Եթե տեսնում ես այս հաղորդագրությունը, նշանակում է՝ մեզ չի հաջողվում կայքում արտաքին ռեսուրսներ բեռնել։

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

Հիմնական նյութ

Ծանոթացում բջջային ազդանշաններին

Սովորիր, թե ինչպես են բջիջները հաղորդակցվում միմյանց հետ՝ օգտագործելով տարբեր տեսակների կարճ և երկար ազդանշաններ մեր օրգանիզմում հաղորդակցման ապահովման համար։

Ներածություն

Կարծո՞ւմ ես, որ բջիջներդ գիտակցությունից զուրկ ու անշաժ, սովորական կառուցվածքային միավորներ են, ինչպես պատի աղյուսնե՞րը։ Եթե այո, ապա կրկին մտածիր։ Բջիջները կարող են ընկալել, թե ինչ է կատարվում իրենց շուրջ և ճիշտ ժամանակին արձագանքել հարևան բջիջներից և միջավայրից ստացված ազակներին։ Հենց այս պահին, քո բջիջները միլիոնավոր ազդանշաններ են ուղարկում և ստանում՝ օգտագործելով քիմիական ազդանշանային մոլեկուլներ։
Այս հոդվածում կուսումնասիրենք բջիջների հաղորդակցման հիմնական սկզբունքները։ Նախ և առաջ կտեսնենք, թե ինչպես է բջիջ–բջիջ ազդանշանային համակարգն աշխատում, ապա կդիտարկենք մեր օրգանիզմում տեղի ունեցող մեծ և փոքր հեռավորություններ ընդգրկող ազդանշանների տարբեր տեսակները։

Ակնարկ բջիջներում ազդանշանի փոխանցման մասին

Բջիջները հիմնականում հաղորդակցվում են՝ օգտագործելով քիմիական ազդանշանային մոլեկուլներ։ Այս քիմիական ազդանշանները, որոնք սովորաբար սպիտակուցներ են կամ այլ մոլեկուլներ՝ արտադրվում են ազդանշան հաղորդող բջջի կողմից և արտազատվում արտաբջջային տարածություն։ Դրանք կարող են լողալ դեպի հարևան բջիջներ՝ ինչպես շշում պահված նամակները:
Որոշակի քիմիական ազդանշանը ոչ բոլոր բջիջների համար է «լսելի»։ Ազդակի հայտնաբերման համար, հարևան բջիջը (այն պետք է լինի թիրախ բջիջ) պետք է ունենա ազդանշանին համապատասխանող ընկալիչ։ Ազդանշանային մոլեկուլը միանալով ընկալչին՝ փոխում է վերջինիս ձևը և ակտիվությունը՝ բջջի ներսում փոփոխություն առաջացնելով։ Ազդանշան փոխանցող մոլեկուլներին անվանում են լիգանդներ՝ ընդհանրական անվանումը այն մոլեկուլների, որոնք միանում են որոշակի մոլեկուլների (ինչպիսին են ընկալիչները)։
Հաղորդագրությունը, որը կրում է լիգանդը, հաճախ ամփոփված է լինում բջջի ներսում առկա քիմիական մոլեկուլների մեջ։ Վերջինս պատճառ է դառնում փոփոխության բջջի ներսում, օրինակ՝ գենի գործունեության փոփոխության կամ նույնիսկ մի ամբողջ գործընթացի խթանման, ինչպիսին է՝ բջջի բաժանումը։ Սկզբնապես միջբջջային (բջիջների միջև) ազդանշանը փոխակերպվում է ներբջջայինի (բջջի ներսում), որն էլ հանգեցնում է պատասխանի առաջացման։
Դու կարող ես ավելին սովորել այս ամենի մասին՝ կարդալով լիգանդների և ընկալիչների, ազդանշանի փոխանցման և բջջային պատասխանի մասին հոդվածները։

Ազդակնշանի փոխանցման ձևերը

Բջիջ–բջիջ ազդանշանային համակարգի դեպքում ազդանշանը հաղորդող բջջից փոխանցվում է ազդակն ընկալող բջջին։ Սակայն միշտ չէ, որ այս բջիջներն անմիջական հարևաններ են, բացի այդ ոչ բոլոր բջիջներն են ազդակները հաղորդում նույն կերպ։
Բազմաբջիջ օրգանիզմներում գործում է քիմիական ազդանշանի փոխանցման չորս հիմնական եղանակ՝ պարակրին, ավտոկրին, էնդոկրին և անմիջական կապ։ Ազդանշանի փոխանցման այս եղանակները տարբերվում են միմյանցից այն ճանապարհի երկարությամբ, որն ազդանշանն անցնում է՝ թիրախ բջջին հասնելու համար։

