Hopp til innhold

Fagstoff

Kommunikasjon mellom celler

I flercellede organismer er cellene avhengige av å kommunisere med hverandre. På den måten kan de samarbeide om ulike oppgaver og koordinere alt som skjer inne i hver enkelt celle til det beste for hele organismen.

Celler kommuniserer med hverandre og med omgivelsene

På samme måte som vi mennesker snakker med hverandre, har celler et eget språk som gjør at de kan kommunisere med hverandre og innhente informasjon fra omgivelsene.

Tre bilder: 1. En plante får signaler fra omgivelsene i form av lys fra ei sol eller kjemiske signaler fra et insektbitt. 2. Et utsnitt fra et blad inneholder flere celler og piler som viser kommunikasjon mellom disse. Kommunikasjon mellom celler er nødvendig for at cellene skal gjenkjenne og respondere på signaler fra omgivelsene. 3. Ytre signaler påvirker genuttrykket og signalisering mellom ulike organeller (for eksempel mitokondrie og kloroplast). Dette gjør at cellene kan endre atferden sin, og at planten dermed kan respondere på signaler fra omgivelsene.
Åpne bilde i et nytt vindu

Signal – reseptor – respons

Celler kommuniserer med omverdenen ved at de mottar ulike signaler (stimuli). Det kan være signaler som lys, lyd, temperaturendring, elektriske impulser eller ulike kjemiske forbindelser.

Kommunikasjon mellom celler

Når celler kommuniserer med hverandre, bruker de hovedsakelig kjemiske forbindelser. Disse kalles gjerne signalstoffer. De fleste signalstoffene skilles ut fra cellene ved og flyter fritt utenfor cellene. Men noen signalstoffer kan gjennom cellemembranen eller være bundet til overflaten på enkelte celler.

Tre ulike måter som celler kan kommunisere med hverandre på: 1. En celle slipper ut signalstoffer som fester seg til et protein på overflaten til en annen celle. 2. Signalstoffer flyter fritt rundt og kan bevege seg direkte inn i nabocellen før de møter et protein og fester seg. 3. Signalstoffer på overflaten av en celle kan bare kommunisere med naboceller som er i direkte kontakt. Illustrasjon.
Åpne bilde i et nytt vindu

Hundrevis av ulike signalstoffer brukes til kommunikasjon mellom celler. På den måten kan cellene i flercellede organismer samarbeide om ulike oppgaver og koordinere alt som skjer inne i hver enkelt celle. Det gjør igjen at organismen kan fungere som en helhet.

Reseptor – gjenkjenner signalstoffet og viderefører signalet

En celle med ulike utstikkere på overflaten. Et firkantet signal utenfor cellen fester seg til utstikkeren med samme form. Det oppstår da en respons inne i cellen. Illustrasjon.

Signalstoffene gjenkjennes av spesielle proteiner som kalles reseptorer. Et signalstoff og en reseptor passer sammen som en nøkkel i en lås. Når signalstoffet fester seg til riktig reseptor, videreføres signalet, slik at cellen kan reagere på signalet og dermed endre atferden sin.

De fleste reseptorene sitter i cellemembranen, men reseptorer som binder seg til fettløselige molekyler, kan sitte inne i cellen. I slike tilfeller må signalstoffene diffundere gjennom cellemembranen før de kan feste seg til reseptoren. Signalstoffer som er bundet til overflaten på en celle, kan bare påvirke celler med reseptorer som kommer i direkte kontakt med signalstoffet.

En celle som mottar et signal, kalles gjerne en målcelle eller mottakercelle.

Kommunikasjon over store avstander

En celle med en liten innbuktning slipper ut små signalstoffer. Signalstoffene flyter rundt og fester seg til små strukturer på andre celler i nærheten. Illustrasjon.

Når en celle skiller ut signalstoffer, kan signalstoffene påvirke celler i nærheten (naboceller). I tillegg kan de styrke sin egen respons. Dette er nyttig under utviklingen av ulike vevstyper. Når en celle har begynt å spesialisere seg til en celletype, kan den skille ut signalstoffer som styrker spesialiseringen, og samtidig påvirke naboceller til å bli til samme celletype.

I store flercellede organismer er det ikke nok at celler kan kommunisere med nabocellene sine. Mange organismer har derfor utviklet egne celletyper som sørger for kommunikasjon over store avstander.

Nervesystemet – rask og presis kommunikasjon

To ulike former for cellekommunikasjon: hormonsystemet og nervesystemet. I hormonsystemet skiller en celle ut små signalstoffer som transporteres via blodbanen og ut til celler i hele kroppen. I nervesystemet er en celle direkte koblet til en annen celle. Illustrasjon.

I dyreriket har flercellede organismer sanseceller som kommuniserer med omverdenen og sender informasjonen raskt videre via tilkoblede nerveceller. Nervecellene bruker elektriske impulser for å sende signaler. Dette gir rask og direkte kommunikasjon mellom ulike celler over store avstander.

Hormonsystemet – sprer informasjon rundt i hele kroppen

Mange dyr har også hormonproduserende celler. Disse celletypene produserer signalstoffer som kalles hormoner. Hormonproduserende celler sprer informasjon til mottakerceller i hele organismen. Denne formen for kommunikasjon er basert på diffusjon og er dermed langsom.

Hos komplekse organismer, for eksempel hos pattedyr og mennesker, samarbeider nervecellene og de hormonproduserende cellene. Sammen har de hovedansvaret for å koordinere aktiviteten til millioner av andre celler i kroppen.

Mett, vondt i magen eller nedsatt matlyst?

Hjernen får signaler fra nerveceller som kommuniserer med celler rundt i hele kroppen. Disse signalene blir tolket av hjernen, slik at du kan forstå dem.

I tarmen sitter det for eksempel en samling nerveceller (vagusnerven) som sørger for direkte kommunikasjon mellom hjernen og tarmen. Cellene i fordøyelseskanalen kan dermed sende ut ulike signalstoffer som signaliserer til vagusnerven at du er mett eller har vondt i magen.

Hvis du er stresset eller nervøs, kan hjernen signalisere motsatt vei. Dermed kan du oppleve redusert matlyst i slike situasjoner.

Silhuett av en overkropp der hjerne, nerver og fordøyelseskanalen er uthevet. Videre er det tatt et utsnitt fra tarmveggen som viser ulike celler og signalstoffer som er involvert i fordøyelsen. Illustrasjon.
Åpne bilde i et nytt vindu

Kommunikasjon hos planter

Planter har ikke sanseceller eller nervesystem. De har likevel celler som mottar signaler fra omgivelsene gjennom reseptorer og gjør at plantene kan tilpasse seg miljøet de lever i. Planter produserer også egne hormoner som sørger for kommunikasjon mellom celler.

Celleforbindelser

Plantevev bestående av flere planteceller. Illustrasjon.

I tillegg til reseptorer kan celler ha spesialiserte kanaler som direkte kobler sammen cytoplasma fra to ulike celler. Dette gjør at små molekyler og ioner kan passere direkte mellom naboceller, og gir dermed rask kommunikasjon mellom celler i samme vev.

Åpne celleforbindelser er spesielt viktige for kommunikasjon mellom planteceller, siden plantecelleveggen begrenser en del direkte kommunikasjon via cellemembranen. Celleforbindelsene mellom planteceller kalles plasmodesmata.

Håndtere hundrevis av signalstoffer

En celle møter hundrevis av signalstoffer, men påvirkes bare av signalstoffer som kan binde seg til cellens egne reseptorer. Hvordan en celletype påvirkes av signalstoffer, avhenger dermed av hvor mange ulike typer reseptorer det finnes, og hvor mange reseptorer det er av hver type. Hver celletype har et gitt utvalg reseptorer. Dermed vil alle celler av samme type respondere likt på samme signalstoff.

Påvirkning av acetylkolin på ulike celletyper

Hormonet acetylkolin er et signalstoff som gjør at

  • skjelettmuskelceller trekker seg sammen

  • hjertemuskelceller blir mer avslappet og hjertefrekvensen dermed reduseres

  • celler i spyttkjertlene gir økt utskilling av spytt

Selv om alle de tre celletypene mottar det samme signalstoffet, blir responsen inne i cellen forskjellig avhengig av celletype.

Signaler – alle påvirkninger som fører til en respons i cellen, for eksempel lys, lyd, temperaturendring eller kjemiske forbindelser

Signalstoffer – kjemiske forbindelser som skilles ut av cellene og dermed overfører informasjon mellom celler

Reseptorer – proteiner som gjenkjenner spesifikke signaler og viderefører signalene i cellen

Respons – den endringen som skjer i cellen etter at den har blitt påvirket av et signal eller signalstoff

Kilde

Alberts, B. (2014). Molecular biology of the Cell (6. utg.). Garland Publishing Inc.

CC BY-SASkrevet av Camilla Øvstebø.
Sist faglig oppdatert 22.10.2021

Læringsressurser

Vekst og utvikling

Fagstoff

Oppgaver og aktiviteter