W jaki sposób komórki komunikują się ze sobą?

Warunkiem funkcjonowania wielokomórkowego organizmu jest kontrolowanie przebiegu poszczególnych procesów fizjologicznych i integrowanie ich w jedną spójną całość .Tylko spełnienie tego warunku pozwala organizmom osiągnąć stan równowagi wewnętrznej czynności życiowych , będący podstawą przeżycia w zróżnicowanym środowisku .
Komórki komunikują się ze sobą drogą :

• kontaktu bezpośredniego ( komórki połączone są ze sobą cząsteczkami białkowymi )
• endokrynową (hormon wprowadzany jest do układu krwionośnego , na powierzchni komórki musi znajdować się białko , które rozpozna hormon i go przechwyci )
• panakrynową - krótka droga , substancja dociera do komórki , receptor rozpoznaje
• nerwowa - miejscem , gdzie następuje rozpoznanie jest synapsa (szczelina między błonami ) .

Układ nerwowy wspólnie z układem wydzielania wewnętrznego ( hormonalnym ) zapewnia kontrolowanie i integrowanie procesów fizjologicznych . Różnice funkcjonowania obu układów polegają na szybkości i precyzji działania . Układ nerwowy odpowiada szybciej , a aksony (neuryty) komórek nerwowych (neuronów) mogą wskazywać pojedyncze komórki Jako wykonawców odpowiedzi . Działanie układu hormonalnego jest wolniejsze , a na poszczególne hormony odpowiadają wszystkie komórki posiadające odpowiednie receptory rozpoznające hormon .

Nośnikiem informacji w obrębie komórek nerwowych są zjawiska zachodzące na ich błonie komórkowej , zwana potencjałem czynnościowym . Warunkiem przekazywania impulsów nerwowych jest występowanie na powierzchni komórek układu nerwowego potencjału spoczynkowego tj. ujemnego ładunku wnętrza komórki w stosunku do jej powierzchni .
Jego przyczyną jest zróżnicowane rozmieszczenie jonów wokół błony , powstałe na skutek wybiórczej przepuszczalności błony dla poszczególnych jonów . Zakłócenie stanu równowagi jonowej w jednym miejscu błony , polegający na zniesieniu ( bądź odwróceniu ) jej polaryzacji może się przesuwać wzdłuż niej jako fala depolaryzacji . To zjawisko nazywa się potencjałem czynnościowym .

Stan równowagi jonowej utrzymujący potencjał spoczynkowy jest efektem działania biernych i aktywnych składników transportu jonów poprzez błonę . Funkcję nośników dla jonów pełnią w błonach tzw. kanały jonowe . Kanał jonowy tworzony jest przez integralne białko błonowe , które dzięki specjalnym sekwencjom aminokwasowym o charakterze hydrofobowym może przechodzić przez dwuwarstwę lipidową błony . Tworzy się w ten sposób hydrofilny kanał , przez który mogą przechodzić jony . Białko tworzące kanał może zmienić swą budowę przestrzenną ( konformację ) zmieniając stopień otwarcia dla jonu . Wśród kanałów wyróżnia się kanały zależne od zmiany potencjału błonowego ( np. kanały sodowe , potasowe , potasowe o znanych strukturach molekularnych ) , kanały zależne od receptora molekularnego (bramkowanie chemiczne mediatorem - np. acetylocholiną) , kanały zależne od napięć mechanicznych błony ( bramkowanie mechaniczne )

Chemiczne cząsteczki sygnałowe można podzielić na takie , które przenikają błonę ( np. hormony sterydowe ) oraz takie , dla których błona jest barierą ( np. peptydy ). Dla pierwszych receptory znajdują się wewnątrz komórki ( cytoplazma lub jądro ), w przypadku drugich informacja jest przekazywana przez błonowy układ transolukcji sygnału (kaskada przekazująca sygnał ) . Jeżeli oba elementy ( receptor i efektor ) przekazujące sygnał są fragmentami jednego białka to taki układ jest jednoskładnikowy . Jeżeli jednak elementy recepcyjny i wykonawczy są oddzielnymi białkami wówczas ich sprzężeniu pośredniczy trzeci element : tzw. białko G. Układ taki jest układem trójskładnikowym .