Ազդանշանի փոխանցման պարակրին ուղի

Միմյանց մոտ գտնվող բջիջները հաճախ հաղորդակցվում են՝ օգտագործելով քիմիական ազդանշաններ (լիգանդներ, որոնք դիֆուզվում են բջիջների միջև եղած տարածություններով)։ Ազդանշանի փոխանցման այս եղանակը, երբ հաղորդակցվում են համեմատաբար մոտ գտնվող բջիջները, կոչվում է ազդանշանի փոխանցման պարակրին ուղի։
Ազդանշանի պարակրին փոխանցումը թույլ է տալիս բջիջներին կարգավորելու իրենց հարևան բջիջների գործունեությունը։ Թեև այս եղանակն օգտագործվում է տարբեր հյուսվածքներում, պարակրին ազդակները հատկապես կարևոր են զարգացման ընթացքում։ Դրանց միջոցով բջիջների խմբերը ազդակներ են հաղորդում հարևան խմբերին՝ կարգավորելով բջիջների մասնագիտացումը։

Ազդանշանի փոխանցում սինապսով

Ազդանշանի պարակրին փոխանցման մեկ այլ յուրահատուկ օրինակ է ազդանշանի փոխանցումը սինապսով, որի շնորհիվ նյարդային բջիջները ազդանշաններ են հաղորդում։ Այս գործընթացն իր անունն է ստացել սինապս եզրույթից՝ երկու նյարդային բջիջների միջև առկա հանգույց, որտեղ էլ տեղի է ունենում ազդանշանի հաղորդումը։
Երբ ազդանշան հաղորդող նեյրոնը գրգռվում է, էլեկտրական ազդակը սկսում է տեղաշարժվել բջջի միջով՝ իջնելով ներքև երկար, ֆիբրինանման հավելումով՝ աքսոնով։ Ազդանշանը, հասնելով սինապսին, հանգեցնում է լիգանդների՝ նյարդամիջնորդանյութերի արտազատման։ Դրանք արագորեն անցնում են նյարդային բջիջների միջև առկա փոքր տարածքով։ Հասնելով ազդանշանն ընկալող բջջին՝ նյարդամիջնորդանյութերը միանում են ընկալիչներին և հանգեցնում մի շարք քիմիական փոփոխությունների բջջի ներսում (հաճախ բացելով իոնական անցուղիները և փոխելով բջջաթաղանթի էլեկտրական պոտենցիալը)։
Նկարի աղբյուրը՝ "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 2", մշակումը՝ ըստ OpenStax College, Biology-ի (CC BY 3.0
Քիմիական սինապսների մեջ արտազատվող նեյրոմիջնորդանյութերն արագորեն քայքայվում են կամ էլ վերադառնում ազդանշան հաղորդող բջիջ։ Սա «վերամիացնում է» ամբողջ համակարգը, որի արդյունքում սինապսները պատրաստ են լինում արագ արձագանքնելու հաջորդ ազդանշանին։
Նկարը աղբյուրը՝ "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 1", մշակումը՝ ըստ OpenStax College, Biology-ի (CC BY 3.0

Ազդանշանի փոխանցման ավտոկրին ուղի

Ազդանշանի փոխանցման ավտոկրին ուղիում բջիջն ինքն իրեն է ուղարկում ազդանշան, այսինքն, արտազատում է լիգանդ, որը միանում է հենց իր մակերևույթին գտնվող ընկալիչներին (կախված ազդանշանի տեսակից՝ հնարավոր է նաև՝ բջջի ներսում գտնվող ընկալիչներին)։ Սա կարող է տարօրինակ թվալ, սակայն ազդանշանի փոխանցման ավտոկրին ուղիում կարևոր դեր է խաղում մի շարք գործընթացներում։
Օրինակ՝ զարգացման ընթացքում ազդանշանի ավտոկրին փոխանցումն օգնում է բջիջներին ճիշտ տարբերակվել և մասնագիտանալ։ Բժշկական տեսանկյունից ազդանշանի փոխանցման ավտոկրին ուղին կարևոր է քաղցեկեղի առաջացման ժամանակ և առանցքային դեր է խաղում հատկապես մետաստազների զարգացման գործում (քաղցկեղի տարածումը սկզբնական տեղամասից մարմնի այլ հատվածներ)6։ Շատ դեպքերում ազդանշանը կարող է միաժամանակ ավտոկրին և պարակրին ազդեցություններ ունենալ՝ միանալով թե՛ ազդանշանը հաղորդող բջջին, թե՛ նմանատիպ այլ բջիջների։

