1

Patofizjologia

Patofizjologia

komunikacji

komunikacji

międzykomórkowej

międzykomórkowej

©Jacek M. Witkowski

2006

WYKŁAD 7

2

Każda komórka reaguje na

specyficzne i nieswoiste

sygnały (właściwy dla siebie

rodzaj informacji) ze

środowiska i otaczających

komórek, odpowiednio

zmieniając swój metabolizm i

zachowanie.

3

INFORMACJA

R

R

E

E

A

A

K

K

C

C

J

J

A

A

4

UKŁADY INTEGRACYJNE ORGANIZMU

UKŁADY INTEGRACYJNE ORGANIZMU

• Wzajemna komunikacja, otrzymywanie informacji z innych

obszarów organizmu, a także przekazywanie im informacji

nerwowy

dokrewny

odporność

naczyniowy

hormony

neuromediatory

komórki,

cytokiny

+

_

5

SYGNAŁY SPECYFICZNE :

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

DO

REAKCJI

SYGNAŁY NIESWOISTE:

SYGNAŁY NIESWOISTE:

6

PRZYKŁADY :

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

2

, pCO

2

• 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

7

TYPY SPECYFICZNYCH SYGNAŁÓW

TYPY SPECYFICZNYCH SYGNAŁÓW

MIĘDZYKOMÓRKOWYCH

MIĘDZYKOMÓRKOWYCH

AUTOKRYNNE

AUTOKRYNNE

PARAKRYNNE

PARAKRYNNE

ENDOKRYNNE

ENDOKRYNNE

ZŁĄCZOWE

ZŁĄCZOWE

KOMÓRKI BLISKO

KOMÓRKI BLISKO

SIEBIE I ŹRÓDŁA

SIEBIE I ŹRÓDŁA

SYGNAŁU

SYGNAŁU

SYNAPTYCZNE

SYNAPTYCZNE

KOMÓRKI BLISKO

KOMÓRKI BLISKO

SIEBIE ALE DALEKO

SIEBIE ALE DALEKO

OD ŹRÓDŁA

OD ŹRÓDŁA

SYGNAŁU

SYGNAŁU

8

REAKCJA NA SYGNAŁ DOCIERAJĄCY DO

REAKCJA NA SYGNAŁ DOCIERAJĄCY DO

KOMÓRKI POLEGA NA:

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)

9

SPRZĘŻENIA ZWROTNE SĄ TYPOWYM ELEMENTEM

SPRZĘŻENIA ZWROTNE SĄ TYPOWYM ELEMENTEM

REGULACJI SYGNALIZACJI HORMONALNEJ

REGULACJI SYGNALIZACJI HORMONALNEJ

HORMON TROPOWY

HORMON UWALNIAJĄCY

HORMON

FIZJOLOGICZNE

DZIAŁANIE

HORMONU

PODWZGÓRZE

PPPM

DOCELOWY

GRUCZOŁ

DOKREWNY

+

_

10

Swoiste sygnały wymagają

specyficznych receptorów i

indukują semi-specyficzne

ścieżki odpowiedzi

metabolicznej

11

HORMON

Schemat działania hormonów

peptydowych

RECEPTOR

BŁONOWY

TRANSDUKCJA SYGNAŁU !

2

o

PRZEKAŹNIKI

KASKADA KINAZ

CZYNNIKI

TRANSKRYPCYJNE

SYNTEZA

BIAŁEK

Ca

2+

ZMIANY

METABOLICZNE

REPLIKACJA DNA

I PODZIAŁ

NOWY SYGNAŁ

(UWALNIANIE

HORMONU,

MEDIATORA)

12

SYGNALON

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.

13

To nucleus

14

Schemat działania hormonów

Schemat działania hormonów

sterydowych

sterydowych

RECEPTOR

CYTOPLAZMATYCZNY

SYNTEZA

BIAŁEK

REPLIKACJA DNA

I PODZIAŁ

STERYD

AKTYWACJA

METABOLIZMU

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

15

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

NAD- i NIEDOCZYNNOŚĆ GRUCZOŁÓW

DOKREWNYCH

DOKREWNYCH

+

_

SEKRECJA

NIEDOSTOSOWANA DO

POTRZEB !!!

16

PATOLOGICZNE NASILENIE

DZIAŁANIA HORMONU

(NADOCZYNNOŚĆ):

+

_

17

NORMALNY SYGNAŁ, NADMIERNA

NORMALNY SYGNAŁ, NADMIERNA

REAKCJA

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

18

NORMALNY SYGNAŁ, NADMIERNA

NORMALNY SYGNAŁ, NADMIERNA

REAKCJA

REAKCJA

NP:

PIERWOTNA ENDOKRYNOPATIA / NADCZYNNOŚĆ

NIEZŁOŚLIWA (NIENOWOTWOROWA)

HIPERTROFIA

:

NADMIERNE WYDZIELANIE HORMONU ZWIAZANE Z

NADMIAREM KOMÓREK - PRODUCENTÓW

19

NADMIERNY SYGNAŁ, NADMIERNA

NADMIERNY SYGNAŁ, NADMIERNA

REAKCJA

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

)

20

BRAK

SYGNAŁU

BRAK SYGNAŁU, NADMIERNA

BRAK SYGNAŁU, NADMIERNA

REAKCJA

REAKCJA

NP:

GUZY HORMONALNIE CZYNNE (SEKRECJA

„LOSOWA”, NIEDOSTOSOWANA DO POTRZEB)

21

PATOLOGICZNE ZMNIEJSZENIE

DZIAŁANIA HORMONU

(NIEDOCZYNNOŚĆ):

+

_

Może wynikać z :

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

22

BRAK SYGNAŁU

BRAK SYGNAŁU

INDUKUJĄCEGO

INDUKUJĄCEGO

SEKRECJĘ

SEKRECJĘ

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

RECEPTOR

BŁONOWY

Ca

2+

HORMON PEPTYDOWY

23

USZKODZENIE LUB BRAK

USZKODZENIE LUB BRAK

ŹRÓDŁA HORMONU /CYTOKINY/

ŹRÓDŁA HORMONU /CYTOKINY/

MEDIATORA

MEDIATORA

NP: CUKRZYCA TYPU I,
CHOROBA ADDISONA
CHOROBA HASHIMOTO

RECEPTOR

BŁONOWY

Ca

2+

HORMON PEPTYDOWY

24

ZABURZONE ROZPOZNANIE

SYGNAŁU (BRAK LUB NIECZYNNY

RECEPTOR)

HORMON PEPTYDOWY

RECEPTOR

BŁONOWY

Ca

2+

Np. myastenia gravis

25

ZABURZONE PROCESY

ZABURZONE PROCESY

TRANSDUKCJI

TRANSDUKCJI

SYGNAŁU

SYGNAŁU

HORMON PEPTYDOWY

RECEPTOR

BŁONOWY

2

O

PRZEKAŹNIKI

KASKADA KINAZ

CZYNNIKI

TRANSKRYPCYJNE

Ca

2+

BRAK ZMIAN

METABOLIZMU

26

MUTACJE

MUTACJE

GENU(ÓW)

GENU(ÓW)

WYRAŻANYCH

WYRAŻANYCH

POD DZIAŁANIEM HORMONU

POD DZIAŁANIEM HORMONU

HORMON PEPTYDOWY

RECEPTOR

BŁONOWY

2

O

PRZEKAŹNIKI

KASKADA KINAZ

CZYNNIKI

TRANSKRYPCYJNE

BRAK PRODUKCJI

LUB WADLIWE BIAŁKA

Ca

2+

BRAK LUB WZROST

REPLIKACJI DNA

I PODZIAŁÓW

BRAK ZMIAN

METABOLICZNYCH

`

27

USZKODZENIE KOMÓREK/TKANEK

USZKODZENIE KOMÓREK/TKANEK

DOCELOWYCH

DOCELOWYCH

NP:

NIEKTÓRE NIEDOBORY ODPORNOŚCI (STARZENIE)
CUKRZYCA TYPU II

X

X

X

28

AKTYWNE USUWANIE HORMONU LUB

AKTYWNE USUWANIE HORMONU LUB

INNYCH CZĄSTECZEK UCZESTNICZĄCYCH

INNYCH CZĄSTECZEK UCZESTNICZĄCYCH

W TRANSDUKCJI SYGNAŁU

W TRANSDUKCJI SYGNAŁU

NP: OPORNOŚĆ NA STERYDY

RECEPTOR

CYTOPLAZMATYCZNY

SYNTEZA

BIAŁKA

REPLIKACJA DNA

I PODZIAŁ

STERYD

X

X

ZMIANY

METABOLICZNE

X

MDR

29

ZABURZONE SPRZĘŻENIA ZWROTNE W

ZABURZONE SPRZĘŻENIA ZWROTNE W

CHOROBACH I ZESPOŁACH DOKREWNYCH

CHOROBACH I ZESPOŁACH DOKREWNYCH

(PRZYKŁAD)

(PRZYKŁAD)

HORMON TROPOWY

HORMON UWALNIAJĄCY

HORMON

FIZJOLOGICZNE

DZIAŁANIE

HORMONU

PODWZGÓRZE

PPPM

DOCELOWY

GRUCZOŁ

DOKREWNY

30

UWAGA!

UWAGA!

ZABURZENIA MOGĄ DOTYCZYĆ

ZABURZENIA MOGĄ DOTYCZYĆ

WIELU NARZĄDÓW

WIELU NARZĄDÓW

DOKREWNYCH NA RAZ!

DOKREWNYCH NA RAZ!

31

Wykład nie może być

umieszczony na stronie WWW

bez zgody autora zawartej w

tekście.