלאים גם תפקיד חשוב ב מחלת נפש. לדוגמא, חוקרים חוקרים אילו הפרעות בתהליכים המורכבים של העברת אותות יכולות להיות עוֹפֶרֶת למחלות כמו דכאון, מניה, הפרעה דו קוטבית או סכִיזוֹפרֶנִיָה. סיבות גנטיות יכולות גם כן עוֹפֶרֶת להפרעה בתקשורת תוך תאית. דוגמה אחת מסוימת להפרעות תורשתיות מתייחסת לצמתים בפערים. כאמור, צומת פערים הם ערוצים בין תאים שכנים. הם נוצרים על ידי טרנסממברני חלבונים נקראים מתחמי קונקסין. מספר מוטציות של מתחמי חלבון אלה יכולות עוֹפֶרֶת לעומק אובדן שמיעה או אפילו חירשות. הסיבה שלהם נעוצה בתפקוד הלקוי של צומת הפערים ובהפרעה כתוצאה מכך בתקשורת התא.
