TaisiyaBorisova

Механизмы ответственные за регуляцию жизнедеятельности растений: Электрическая сигнализация, фотосинтез и системная приобретенная акклиматизация.

Все мы знаем, что за регуляцию процессов жизнедеятельности у животных главным образом отвечает нервная система. Но как быть с растениями, ведь у них нет нейронных сетей. Откуда они знают, что корневая система должна расти вниз в почву, а не вверх? Или почему распускать почки нужно именно весной?

В этом обзоре авторы приводят многие способы регуляции жизнедеятельности растений, а также как эти системы связаны и взаимодействуют между собой.

Конечно есть специальные фитогормоны, которые могут регулировать определённые процессы жизнедеятельности. Но есть ли ещё какие-нибудь регуляторные системы? Определенно, да.

Например, это электрическая сигнализация, которая позволяет всем клеткам растения общаться и передавать сигналы. Электрическая сигнализация может развиваться по-разному, однако на самом базовом уровне распространение электрических сигналов аналогично с животными клетками и служит наиболее универсальной системой для межклеточной коммуникации. На мембране клетки возникает возбуждение и когда оно преодолевает определенный порог, называемым порогом потенциала действия, возбуждение может передаваться на мембраны соседних клеток. Так по цепочки и возникает обмен необходимой информацией. Сигнал получаемый через мембрану клетки может активировать определенные белки, которые по цепочки передают этот сигнал в ядро к генетической информации. Там происходит экспрессия определенных генов, то есть они начинают активироваться. В результате запускаются определенные процессы, приводящие к разнообразным реакциям начиная от деления клеток и заканчивая апоптозом.

Электрическая передача сигналов у высших растений необходима для соответствующей внутриклеточной и межклеточной коммуникации, реакции на стресс, рост и развитие. Также именно благодаря ей растения могут приобретать определенную устойчивость и способность к приобретенной акклиматизации.

Для осуществления этого процесса нужно много энергии. Растение получает энергию во время процесса фотосинтеза. Фотосинтез-это двухфазный процесс, в котором энергия солнечного света преобразуется в глюкозу. Она же является своеобразным топливом. Получается для растений солнечная энергия является основой их функционирования.

Следовательно, интеграция электрических сигналов с дополнительными компонентами, которые зависят от поглощения энергии, обеспечивает мощный механизм, который целостно контролирует гомеостаз растения. Гомеостаз - это постоянство во внутренней среде организма, в котором он должен находится для выживания и успешного функционирования.

Также растения могут «общаться» между собой, например, используя сеть гиф микоризных грибов, растения могут даже коллективно управлять поглощенной энергией и ресурсами, помогать выживать друг другу и регулировать гомеостаз растительного сообщества.

Ссылка на статью:

doi: 10.3389/fphys.2017.00684.

Всем нам известно, что из стволовых клеток в дальнейшем дифференцируются и развиваются все остальные клетки нашего организма. Благодаря такой их способности ученые уже давно проводят испытания для лечения различных заболеваний. Особенно интересно их использование в регенеративной медицине при различных повреждениях. Ученые данной статьи объединили уже известные данные со своими предположениями и выяснили следующее.

Большая часть нынешнего интереса к терапевтическому применению стволовых клеток при различных заболеваниях может быть связана с их иммуносупрессивными, то есть иммуноподавляющими и противовоспалительными свойствами.

Одним из ключевых механизмов противовоспалительного действия стволовых клеток является секреция растворимых веществ с паракринным действием. То есть через передачу определённых веществ сигнал идет от клетки к клетке на значительные расстояния.

Недавно выяснилось, что паракринные функции стволовых клеток могут, по крайней мере частично, опосредоваться внеклеточными везикулами.

Внеклеточные везикулы – это пузырьки, содержащие определённые вещества и ограниченные оболочкой. Они высвобождаются из эндосомального компартмента стволовых клеток и содержат груз, который включает в себя мРНК и специальные белки. Так использование этих везикул открывает новые способы лечения множества заболеваний.

В некоторых случаях действие везикул, обладают такой же эффективностью как при введении цельноклеточных стволовых клеток.

Механизмы, лежащие в основе противовоспалительного и прорегенеративного действия везикул, выделяемых стволовыми клетками, еще не полностью выяснены и, вероятно будут изучается в дальнейшем. Тем не менее, фундаментальная основа их терапевтических эффектов заключается в их способности передавать биологическую информацию - в форме белков, гликопротеинов, липидов и рибонуклеиновых кислот - от стволовых клеток к поврежденным клеткам.

Внеклеточные везикулы обладают теоретическим преимуществом по сравнению с интактными стволовыми клетками в дисциплине регенеративной медицины. И ученые надеются, что в дальнейшем благодаря дальнейшему изучению их свойств, многие заболевания больше не будут представлять угрозу для человеческой жизни.

Ссылка на статью doi: 10.1038/mt.2015.44