Ազդանշանի փոխանցման ներզատական ուղի

Մեծ հեռավորություններով ազդանշաններ հաղորդելու համար բջիջներն օգտագործում են արյունատար համակարգը։ Ազդանշանի փոխանցման ներզատական ուղիում մասնագիտացած բջիջների արտադրած ազդակնշաններն արտազատվում են արյան հոսքի մեջ։ Վերջինս հասցնում է դրանք մեծ հեռավորության վրա գտնվող թիրախ բջիջներին։ Այն ազդանշանները, որոնք արտադրվում են մարմնի որևէ հատվածում և տեղափոխվում են արյան շրջանառության միջոցով՝ միանալով մեծ հեռավորության վրա գտնվող թիրախին, կոչվում են հորմոններ։
Մարդկանց օրգանիզմում հորմոններ արտադրող ներզատական գեղձերից են վահանագեղձը, ենթատեսաթումբը և մակուղեղը, ինչպես նաև սեռական գեղձերը (սերմնարաններ և ձվարաններ) և ենթաստամոքսային գեղձը։ Յուրաքանչյուր ներազատական գեղձ արտադրում է մեկ կամ մի քանի տեսակի հորմոն, որոնցից շատերը կարգավորում են զարգացման և ֆիզիոլոգիական գործընթացներ։
Օրինակ՝ մակուղեղն արտադրում է աճի հորմոն, որը խթանում է օրգանիզմի՝ հատկապես կմախքի և աճառաների աճը։ Ինչպես հորմոնների մեծամասնությունը, այնպես էլ աճի հորմոնն ազդում է տարբեր տեսակի բջիջների վրա։ Աճառի բջիջներն աճի հորմոնի գործունեության լավ օրինակ են։ Հորմոնը, միանալով բջիջների մակերեսին գտնվող ընկալիչներին, խթանում է դրանց բաժանումը7։
Նկարի աղբյուրը՝ "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 2", մշակումը՝ ըստ OpenStax College, Biology-ի (CC BY 3.0

Ազդանշանի փոխանցումը բջիջ-բջիջ անմիջական շփումով

Կենդանիների միջբջջային անցուղիները և բույսերի պլազմոդեսմները փոքրիկ անցուղիներ են, որոնք ուղղակիորեն կապում են հարևան բջիջները: Ջրով լի այս անցուղիները թույլ են տալիս ազդանշանային փոքր մոլեկուլներին՝ ներբջջային միջնորդներին դիֆուզիայի ենթարկվել երկու բջիջների միջև: Փոքր մոլեկուլներն ու իոններն ի վիճակի են շարժվել բջիջների միջև, բայց սպիտակուցների և ԴՆԹ-ի նման խոշոր մոլեկուլները առանց հատուկ օգնության չեն կարող տեղավորվել անցուղիների մեջ։
Ազդանշանային մոլեկուլների հաղորդման արդյունքում բջիջը տեղեկություն է փոխանցում իր ընթացիկ վիճակի մասին հարևան բջիջներին։ Սա թույլ է տալիս բջիջների խմբին վերահսկելու իրենց պատասխանն այն ազդանշանին, որը ստանալու է բջիջներից միայն մեկը։ Բույսերում գրեթե բոլոր բջիջներն ունեն պլազմոդեսմներ, որոնք վերածում են բույսը մի հսկա համակարգի։
Նկարը աղբյուրը՝ "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 1", մշակումը՝ ըստ OpenStax College, Biology-ի (CC BY 3.0
Ազդանշանի փոխանցման անմիջական ուղու մեկ այլ տեսակի դեպքում երկու բջիջների միացումը հնարավոր է դառնում իրենց մակերևույթի վրա առկա կոմպլեմենտար սպիտակուցների շնորհիվ։ Վերջիններս, միանալով իրար, հանգեցնում են սպիտակուցներից որևէ մեկի կամ երկուսի ձևի փոփոխության՝ հաղորդելով ազդանշան։ Ազդանշանի այսպիսի փոխանցումը կարևոր դեր է խաղում իմունային համակարգում, որտեղ իմունային բջիջներն օգտագործում են բջջի մակերեսին գտնվող մարկերներ՝ «սեփական» բջիջները (մարմնի բջիջները) ախտածիններով վարակված բջիջներից տարբերելու համար։
_Նկարի աղբյուրը՝ "Adaptive immune response: Figure 7", մշակումը՝ ըստ OpenStax College, Biology-ի (CC BY 3.0)։_

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: