В многоклеточном организме все клетки связаны между собой разного рода взаимодействиями. В их основе лежат рецепторно-эффекторные комплексы (РЭК), участвующие в регуляции жизнедеятельности клеток и тканей.
Все жизненные акты в процессе жизнедеятельности животных организмов осуществляются в рамках рефлекторных цепей, состоящих из 3-х звеньев: рецепторного, эффекторного и связующего.
На клеточном и субклеточном уровнях информация от рецептора к эффектору передается различными путями: контактно, диффузно, электрически по биологическим мембранам, с помощью белковых молекул и др.
В этом плане основная роль принадлежит управляющим сигналам - лигандам (лат. ligarе - связывать), являющимся химическими молекулами, квантами света, звуковыми волнами, механическими раздражителями и и др. лиганды вступают в связь со специфическими рецепторами клеток по принципу комплементарности. Лиганды-сигнальные молекулы участвуют в регуляции метаболической и пролиферативной активности клеток.
Сигнальные молекулы вырабатываются различными клетками организма. Так, например, нейтрофилы и лимфоциты вырабатывают сигнальные полипептиды - цитокины (лимфокины, монокины, интерлейкины, интерфероны и колониестимулирующие факторы), которые регулируют рост и дифференцировку клеток и тканей. Митогенами могут быть семейства белков эпидермального фактора рост, инсулиноподобного фактора рост, фактора рост фибробластов, фактора рост тромбоцитов и др.
Рецепторы представляют собой высокомолекулярные конформационно-подвижные белковые и нуклеиновые трехмерные структуры.
Первичные сигналы (энергия стимула) трансформируются рецепторами в конформационный сигнал, который передается через связующее звено на эффектор, где осуществляется декодирование поступившего сигнала и образное его восприятие.
В передаче сигналов от клетки к клетке важное значение принадлежит межклеточным контактам (соединениям).
В эпителиальных тканях клетки достаточно плотное прилегают друг к другу, образуя пласты, в составе которых различают простые и сложные межклеточные соединения.
1. простые соединения, когда клетки взаимодействуют своими сверхмембранными комплексами, а именно слоями гликокаликса. При этом взаимодействие осуществляется с помощью белков-рецепторов - кадгерина, интегрина и др.
2. сложные соединения являются замыкающими, сцепляющими и коммуникационными контактами.
Замыкающие (изолирующие) контакты характерны для однослойных эпителий и эндотелия.
Сцепляющий (заякоряющий) контакт - это адгезивный поясочек десмосомы. К участкам плазматических мембран подходят фибрилярные элементы цитоскелета и заякорируются на их поверхности. Адгезивные поясочки характерны для однослойных эпителиев: клетки связываются с помощью гликопротеинов, к которым со стороны цитоплазмы примыкает примембранный белок винкулин. Десмосомы с внутренней стороны соединяют слой белков, в состав которых входит десмолактин, а с внешней стороны они соединяются трансмембранными белками - десмоглеинами.
К заякоряющим соединениям относятся фокальные контакты, например, соединение фибробластов с неклеточным субстратом. Они соединяют актиновые микрофиламенты.
Коммуникационные (объединяющие) контакты - это щелевые соединения (нексусы) и синапсы. Через них осуществляется перенос ионов и мелких молекул от клетки к клетке. Синапсы проводят возбуждение в одну сторону.