Slajd 1

Patofizjologia

komunikacji

międzykomórkowej

©Jacek M. Witkowski

2006

WYKŁAD 7

Każda komórka reaguje na

specyficzne i nieswoiste

sygnały (właściwy dla siebie

rodzaj informacji) ze

środowiska i otaczających

komórek, odpowiednio

zmieniając swój metabolizm i

zachowanie.

INFORMACJA

UKŁADY INTEGRACYJNE ORGANIZMU

• Wzajemna komunikacja, otrzymywanie informacji z innych

obszarów organizmu, a także przekazywanie im informacji

nerwowy

dokrewny

odporność

naczyniowy

hormony

neuromediatory

komórki,

cytokiny

SYGNAŁY SPECYFICZNE :

• WYMAGAJĄ

ŹRÓDŁA

– KOMÓREK, KTÓRE EWOLUCJA WYTWORZYŁA W CELU

UMOŻLIWIENIA KOMUNIKACJI

• NEURONY

• GRUCZOŁY DOKREWNE

• LEUKOCYTY

• INNE (NP. macula densa)

• SĄ

KIERUNKOWE

(ZDEFINIOWANE ŹRÓDŁO I ODBIORNIK)

• HORMONY, NEUROMEDIATORY – JEDNOKIERUNKOWE

• CYTOKINY – DWUKIERUNKOWE

• SĄ

DYSKRETNE

I WYMAGAJĄ

INTEGRACJI

DLA WYWOŁANIA REAKCJI

• JEDEN TYP SYGNAŁU POCHODZI Z

RÓŻNYCH ŹRÓDEŁ

KOMÓRKOWYCH

LUB POZAKOMÓRKOWYCH

• SĄ

NIEKIERUNKOWE

(DZIAŁAJĄ NA WSZYSTKIE TYPY KOMÓREK)

• ICH

ZMIANY SĄ CIĄGŁE

, A

INTEGRACJA NIE JEST WYMAGANA

REAKCJI

SYGNAŁY NIESWOISTE:

PRZYKŁADY :

• SYGNAŁY SPECYFICZNE:

• Hormony

– białkowe (PRZYSADKA)

– peptydowe,

– modyfikowane

aminokwasy,

(TARCZYCA)

– Steroidy (NADNERCZA)

• Cytokiny

– białka

• Neuromediatory

– peptydy

– (modyfikowane)

aminokwasy lub ich

metabolity

– katecholaminy

– NO

• SYGNAŁY NIESPECYFICZNE:

• Zmiany dostępności subst.

odżywczych (glukoza!),

mikronutrientów (witaminy,

minerały)

• Zmiany czynników

środowiskowych: pH, pO

, pCO

• Zmiany składu macierzy

pozakomórkowej (adhezja!)

• Zmiany skladu jonowego

płynów poza- i

wewnątrzkomórkowych

Organizm używa ponadto informacji pochodzącej od:
odorantów, feromonów i innych subst. chemicznych;
światła, dźwięku (wibracji) i czucia napięć mechanicznych –
w NARZĄDACH ZMYSŁÓW

TYPY SPECYFICZNYCH SYGNAŁÓW

MIĘDZYKOMÓRKOWYCH

AUTOKRYNNE

PARAKRYNNE

ENDOKRYNNE

ZŁĄCZOWE

KOMÓRKI BLISKO

SIEBIE I ŹRÓDŁA

SYGNAŁU

SYNAPTYCZNE

KOMÓRKI BLISKO

SIEBIE ALE DALEKO

OD ŹRÓDŁA

SYGNAŁU

REAKCJA NA SYGNAŁ DOCIERAJĄCY DO

KOMÓRKI POLEGA NA:

• Modulacji metabolizmu (

ASI

• A

ktywacja uprzednio „uśpionych” lub mało aktywnych

ścieżek metabolicznych

• S

tymulacja ekspresji „nowych” (uprzednio nie

wyrażanych) genów

• I

nicjacja proliferacji i/lub apoptozy

• Nowej informacji (SYGNALE) tego samego

lub odmiennego typu (auto-, para-,

endokrynna sekrecja lub wymiana złączowa)

WYTWORZONEJ I PRZESŁANEJ do innych

komórek bezpośrednio lub w konsekwencji

ASI. (Transmisja i wzmocnienie sygnału)

SPRZĘŻENIA ZWROTNE SĄ TYPOWYM ELEMENTEM

REGULACJI SYGNALIZACJI HORMONALNEJ

HORMON TROPOWY

HORMON UWALNIAJĄCY

HORMON

FIZJOLOGICZNE

DZIAŁANIE

HORMONU

PODWZGÓRZE

PPPM

DOCELOWY

GRUCZOŁ

DOKREWNY

HORMON

Schemat działania hormonów

peptydowych

RECEPTOR

BŁONOWY

TRANSDUKCJA SYGNAŁU !

PRZEKAŹNIKI

KASKADA KINAZ

CZYNNIKI

TRANSKRYPCYJNE

SYNTEZA

BIAŁEK

ZMIANY

METABOLICZNE

REPLIKACJA DNA

I PODZIAŁ

NOWY SYGNAŁ

(UWALNIANIE

HORMONU,

MEDIATORA)

SYGNALON

• Sygnalon – minimalna

jednostka istniejąca na

powierzchni i (przejściowo) w

związku z błoną komórkową,

dostarczająca sygnału (od

receptora TCR do czynników

transkrypcyjnych), złożona z:

receptora, koreceptora,

białek adapterowych,

enzymów (głownie kinazy i

fosfatazy białek) i czynników

transkrypcyjnych.

Schemat działania hormonów

sterydowych

RECEPTOR

CYTOPLAZMATYCZNY

SYNTEZA

BIAŁEK

REPLIKACJA DNA

I PODZIAŁ

STERYD

AKTYWACJA

METABOLIZMU

Hormony tarczycy nie są sterydami,
ale też działają we wnętrzu komórki

OBJAWY ZALEŻĄ OD RODZAJU I

ILOŚCI NADPRODUKOWANEGO

LUB BRAKUJĄCEGO HORMONU I

OD CZYNNOŚĆ DOCELOWEJ

TKANKI/NARZĄDU

ZASADA DOTYCZY TAKŻE NEUROMEDIATORÓW I CYTOKIN!

MOŻLIWE STANY PATOLOGICZNE:

NAD- i NIEDOCZYNNOŚĆ GRUCZOŁÓW

DOKREWNYCH

SEKRECJA

NIEDOSTOSOWANA DO

POTRZEB !!!

NORMALNY SYGNAŁ, NADMIERNA

REAKCJA

NP:

PIERWOTNA ENDOKRYNOPATIA / NADCZYNNOŚĆ

BEZ HIPERTROFII

NADMIERNE WYDZIELANIE/DZIAŁANIE HORMONU ZWIAZANE Z
NADMIERNĄ LICZBĄ CZĄSTECZEK RECEPTORA NA POWIERZCHNI
KOMÓREK, LUB INNYCH CZŁONKÓW KASKADY TRANSDUKCJI SYGNAŁU

NORMALNY SYGNAŁ, NADMIERNA

REAKCJA

NP:

PIERWOTNA ENDOKRYNOPATIA / NADCZYNNOŚĆ

NIEZŁOŚLIWA (NIENOWOTWOROWA)

HIPERTROFIA

NADMIERNE WYDZIELANIE HORMONU ZWIAZANE Z

NADMIAREM KOMÓREK - PRODUCENTÓW

NADMIERNY SYGNAŁ, NADMIERNA

REAKCJA

PRZYKŁAD:

