Системы межклеточного управления

Уровни управления системами организма можно разделить на:

В каждом случае системы управления могут быть неспециализироваными и специализированными. В неспециализированных системах управления соединения передают информацию вторично, основная их функция – источник пластического или энергетического материала. В специализированных системах главная функция соединений – передача информации. Поэтому такие вещества называют сигнальными. Внутриклеточная обработка информации осуществляется низкомолекулярными (вторичные посредники) и высокомолекулярными (белково-пептидные посредники) посредниками сигнальных соединений.

Три главные системы межклеточной передачи информации – нервная, эндокринная и иммунная, которые сейчас часто объединяют в нейроиммуноэндокринную систему. Каждая из них дистантно управляет жизнедеятельностью, но осуществляет это разными способами, подключая местное самоуправление. В зависимости от дистантности действия сигнального соединения различают местное (региональное, рис.1 a,b,c) и системное управление (рис. 2 a, b, c).

Местный контроль включает:

Системный контроль включает:

Внутриклеточный контроль

Сигнальное соединение синтезируется в эффекторной клетке, где связывается со своим рецептором и вызывает характерные изменения. Чаще всего встречается в самих эндокринных клетках. Это наименее распространенный тип местного контроля.

Региональный контроль

Аутокринный контроль

Также предназначен для саморегуляции клетки, но сопровождается секрецией сигнального соединения. После выделения сигнальное соединение связывается с рецептором на секретирующей клетке и оказывает своё действие.

Рисунок 1 a. Типы местного контроля (внутриклеточный и аутокринный)

Юкстакринный контроль

Сигнальное соединение не секретируется, а транспортируясь через поры щелевых контактов, достигает соседних клеток и индуцирует в них эффект.

 Рисунок 1 b. Типы местного контроля (юкстакринный)

Паракринный контроль

Сигнальное соединение выделяется клетками определенного органа или ткани и действует на соседние клетки того же органа. Это самый распространенный тип местного контроля. Сигнальные вещества с преобладанием паракринных эффектов часто называют паракринными факторами или гистогормонами. Передача информации нейротрансмиттерами – один из примеров специализированной паракринной передачи.

Рисунок 1 c. Типы местного контроля (паракринный)

Эндокринный (гормональный) контроль

Гормон выделяется эндокринной железой, эндокринной или эффекторной клеткой и поступает в системный кровоток, действуя на все структуры организма с соответствующим рецептором. Эффекты гормона зависят от типа рецептора и реагирующей ткани.

Рисунок 2 a. Типы системного контроля (эндокринный)

Нейроэндокринный контроль

Нейрогормон секретируется терминалями аксонов и через капиллярное сплетение поступает в системный кровоток. Дальнейшие события аналогичны эндокринному способу регуляции.

Рисунок 2 b. Типы системного контроля (нейроэндокринный)

Нейрокринный контроль

Нервную систему можно рассматривать как систему с паракринным способом регуляции, поскольку нейромедиаторы действуют на коротком расстоянии на близлежащие элементы через специализированные рецепторы. Дистантность действия достигается за счёт длины аксона и синаптических переключений.    

Рисунок 2 c. Типы системного контроля (нейрокринный)

Системные эффекты предназначены для управления процессами жизнедеятельности. Гормоны определяют процессы роста и развития, половой дифференцировки, размножения, обмена веществ, участвуют в неспецифической адаптации и взаимной регуляции гормональной сети.

Системные эффекты гормонов подразделяют на:

Обычно соединение оказывает детерминирующие эффекты при первичном воздействии на экспрессию генов в ограниченные критические периоды онтогенеза (чаще в эмбриональном и неонатальном периодах). При этом необратимо изменившийся уровень экспрессии данных генов меняет фенотип клетки, который сохраняется у её потомков даже в отсутствие гормона.  Если затрагивается экспрессия только нескольких генов, то в клетке необратимо меняется активность метаболических систем, но фенотип остаётся прежним.

Рисунок 3. Дистантность действия гормонов

Паракринное действие гормонов призвано суммировать поступающую к ткани информацию, координировать её суммарный ответ на внешний сигнал, усиливать гормональный эффект. 

Многие локальные эффекты гормонов сходны с эффектами паракринных факторов: