Modes of Cell Communication: Overview

00:00 Die Art und Weise, wie die Signale funktionieren, hängt stark von der Entfernung ab. Wenn sich eine Person, mit der Sie in einem belebten Raum zu sprechen versuchen, direkt neben Ihnen befindet, dann können Sie ihr einfach zuflüstern.

00:12 Wenn Sie jedoch jemanden auf der anderen Seite des Raumes erreichen wollen, müssen Sie möglicherweise quer durch den Raum gehen oder Sie müssen vielleicht sogar quer durch den Raum schreien, um demjenigen ein Signal zu geben.

00:22 Die Zellen gehen damit in ähnlicher Weise um. Wir haben also den direkten Kontakt, die parakrine Signalübertragung, die endokrine Signalübertragung, die synaptische Signalübertragung und auch die autokrine Signalgebung, die wir hier untersuchen werden.

00:37 Beim direkten Kontakt werden Sie sich erinnern, dass wir uns in der letzten Vorlesung die Gap Junctions angesehen haben. Gap Junctions ermöglichen den Durchgang von Substanzen direkt zwischen den Zellen. Gap Junctions ermöglichen also einen direkten Kontakt.

00:53 Das Signalmolekül muss nicht sehr weit gehen. Es kann direkt aus dem Zytoplasma einer Zelle in das Zytoplasma der nächsten Zelle wandern. Der nächste Mechanismus, den wir uns ansehen können, ist die parakrine Signalübertragung.

01:06 Parakrin bedeutet, dass man seinem Nachbarn ein Signal gibt. Wenn wir hier also eine Analogie verwenden würden, könnte der direkte Kontakt so aussehen, dass man die Hand von jemandem hält und sagt: "Hey, weißt du, ich meine das so, komm hier rüber". Parakrine Signalübertragung wäre eine Art Flüstern oder man könnte etwas lauter rufen und auch etwas weiter entferntere erreichen. Aber wir haben es immer noch mit benachbarten Zellen zu tun. Im parakrinen Modus der Signalübertragung setzt eine Zelle Signalmoleküle frei, um ein Signal an eine benachbarte Zelle zu übertragen. Wie weit das Signal reichen kann, hängt davon ab, wie schnell das Signal abgebaut oder verstoffwechselt wird. Hier werden also Signale an Nachbarzellen in der Nähe oder ein wenig weiter, aber nicht zu weit weg, gegeben. Die Autokrine Signalgebung ist eine interessante Sache. Auto bedeutet selbst.

02:02 Einige Zellen geben sich also selbst Signale, was in der Entwicklung ziemlich oft passiert. Eine Zelle setzt ein Produkt frei, darauf basierend, was in der Entwicklung passiert, um sich quasi selbst eine Bilanz zu ziehen und sich selbst zu sagen, wo sie sich in ihrer Entwicklung befindet und ob sie mit diesem Weg fortfahren soll oder ob sie mit dieser Etappe fertig ist. Wir sehen autokrine Signale auch im Immunsystem sehr häufig.

02:29 Der nächste Mechanismus, den wir uns ansehen können, ist die endokrine Übertragung. Endokrine Signalübertragung ist wirklich ziemlich cool.

02:35 Wir haben Hormone, die an einem Ursprungsort freigesetzt werden. Zum Beispiel können wir sie aus der Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) freisetzen. Und die Hormone werden von der der Hypophyse freigesetzt. Sie fließen dann mit dem Blut bis sie ein Zielgewebe erreichen, wie beispielsweise die Nebenniere. Die Hirnanhangsdrüse baumelt also rechts von der Unterseite des Gehirns und das Signal reist den ganzen Weg durch den Blutkreislauf und löst schließlich eine Reaktion in allen Zellen aus, die einen Rezeptor dafür haben. Im Fall der Nebennieren, benötigt man Zellen, die die Rezeptoren für das jeweilige Hormon haben, das in das System abgegeben wird. Die letzte Art der Signalübertragung, die ich einführen werde, ist die synaptische Übertragung. Das ist, was die Neurone nutzen, um mit ihren Zellen zu kommunizieren.

03:25 Der Zellkörper befindet sich beispielsweise im Rückenmark und das Axon reicht bis zu einem weit entfernten Ziel.

03:32 Dieses Axon wird eine Synapse mit seiner Zielzelle bilden. Also wird das Ende des Axons eine Art Signalmolekül abgeben.

03:42 Vielleicht ist es Acetylcholin, wenn wir uns zum Beispiel die Muskelkontraktion ansehen. Es wird an die Zielzelle über Rezeptoren binden und eine Wirkung in der Zelle auslösen. Das sind also Zelloberflächenrezeptoren. Als wir das endokrine System ansahen, waren das manchmal oder fast immer intrazelluläre Rezeptoren für Steroidhormone. Das ist die Verbindung der beiden Konzepte. Also lassen Sie uns jetzt, wo wir angeschaut haben, wie Signale in einer Zelle ankommen, darüber nachdenken, was passiert, nachdem sie angekommen sind.

04:15 Wie lösen die Signaltransduktionswege eine zelluläre Reaktion aus? Wenn also ein Signal an der Zellmembran ankommt und den Rezeptor aktiviert, haben wir eine Reihe von verschiedenen Optionen. Wir können eine einzelne Reaktion haben, zum Beispiel beim Glucagonrezeptor.

04:38 Bei Glucagon geht es um die Freisetzung von Blutzucker. Egal welcher Zelle Glucagon ein Signal gibt, soll es zur Freisetzung von Blutzucker kommen. Also ist die Freisetzung von Blutzucker eine einzelne Reaktion. Man kann, je nach Zelltyp, eine Vielzahl von verschiedenen Antworten erhalten. Zum Beispiel bei Epinephrin (Adrenalin). Epinephrin verursacht eine Reihe von unterschiedlichen Reaktionen. Unsere Augen können sich weiten, unser Herz kann anfangen stärker zu schlagen und wir können anfangen zu schwitzen.

05:09 Jede dieser Zellen hat also eine andere Reaktion auf das gleiche Signalmolekül. Bei Glucagon hingegen, geht es darum, Blutzucker freizusetzen, egal auf welchem Weg man dorthin kommt.

05:20 Viele der Systeme, die wir uns ansehen werden, sind also sekundäre Botenstoffsysteme. Wir werden in der nächsten Lektion einen genaueren Blick auf diese werfen, aber wir werden sie in dieser Lektion kurz vorstellen.