WTÓRNA NADCZYNNOŚĆ

HIPERTROFIA I/LUB NADMIERNA PRODUKCJA HORMONU
W WYNIKU PRAWIDŁOWEJ REAKCJI NA NADMIERNY SYGNAŁ
Z WYŻSZEGO POZIOMU
(

OŚ PODWZGÓRZEPRZYSADKAGRUCZOŁ DOKREWNY OBWODOWY

)

BRAK

SYGNAŁU

BRAK SYGNAŁU, NADMIERNA

REAKCJA

NP:

GUZY HORMONALNIE CZYNNE (SEKRECJA

„LOSOWA”, NIEDOSTOSOWANA DO POTRZEB)

PATOLOGICZNE ZMNIEJSZENIE

DZIAŁANIA HORMONU

(NIEDOCZYNNOŚĆ):

Może wynikać z :

- niedoboru/braku sygnału indukującego sekrecję,
- niedoboru/braku sekrecji lub
- niedoboru/braku wrażliwości na hormon/sygnał

BRAK SYGNAŁU

INDUKUJĄCEGO

SEKRECJĘ

Np: Wtórne niedoczynności różnych pięter
osi podwzgórze-PPPM-OGD

RECEPTOR

BŁONOWY

HORMON PEPTYDOWY

USZKODZENIE LUB BRAK

ŹRÓDŁA HORMONU /CYTOKINY/

MEDIATORA

NP: CUKRZYCA TYPU I,
CHOROBA ADDISONA
CHOROBA HASHIMOTO

RECEPTOR

BŁONOWY

HORMON PEPTYDOWY

ZABURZONE ROZPOZNANIE

SYGNAŁU (BRAK LUB NIECZYNNY

RECEPTOR)

HORMON PEPTYDOWY

RECEPTOR

BŁONOWY

Np. myastenia gravis

ZABURZONE PROCESY

TRANSDUKCJI

SYGNAŁU

HORMON PEPTYDOWY

RECEPTOR

BŁONOWY

PRZEKAŹNIKI

KASKADA KINAZ

CZYNNIKI

TRANSKRYPCYJNE

BRAK ZMIAN

METABOLIZMU

MUTACJE

GENU(ÓW)

WYRAŻANYCH

POD DZIAŁANIEM HORMONU

HORMON PEPTYDOWY

RECEPTOR

BŁONOWY

PRZEKAŹNIKI

KASKADA KINAZ

CZYNNIKI

TRANSKRYPCYJNE

BRAK PRODUKCJI

LUB WADLIWE BIAŁKA

BRAK LUB WZROST

REPLIKACJI DNA

I PODZIAŁÓW

BRAK ZMIAN

METABOLICZNYCH

USZKODZENIE KOMÓREK/TKANEK

DOCELOWYCH

NP:

NIEKTÓRE NIEDOBORY ODPORNOŚCI (STARZENIE)
CUKRZYCA TYPU II

AKTYWNE USUWANIE HORMONU LUB

INNYCH CZĄSTECZEK UCZESTNICZĄCYCH

W TRANSDUKCJI SYGNAŁU

NP: OPORNOŚĆ NA STERYDY

RECEPTOR

CYTOPLAZMATYCZNY

SYNTEZA

BIAŁKA

REPLIKACJA DNA

I PODZIAŁ

STERYD

ZMIANY

METABOLICZNE

MDR

ZABURZONE SPRZĘŻENIA ZWROTNE W

CHOROBACH I ZESPOŁACH DOKREWNYCH

(PRZYKŁAD)

HORMON TROPOWY

HORMON UWALNIAJĄCY

HORMON

FIZJOLOGICZNE

DZIAŁANIE

HORMONU

PODWZGÓRZE

PPPM

DOCELOWY

GRUCZOŁ

DOKREWNY

UWAGA!

ZABURZENIA MOGĄ DOTYCZYĆ

WIELU NARZĄDÓW

DOKREWNYCH NA RAZ!

Document Outline