Когда сотовая связь дает сбой

Клетки нашего тела постоянно посылают и получают сигналы. Но что, если ячейка не посылает сигнал в нужное время? Или что, если сигнал не достигает своей цели? Что делать, если целевая сота не отвечает на сигнал или отвечает, даже если она не получила сигнал? Это всего лишь несколько способов, при которых клеточная связь может пойти не так, что приведет к заболеванию. На самом деле, большинство заболеваний связано как минимум с одним нарушением клеточной связи.

Нормальная регуляция сахара в крови. После того, как пища попадает в организм (1), она расщепляется и сахар попадает в кровоток (2). Сахар стимулирует клетки поджелудочной железы к высвобождению инсулина (3). Инсулин проходит через кровь к другим клеткам организма и сигнализирует им о необходимости поглощения сахара (4).

Пища, которую вы едите, расщепляется на сахар, который попадает в кровоток. Обычно клетки поджелудочной железы вырабатывают сигнал, называемый инсулином, который сообщает вашей печени, мышцам и жировым клеткам сохранять этот сахар для последующего использования. При диабете I типа клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, погибают. Следовательно, сигнал инсулина также теряется. В результате сахар накапливается в крови до токсического уровня. Без лечения диабет может привести к почечной недостаточности, слепоте и сердечным заболеваниям в более позднем возрасте.

Рассеянный склероз — это заболевание, при котором разрушается защитная оболочка нервных клеток головного и спинного мозга. Пораженные нервные клетки больше не могут передавать сигналы из одной области мозга в другую. Повреждение нервов, вызванное рассеянным склерозом, приводит ко многим проблемам, включая мышечную слабость, нечеткость или двоение в глазах, трудности с равновесием, неконтролируемые движения и депрессию.

Диабет типа I и типа II имеет очень похожие симптомы, но они имеют разные причины. В то время как люди с диабетом типа I не могут производить сигнал инсулина, люди с диабетом типа II вырабатывают инсулин. Однако клетки диабетиков II типа утратили способность реагировать на инсулин. Конечный результат тот же: уровень сахара в крови становится опасно высоким.

Эксайтотоксичность: после травмы головного мозга, такой как инсульт, из умирающих нервных клеток вытекает смертельное количество сигнальных молекул, что приводит к обширному повреждению головного мозга.

Инсульт возникает, когда в кровеносном сосуде образуется закупорка, перекрывающая приток крови к части мозга. Немедленным результатом является смерть близлежащих клеток головного мозга. Но самое катастрофическое событие происходит позже, когда умирающие клетки выделяют большое количество сигнальной молекулы глутамата. Низкие концентрации глутамата контролируют многие действия в головном мозге, но при высоких концентрациях он токсичен для клеток. Через процесс, называемый эксайтотоксичностью, глутамат распространяется по мозгу и убивает клетки, которые не были затронуты блокировкой, что часто приводит к обширным повреждениям головного мозга.

Многие механизмы поддерживают соответствующий рост клеток: Деление клеток происходит в ответ на внешние сигналы (1). Ферменты восстанавливают поврежденную ДНК (2). Клетки устанавливают связи со своими соседями (3). Если эти соединения внезапно изменяются, соседние ячейки отправляют предупреждение. Клетки уважают и остаются в пределах границ ткани (4). Если клетка не подлежит восстановлению, она инициирует собственную смерть (5).

Рост и деление клеток — настолько важный процесс, что он находится под жестким контролем со множеством сдержек и противовесов. Но даже в этом случае сотовая связь может нарушиться. Результатом является неконтролируемый рост клеток, часто приводящий к раку. Рак может возникать по-разному, но он всегда требует множественных нарушений передачи сигналов. Часто рак начинается, когда клетка обретает способность расти и делиться даже в отсутствие сигнала. Обычно этот нерегулируемый рост вызывает сигнал саморазрушения. Но когда клетка также теряет способность реагировать на сигналы смерти, она бесконтрольно делится, образуя опухоль. Более поздние события клеточной коммуникации заставляют кровеносные сосуды прорастать в опухоль, позволяя ей увеличиваться. Дополнительные сигналы позволяют раку распространяться на другие части тела.

Во время приступа астмы сигнальные молекулы вызывают сужение дыхательных путей в легких, затрудняя дыхание.
Многие препараты для лечения астмы имитируют естественные сигналы, которые приказывают мышечным клеткам легких расслабиться, открывая дыхательные пути.

Подобно тому, как клеточная связь может выйти из строя, что приведет к заболеванию, многие методы лечения болезней полагаются на клеточную связь. Если вы думаете о болезни как о блокпосте в сотовой связи, лечение — это альтернативный путь. Первый шаг — найти проблему. Второй шаг – найти способ обойти проблему. Иногда это легко. Лечение диабета I типа заключается во введении инсулина в кровоток. В других случаях это сложнее, особенно при таких заболеваниях, как рак, когда клеточная связь нарушена во многих местах.